C# - Console 응용 프로그램에서 UI 스레드 구현 방법

그러고 보니 UI 스레드를 설명하면서,

C# - 작업자 스레드와 UI 스레드
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11287

Windows Forms/WPF에서만 사용 예를 살펴봤는데, 사실 콘솔 응용 프로그램에서도 가능합니다. 그저 메시지 루프만 가지면 되기 때문입니다.

while (true)
{
    int ret = NativeMethods.GetMessage(out MSG msg, IntPtr.Zero, 0, 0);
    if (ret == 0 || ret == -1)
    {
        break;
    }

    NativeMethods.TranslateMessage(ref msg);
    NativeMethods.DispatchMessage(ref msg);
}

이렇게 메시지 루프를 구현하고 있을 콘솔 응용 프로그램의 스레드에서, 한 가지 문제라면 "Window" 자원을 갖지 않아 해당 메시지 루프로는 PostMessage나 SendMessage를 통해서는 메시지를 보낼 수 없다는 점입니다. 대신 HWND가 아닌 Thread ID를 통해 메시지를 보낼 수 있는 PostThreadMessage라는 API를 사용해야 합니다.

PostThreadMessageA function
; https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winuser/nf-winuser-postthreadmessagea

그리고 이런저런 기능을 추가하다 보면 다음과 같은 식으로 MessageLoop를 만들 수 있고,

using System;
using System.Threading;

namespace CustomMessageLoop
{
    public class MessageLoop : IDisposable
    {
        uint _tid;
        EventWaitHandle _ewh_Sync = new EventWaitHandle(true, EventResetMode.ManualReset);
        EventWaitHandle _ewh_Exit = new EventWaitHandle(true, EventResetMode.ManualReset);

        public ApartmentState COMApartment => _uiThread.GetApartmentState();

        public void PostMessage(Win32Message msg)
        {
            PostMessage((uint)msg);
        }

        bool _disposed;

        protected virtual void Dispose(bool disposing)
        {
            if (_disposed == false)
            {
                if (disposing == true)
                {
                    SendMessage(Win32Message.WM_CLOSE);
                    _ewh_Exit.WaitOne();
                }
            }
        }

        public void Dispose()
        {
            Dispose(true);
            GC.SuppressFinalize(this);
        }

        public void PostMessage(uint msg)
        {
            if (_tid == 0)
            {
                return;
            }

            NativeMethods.PostThreadMessage(_tid, msg, UIntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
        }

        public void WaitForExit(int millisecondsTimeout = Timeout.Infinite)
        {
            _ewh_Exit.WaitOne(millisecondsTimeout);
        }

        public void SendMessage(Win32Message msg)
        {
            SendMessage((uint)msg);
        }

        public void SendMessage(uint msg)
        {
            if (_tid == 0)
            {
                return;
            }

            _ewh_Sync.Reset();
            NativeMethods.PostThreadMessage(_tid, msg, UIntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
            _ewh_Sync.WaitOne();
        }

        Thread _uiThread;
        bool _useBackgroundThread;
        ApartmentState _apartment;

        public MessageLoop() : this(true, ApartmentState.STA) { }

        public MessageLoop(bool useBackgroundThread) : this(useBackgroundThread, ApartmentState.STA) { }

        public MessageLoop(bool useBackgroundThread, ApartmentState apartment)
        {
            _useBackgroundThread = useBackgroundThread;
            _apartment = apartment;
        }

        public void Run()
        {
            _ewh_Exit.Set();

            _uiThread = new Thread(Start);
            _uiThread.SetApartmentState(_apartment);
            _uiThread.IsBackground = _useBackgroundThread;
            _uiThread.Start();
        }

        public event EventHandler Loaded;
        public event EventHandler Closed;
        public event EventHandler<MessageEventArgs> MessageArrived;

        protected virtual void OnLoad() { }

        protected virtual void OnClose() { }

        protected virtual void WindowProc(MSG msg) { }

        void Start()
        {
            _tid = NativeMethods.GetCurrentThreadId();

            OnLoad();
            Loaded?.Invoke(this, EventArgs.Empty);

            try
            {
                while (true)
                {
                    int ret = NativeMethods.GetMessage(out MSG msg, IntPtr.Zero, 0, 0);
                    if (ret == 0 || ret == -1)
                    {
                        break;
                    }

                    try
                    {
                        WindowProc(msg);
                        MessageArrived?.Invoke(this, new MessageEventArgs(msg));

                        switch (msg.message)
                        {
                            case (uint)Win32Message.WM_CLOSE:
                                OnClose();
                                Closed?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
                                return;
                        }

                        NativeMethods.TranslateMessage(ref msg);
                        NativeMethods.DispatchMessage(ref msg);
                    }
                    finally
                    {
                        _ewh_Sync.Set();
                    }
                }
            }
            finally
            {
                _disposed = true;
                _tid = 0;
                _ewh_Exit.Set();
            }
        }
    }
}

이런 식으로 사용할 수 있습니다.

using CustomMessageLoop;
using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        using (MessageLoop mml = new MessageLoop())
        {
            mml.Loaded += Mml_Loaded;
            mml.Closed += Mml_Closed;

            mml.Run();

            Console.ReadLine();
        }
    }

    private static void Mml_Loaded(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("Mml_Loaded");
    }

    private static void Mml_Closed(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("Mml_Closed");
    }
}

MessageLoop 소스 코드는 github 프로젝트(DotNetSamples/WinConsole/UIThread/CustomMessageLoop/)에 있습니다.

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그런데, 사실 따지고 보면 저렇게 HWND 없이 구현하는 메시지 루프가 크게 장점이 없습니다. 대개의 경우 저런 식으로 부가 코드를 넣기 보다 차라리 간단하게 System.Windows.Forms 어셈블리를 추가해 Visual Studio의 WinForm 디자이너 혜택까지 누리며 Application.Run으로 구현하는 것이 더 좋을 수 있습니다.

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

[최초 등록일: 2/9/2020 ]
[최종 수정일: 2/9/2020 ]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer@outlook.com