C# と VB.NET の質問掲示板

VisualStudio2019で、C#の学習をしております。
当方、C++やJAVA等の他言語は多少の経験がありますが、C#は未経験です。

以下のようなテストアプリを作って、Taskの学習をしています。

・アプリ起動すると、ボタンが1つだけのForm1が起動する。
・Form1のボタンを押すと、Form2が起動する（Form1はForm2を起動する為だけのもの）。
・Form2は
　・終了ボタン（押すとForm2を終了し、処理をForm1に戻す）「button1」
　・ログ出力テキストボックス「textBox1」
　だけがある。
・Form2起動時（Shownイベント）に、「処理タスク」を起動する。
・「処理タスク」は、ログ出力テキストボックスに対して、1秒間隔で"処理"という文字列を出力する。


■困っていること

Form2を起動し、1秒間隔で"処理"と出力されている途中に、終了ボタンを押すと
-----
System.InvalidOperationException: 'ウィンドウ ハンドルが作成される前、コントロールで Invoke または BeginInvoke を呼び出せません。'
-----
が発生する。
原因は、ログ出力テキストボックスがあるForm2が既に閉じられている為と思われる。


■Form2のコード（Form1は割愛）

public partial class Form2 : Form
{
  public Form2()
  {
    InitializeComponent();
  }

  /// <summary>
  /// 「終了」ボタン押下
  /// </summary>
  private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
  {
    // フォームを閉じて上位に返す
    this.DialogResult = DialogResult.OK;
    this.Close();
  }
  

  /// <summary>
  /// フォーム表示直後に一度だけ実行されるShownイベントのコールバック
  /// </summary>
  private void Form2_Shown(object sender, EventArgs e)
  {
    // テキストボックスにログ出力
    // （このテキストボックスは、メインタスクからも処理タスクからも出力処理が行われる）
    textBox1.AppendText("UDP通信タスクを起動します" + "\r\n");

    // 「処理タスク」を起動
    Task task = Task.Run(() => {
      RunProcTask();
    });
  }

  /// <summary>
  /// 処理タスク
  /// </summary>
  private void RunProcTask()
  {
    // 1秒ごとにログを出力する
    while (true) {
      // 1秒待ってからログ出力
      Thread.Sleep(1000);
      //textBox1.AppendText("処理" + "\r\n");  //←このような出力はできない
      Invoke(new Action<string>(this._PutLog), "処理");  //←ここで例外が発生する
    }
  }

  /// <summary>
  /// 処理タスクからログ出力を行う
  /// </summary>
  private void _PutLog(string msg)
  {
    textBox1.AppendText(msg + "\r\n");
  }
}


■教えてほしいこと

・処理タスクからログを出力する方法として、色々調べた結果上記のようにInvokeを用いていますが、
　効率や可読性・処理速度等、総合的に見てベストな対応でしょうか？
・InvalidOperationExceptionを回避する方法として
　・Form2に「static bool flg;」というメンバを用意し、Form2_Shownメソッド冒頭でtrueセット、button1_Clickメソッド冒頭でfalseセット。
　・「Invoke(new Action<string>(this._PutLog), "処理");」は、flgがtrueの場合のみ実行
　という対応をしました。
　「Form1起動→ボタンを押下しForm2起動→"処理"出力中に終了ボタン押下→無事Form1に戻る」まではいいのですが、
　再度Form1のボタンを押下しForm2を起動したところ、
　System.InvalidOperationException: 'ウィンドウ ハンドルが作成される前、コントロールで Invoke または BeginInvoke を呼び出せません。'
　というエラーが発生しました。
　何か足らないことがあるのでしょうか？
・上記の「Form2が存在するかどうかをフラグで判定」という方法はベストではない気がしています。
　本当は、終了ボタン押下時に「処理タスクを止める」という事をしたかったのですが、やり方が分からず・・・。
　ベストな実装はどのようなものでしょうか？


長くなりましたが、よろしくお願い致します。


　

■No96002 (taro さん) に返信
> ■教えてほしいこと
> ・上記の「Form2が存在するかどうかをフラグで判定」という方法はベストではない気がしています。
> 　本当は、終了ボタン押下時に「処理タスクを止める」という事をしたかったのですが、やり方が分からず・・・。
> 　ベストな実装はどのようなものでしょうか？

ベストではないかもしれませんが、
こんな方法でタスクを止めることができます。

    public partial class Form2 : Form
    {
        private CancellationTokenSource cts;
        private bool TaskEnd = false;

        public Form2()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // フォームを閉じて上位に返す
            this.DialogResult = DialogResult.OK;
            this.Close();
        }

        private void Form2_Shown(object sender, EventArgs e)
        {
            textBox1.AppendText("UDP通信タスクを起動します" + "\r\n");
            cts = new CancellationTokenSource();
            Task task = Task.Run(() => {
                RunProcTask(cts.Token);
            });
        }

        private void RunProcTask(CancellationToken ct)
        {
            try
            {
                TaskEnd = false;
                while (true)
                {
                    if (ct.IsCancellationRequested) return;
                    //故意にここにスリープを入れた。
                    //これによりここで終了ボタンが押される確率が高くなる
                    Thread.Sleep(1000);
                    Invoke(new Action<string>(this._PutLog), "処理");
                }
            }
            finally
            {
                TaskEnd = true;
            }
        }

        private void _PutLog(string msg)
        {
            textBox1.AppendText(msg + "\r\n");
        }

        private void Form2_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            cts.Cancel();
            while (TaskEnd == false)
            {
                //これがないとデットロック
                //Invokeを実行できるようにしている
                Application.DoEvents();
            }
        }
    }

■No96009 (kiku さん) に返信
FormClosingイベントのタスク終了判定は
IsCompletedを使ったほうが
TaskEnd変数の処理がいらなくなり
すっきりします。

それとToken渡さなくても大丈夫な気がします。

    //private bool TaskEnd = false;
    private Task task;

    private void Form2_Shown(object sender, EventArgs e)
    {
        textBox1.AppendText("UDP通信タスクを起動します" + "\r\n");
        cts = new CancellationTokenSource();
        task = Task.Run(RunProcTask);
    }

    private void RunProcTask(C)
    {
        while (true)
        {
            if (cts.IsCancellationRequested) return;
            Thread.Sleep(1000);
            Invoke(new Action<string>(this._PutLog), "処理");
        }
    }

    private void Form2_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
    {
        cts.Cancel();

        while (!task.IsCompleted)
        {
            Application.DoEvents();
        }
    }

申し訳ない。


　　private void RunProcTask(C)
　　　　↓↓↓
　　private void RunProcTask()

■No96002 (taro さん) に返信

No96003 に書きました、

非同期プログラミングのベスト プラクティス
https://docs.microsoft.com/ja-jp/archive/msdn-magazine/2013/march/async-await-best-practices-in-asynchronous-programming

に沿ったサンプルを以下に書いておきます。

上の記事に書いてあるように「すべて非同期にする」ようにし、「自分のツールを理解する」に書い
てあるように CancellationTokenSource/CancellationToken と IProgress<T>/Progress<T> を利用し
ます。

Form1 から初期化して表示する Form2 という形ではなくて、Form1 単独として button1_Click で 
RunProcTask を起動、button2_Click でキャンセルしています。

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

namespace WindowsFormsAsyncTest
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private CancellationTokenSource cts = null;

        public Form5()
        {
            InitializeComponent();
        }

        // 開始（質問のコードの Form2_Shown の代わり）
        private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            this.textBox1.Text = "タスク起動";

            var p = new Progress<string>(ShowProgress);

            using (this.cts = new CancellationTokenSource())
            {
                CancellationToken token = this.cts.Token;
                try
                {
                    await RunProcTask(p, token);
                }
                catch (OperationCanceledException)
                {
                    // 必要なら何らかの処置
                }
            }
        }

        // キャンセル
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (this.cts != null) cts.Cancel();
        }


        // 処理タスク
        // ポーリングによるキャンセルのリッスン
        //  IProgress<T>/Progress<T> で進捗をレポート
        private async Task RunProcTask(IProgress<string> progress, CancellationToken token)
        {
            int i = 0;
            while (true)
            {
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                await Task.Delay(1000);
                progress.Report(i.ToString());
                i++;
            }
        }

        // 進捗を TextBox に表示するコールバック
        // UIスレッドで呼び出される
        private void ShowProgress(string log)
        {
            this.textBox1.Text = "ログ出力その " + log;
        }

    }
}

マネージド スレッドのキャンセル
https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/standard/threading/cancellation-in-managed-threads

に書いてある「ポーリングによるリッスン」を行っています。RunProcTask メソッドの中の

token.ThrowIfCancellationRequested();

がそれで、以下のコードと同じ結果になります。

if (token.IsCancellationRequested)   
    throw new OperationCanceledException(token);