C# Windows Forms 강의 25편: 크로스 스레드 작업과 InvokeRequired

1. 강의 개요

이번 강의에서는 Windows Forms 애플리케이션에서 **크로스 스레드 작업(Cross-Thread Operation)**과 InvokeRequired를 활용해 UI 업데이트를 안전하게 처리하는 방법을 학습합니다.
Windows Forms에서는 UI 컨트롤을 메인 스레드(UI 스레드)에서만 업데이트할 수 있으므로, 백그라운드 작업 스레드에서 UI를 안전하게 업데이트하려면 추가적인 조치가 필요합니다.

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2. 학습 목표

1. 멀티스레딩 환경에서 UI 컨트롤을 안전하게 업데이트.
2. InvokeRequired와 Invoke() 메서드를 사용해 크로스 스레드 작업 처리.
3. 백그라운드 작업 중 ProgressBar와 Label 업데이트 구현.

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3. 크로스 스레드 작업이란?

크로스 스레드 작업은 메인 스레드(UI 스레드) 외의 다른 스레드에서 UI 컨트롤을 직접 수정하려고 할 때 발생합니다.

• Windows Forms에서는 **스레드 간격 위반(Thread Affinity Violation)**을 방지하기 위해 UI 컨트롤을 직접 업데이트할 수 없습니다.
• 이 문제를 해결하려면 UI 작업은 항상 메인 스레드에서 실행해야 합니다.

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InvokeRequired와 Invoke 메서드

개념 설명 예제

InvokeRequired	현재 스레드가 UI 스레드인지 확인	if (control.InvokeRequired) {...}
Invoke()	UI 스레드에서 작업 실행	control.Invoke(new Action(() => {...}));

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4. 실습: 백그라운드 작업 중 UI 업데이트

요구사항

1. Thread 또는 Task로 긴 작업을 백그라운드에서 실행.
2. 작업 진행 상황을 ProgressBar와 Label로 표시.
3. Invoke를 사용해 UI를 안전하게 업데이트.

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폼 구성

컨트롤 타입 이름 텍스트 위치 크기

ProgressBar	progressBar1	(없음)	상단	(400 x 30)
Label	lblStatus	"상태: 대기 중"	중간	(400 x 30)
Button	btnStartWork	"작업 시작"	하단	(150 x 30)

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코드 작성

Form1.cs

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApp1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        // 작업 시작 버튼 클릭 이벤트
        private void BtnStartWork_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            progressBar1.Value = 0;
            lblStatus.Text = "상태: 작업 진행 중...";

            // Task를 사용한 비동기 작업
            Task.Run(() =>
            {
                for (int i = 1; i <= 100; i++)
                {
                    Thread.Sleep(50); // 50ms 지연
                    UpdateUI(i); // UI 업데이트
                }

                UpdateStatus("상태: 작업 완료");
            });
        }

        // UI 업데이트 (스레드 안전)
        private void UpdateUI(int progress)
        {
            if (progressBar1.InvokeRequired)
            {
                progressBar1.Invoke(new Action(() =>
                {
                    progressBar1.Value = progress;
                }));
            }
            else
            {
                progressBar1.Value = progress;
            }
        }

        // 상태 업데이트 (스레드 안전)
        private void UpdateStatus(string status)
        {
            if (lblStatus.InvokeRequired)
            {
                lblStatus.Invoke(new Action(() =>
                {
                    lblStatus.Text = status;
                }));
            }
            else
            {
                lblStatus.Text = status;
            }
        }
    }
}

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Form1.Designer.cs

namespace WindowsFormsApp1
{
    partial class Form1
    {
        private System.ComponentModel.IContainer components = null;
        private ProgressBar progressBar1;
        private Label lblStatus;
        private Button btnStartWork;

        protected override void Dispose(bool disposing)
        {
            if (disposing && (components != null))
            {
                components.Dispose();
            }
            base.Dispose(disposing);
        }

        private void InitializeComponent()
        {
            this.progressBar1 = new ProgressBar();
            this.lblStatus = new Label();
            this.btnStartWork = new Button();
            this.SuspendLayout();

            // progressBar1
            this.progressBar1.Location = new System.Drawing.Point(20, 20);
            this.progressBar1.Name = "progressBar1";
            this.progressBar1.Size = new System.Drawing.Size(400, 30);
            this.progressBar1.TabIndex = 0;

            // lblStatus
            this.lblStatus.AutoSize = true;
            this.lblStatus.Location = new System.Drawing.Point(20, 60);
            this.lblStatus.Name = "lblStatus";
            this.lblStatus.Size = new System.Drawing.Size(120, 20);
            this.lblStatus.TabIndex = 1;
            this.lblStatus.Text = "상태: 대기 중";

            // btnStartWork
            this.btnStartWork.Location = new System.Drawing.Point(20, 100);
            this.btnStartWork.Name = "btnStartWork";
            this.btnStartWork.Size = new System.Drawing.Size(150, 30);
            this.btnStartWork.TabIndex = 2;
            this.btnStartWork.Text = "작업 시작";
            this.btnStartWork.UseVisualStyleBackColor = true;
            this.btnStartWork.Click += new System.EventHandler(this.BtnStartWork_Click);

            // Form1
            this.AutoScaleDimensions = new System.Drawing.SizeF(8F, 20F);
            this.AutoScaleMode = System.Windows.Forms.AutoScaleMode.Font;
            this.ClientSize = new System.Drawing.Size(450, 200);
            this.Controls.Add(this.btnStartWork);
            this.Controls.Add(this.lblStatus);
            this.Controls.Add(this.progressBar1);
            this.Name = "Form1";
            this.Text = "크로스 스레드 작업 예제";
            this.ResumeLayout(false);
            this.PerformLayout();
        }
    }
}

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5. 실행 결과

1. 작업 시작
   • "작업 시작" 버튼 클릭 시 ProgressBar가 점진적으로 업데이트됩니다.
   • Label에는 작업 진행 상태가 표시됩니다.
2. UI 멈춤 없이 업데이트
   • 작업이 진행되는 동안 버튼을 클릭하거나 폼을 이동해도 UI는 멈추지 않습니다.
3. 작업 완료
   • ProgressBar가 100%에 도달하면 Label 상태가 "작업 완료"로 변경됩니다.

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6. 주요 개념 요약

1. 크로스 스레드 작업 방지
   • UI 컨트롤은 메인(UI) 스레드에서만 업데이트할 수 있습니다.
2. InvokeRequired
   • 현재 스레드가 UI 스레드인지 확인하고, 필요한 경우 Invoke를 사용해 작업을 메인 스레드에서 실행합니다.
3. Task와 UI 업데이트
   • Task 또는 Thread에서 백그라운드 작업을 실행하며, UI 업데이트는 반드시 Invoke로 처리합니다.