Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
닷넷: 2222. C# - WPF의 Dispatcher Queue 동작 확인 [링크 복사], [링크+제목 복사],
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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(시리즈 글이 3개 있습니다.)
닷넷: 2222. C# - WPF의 Dispatcher Queue 동작 확인
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13570

닷넷: 2223. C# - await 호출과 WPF의 Dispatcher Queue 동작 확인
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13571

닷넷: 2224. C# - WPF의 Dispatcher Queue로 알아보는 await 호출의 hang 현상
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13572




C# - WPF의 Dispatcher Queue 동작 확인

WPF의 경우, 재미있게도 Dispatcher Queue에 이벤트를 걸 수 있는 기능을 제공합니다.

// .NET Framework 4.8 WPF 프로젝트

public MainWindow()
{
    InitializeComponent();

    Dispatcher.Hooks.OperationStarted += Hooks_OperationStarted;
    Dispatcher.Hooks.OperationCompleted += Hooks_OperationCompleted;
    Dispatcher.Hooks.OperationPosted += Hooks_OperationPosted;
}

// Dispatcher 작업이 수행된 경우 알림
private void Hooks_OperationCompleted(object sender, DispatcherHookEventArgs e)
{
}

// Dispatcher 작업이 시작하는 시점에 알림
private void Hooks_OperationStarted(object sender, DispatcherHookEventArgs e)
{
}

// Dispatcher에 작업이 추가된 경우 알림
private void Hooks_OperationPosted(object sender, System.Windows.Threading.DispatcherHookEventArgs e)
{
}

아마도 대부분의 경우, Dispatcher는 UI 스레드와 연동하는 용도로 사용할 텐데요, 실제로 예를 하나 들어볼까요? ^^

private async void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    new Thread(() =>
    {
        this.textBox1.Text = "Hello World"; // 2차 스레드에서 UI 요소 접근으로 System.InvalidOperationException 예외 발생
    }).Start();
}

위의 코드는 다들 예상하시는 것처럼, UI 요소를 생성하지 않은 스레드로부터 접근한 탓에 "System.InvalidOperationException: 'The calling thread cannot access this object because a different thread owns it.'" 예외가 발생합니다.

WPF의 경우 위의 문제를 Dispatcher에 전달하는 방식으로 해결하는데요,

new Thread(async () =>
{
    // 아래의 3가지 방식은 모두 동일한 Dispatcher를 접근
    // Application.Current.Dispatcher.Invoke(() => 
    // Dispatcher.Invoke(() =>
    this.textBox1.Dispatcher.Invoke(() => // 동기 방식으로 UI에 전달
    {
        this.textBox1.Text = "Hello World1";
    });

    // this.textBox1.Dispatcher.BeginInvoke(() => // 비동기 방식으로 UI에 전달
    // {
    //     this.textBox1.Text = "Hello World2";
    // });
    
    // await this.textBox1.Dispatcher.InvokeAsync(() => // await 비동기 방식으로 UI에 전달
    // {
    //     this.textBox1.Text = "Hello World3";
    // });

}).Start();

대표적으로 Invoke가 된 경우, Dispatcher에 전달되었는지를 Hooks_OperationPosted 이벤트를 통해 다음과 같은 식으로 확인할 수 있습니다.

private void Hooks_OperationPosted(object sender, System.Windows.Threading.DispatcherHookEventArgs e)
{
    string name = GetName(e.Operation);
    Console.WriteLine($"[{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] {name}");
}

static string GetName(DispatcherOperation dop)
{
    PropertyInfo pi = typeof(DispatcherOperation).GetProperty("Name", System.Reflection.BindingFlags.Instance | System.Reflection.BindingFlags.NonPublic);
    return pi.GetValue(dop) as string;
}

단지, Dispatcher를 우리만 쓰는 것은 아니므로 저렇게 하면 너무 많은 출력 결과가 나와 구분이 잘 안되는데요, 이를 위해 다음과 같은 코드를 곁들인 후,

new Thread(() =>)
{
    System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"[{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]===============================================");
    Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
    {
        this.textBox1.Text = "Hello World1";
    });
    System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"[{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]===============================================");
}

F5 디버깅으로 실행하면 Output 창에 다음과 같은 출력을 확인할 수 있습니다.

...[생략]...
[1] System.Windows.Window.b__204_0
[9]===============================================
[9] WpfApp1.MainWindow.<Window_Loaded>b__10_1
[1] System.Windows.Media.MediaContext.RenderMessageHandler
[9]===============================================
[1] System.Windows.Documents.TextSelection.UpdateCaretStateWorker
...[생략]...

(Invoke에 전달한 익명 함수가 C# 컴파일러에 의해 분리돼 "WpfApp1.MainWindow.<Window_Loaded>b__10_1"라는 이름으로 컴파일이 돼 "====" 식별자를 두지 않았다면 아마 찾기 힘들 것입니다. 게다가, 저 이름은 상황에 따라 컴파일 시 바뀔 수 있습니다.)

자... 결과를 보면, "===" 식별자를 출력한 스레드 ID가 9번이고, 이와 함께 Hooks_OperationPosted도 9번 스레드에서 실행이 됐습니다. 따라서, 저 이벤트 핸들러는 Dispatcher에 항목을 Enqueue하는 주체를 기준으로 실행이 되는 것을 알 수 있습니다. 이후, 저렇게 Dispatcher에 추가된 항목은 UI 스레드가 여유가 될 때 직렬로 실행해 줍니다.




재미 삼아, Hooks_OperationPosted에 전달된 DispatcherHookEventArgs 인자를 이용해 우리가 직접 Invoke를 해볼까요? ^^

DispatcherHookEventArgs 타입의 e 인스턴스를 Visual Studio의 Watch 창으로 조사하다 보면 _method 필드가 왠지 그 역할을 하는 듯합니다. (그냥 감으로 잡아내야 합니다. ^^; 혹은 WPF 소스코드를 분석하던가!)

따라서, 다음과 같이 코딩을 추가해 주면,

private void Hooks_OperationPosted(object sender, System.Windows.Threading.DispatcherHookEventArgs e)
{
    string name = GetName(e.Operation);
    Console.WriteLine($"[{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] {name}");

    string target = "WpfApp1.MainWindow.<Window_Loaded>b__10_1";
    if (name == target)
    {
        System.Delegate method = GetMethod(e.Operation);

        if (method is Action action)
        {
            action();
        }
    }
}

static System.Delegate GetMethod(DispatcherOperation dop)
{
    FieldInfo fi = typeof(DispatcherOperation).GetField("_method", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
    return fi.GetValue(dop) as System.Delegate;
}

실행 시, "this.textBox1.Text = "Hello World1";" 코드에서 "System.InvalidOperationException: 'The calling thread cannot access this object because a different thread owns it.'" 예외가 발생할 것입니다. 왜냐하면, UI 스레드가 아닌 9번 스레드에서 실행했으므로 이전과 동일한 오류가 발생한 것입니다.

그렇긴 해도, 어쨌든 우리가 원하는 결과는 얻었습니다. ^^ 테스트를 위해 UI를 접근하지 않는 Invoke 코드로 바꾸면 예외 없이 실행하는 것을 볼 수 있습니다.




실제로 저런 코드를 작성해 현업 프로그램에 사용할 것은 아니므로 쓸데없는 설명이 될 수 있지만, 마지막으로 하나 더 언급할 것이 있습니다.

위의 Hooks_OperationPosted에서 action() 호출을 해도, Dispatcher Queue에 아직 그 작업 항목은 남아 있기 때문에 이후 UI 스레드에 의해 중복 실행됩니다. 여기서 재미있는 건, Hooks_OperationPosted 이벤트가 호출되는 것은 (이전에도 언급했듯이) 호출 측 스레드에 의해 Dispatcher Queue에 작업을 추가하는 순간 발생한다는 점입니다. 따라서, 만약 이 순간 UI 스레드가 놀고 있다면 곧바로 깨어나 Hooks_OperationPosted에 알림 중인 작업을 시작할 수 있습니다.

따라서, Hooks_OperationPosted에서의 action() 호출과 UI 스레드가 _method 작업을 실행하는 순서는 엎치락뒤치락 할 수 있습니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/4/2024]

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