[CODE] 可以輸出到 TextBox 的 TextWriter: TextBoxWriter!

以下為基於文章內容所整理的 15 個結構化解決方案案例。每個案例均包含問題、根因、解法設計、實作與學習要點,並附上練習與評估建議。最後提供分類與學習路徑建議。

Case #1: Azure Worker Role 對 Storage 大量 I/O 導致效能惡化

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:系統移轉到 Azure 後,Web Role/Worker Role/Storage 三層分離清晰。Worker Role 在大量進行 Azure Storage I/O 時,整體吞吐明顯下降,批次作業延遲顯著,使用者感知回應時間拉長,影響排程任務準時完成。 技術挑戰:跨層溝通延遲疊加、I/O 綁手,單執行緒/同步 I/O 模式無法榨乾網路與儲存並行度。 影響範圍:吞吐量、SLA 準點率、成本效率(相同資源下工作完成量下降)。 複雜度評級:高

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 跨層通訊往返延遲大:每次存取 Storage 需多次網路往返,累積延遲。
  2. 同步單工處理:作業序列化執行,等待 I/O 阻塞 CPU。
  3. 缺乏流水線與分段並行:沒有拆解步驟與分工,無法並行處理。

深層原因

  • 架構層面:三層分離後未加上對應的併發設計(Pipeline/Batch/Async)。
  • 技術層面:採用同步 API,未使用非同步與批次策略。
  • 流程層面:缺少吞吐/延遲度量與壓測,無法針對瓶頸做針對性優化。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:採用「生產線(Pipeline)」模式,將整體流程拆成多個獨立工作站,以併發佇列串接;對 I/O 密集步驟使用多工與非同步批次處理,讓 CPU 密集與 I/O 密集工作重疊,擴大並行度與資源使用率。

實施步驟

  1. 流程拆解與佇列化
    • 實作細節:將取料/處理/寫回三步驟拆分,使用 ConcurrentQueue 或 Azure Queue 串接。
    • 所需資源:.NET TPL、Concurrent Collections、Azure Storage SDK。
    • 預估時間:0.5-1 天。
  2. 併發度與非同步 I/O
    • 實作細節:對 Storage 採用非同步 API(或多執行緒),設定並行度 N;批次提交降低往返。
    • 所需資源:Task/async-await(或 ThreadPool)、Azure Storage Batch。
    • 預估時間:1-2 天。
  3. 壓測與調參
    • 實作細節:建立壓測腳本,調整每段工作站並行度、批次大小。
    • 所需資源:JMeter/k6、自訂壓測工具。
    • 預估時間:1 天。

關鍵程式碼/設定

// 簡化示例:三段式 Pipeline
var fetchQueue = new BlockingCollection<Item>(boundedCapacity: 1000);
var processQueue = new BlockingCollection<Item>(boundedCapacity: 1000);

Task.Run(() => {
    foreach (var id in inputIds)
    {
        // 非同步取資料(可批次)
        var item = storage.LoadAsync(id).GetAwaiter().GetResult();
        fetchQueue.Add(item);
    }
    fetchQueue.CompleteAdding();
});

Parallel.ForEach(fetchQueue.GetConsumingEnumerable(), new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = 8 }, item =>
{
    var processed = DoBusiness(item); // CPU 密集
    processQueue.Add(processed);
});
processQueue.CompleteAdding();

Parallel.ForEach(processQueue.GetConsumingEnumerable(), new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = 16 }, item =>
{
    storage.SaveAsync(item).GetAwaiter().GetResult(); // 非同步或批次寫入
});

實際案例:文章中提到採用「生產線」模式後,效能提升十幾倍。 實作環境:Azure Worker Role、Azure Storage(Table/Blob/Queue 視情況)、.NET Framework 3.5/4.x、C#。 實測數據:

  • 改善前:Worker Role 對 Storage 大量 I/O 時吞吐很糟(基準 qps 假設為 1x)。
  • 改善後:採用 Pipeline 後約 10-15x。
  • 改善幅度:約 10-15 倍。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • Pipeline(生產線)架構與分段並行
  • I/O 與 CPU 工作解耦、非同步與批次處理
  • 併發度調參與背壓(Backpressure)

技能要求:

  • 必備技能:多執行緒/Task、Azure 基本存取、集合佇列
  • 進階技能:非同步模式、批次 API、壓測與效能調校

延伸思考:

  • 這個解決方案還能應用在哪些場景?任何 I/O 密集型工作、ETL、爬蟲。
  • 有什麼潛在的限制或風險?過高併發可能造成限流與成本增加。
  • 如何進一步優化這個方案?動態調整併發、加入重試與節流。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎練習:用 BlockingCollection 建一個兩段式 Pipeline(30 分鐘)
  • 進階練習:加入非同步與批次寫入(2 小時)
  • 專案練習:以 Azure Storage 為後端完成三段式 Pipeline 壓測(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性(40%):三段式可運作且可關閉
  • 程式碼品質(30%):併發安全、清楚分層
  • 效能優化(20%):吞吐明顯提升與報表
  • 創新性(10%):動態調參/節流/重試策略

Case #2: 用 Windows Service 取代 Task Scheduler,開發除錯不便

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:原排程為 Console App + Windows Task Scheduler,改為 Windows Service 後進入長時常駐環境,開發除錯與控制(啟停/暫停/續行)變得不便,開發效率與品質受影響。 技術挑戰:Service 缺 UI,無法即時觀察日誌與控制狀態,多執行緒行為更難驗證。 影響範圍:開發效率、除錯時間、問題定位難度。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. Service 缺互動界面:無法像 Console/WinForms 般快速觀察與操作。
  2. 多執行緒行為不可視:難以重現時序問題。
  3. 部署調試成本高:每次需安裝/啟動服務才可測。

深層原因

  • 架構層面:核心邏輯緊耦合於 Service 型態。
  • 技術層面:缺少可替換的宿主(Host)與 UI 包裝。
  • 流程層面:缺少本機可視化開發環境。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:建立 WinForms 調試殼(Harness),把業務引擎抽離為可被 Service/WinForms 共同呼叫的類別,WinForms 提供 START/STOP/PAUSE/CONTINUE 控制與即時日誌,最終部署仍使用 Service。

實施步驟

  1. 業務引擎抽離
    • 實作細節:將核心邏輯封裝為 IWorkerEngine 介面與實作。
    • 所需資源:C# class library。
    • 預估時間:0.5 天。
  2. WinForms 調試殼
    • 實作細節:建 Form,按鈕控制引擎執行緒;TextBox 顯示日誌。
    • 所需資源:Windows Forms、TextWriter(見本系列案例)。
    • 預估時間:0.5-1 天。
  3. Service 宿主
    • 實作細節:於 OnStart/OnStop/OnPause/OnContinue 呼叫引擎。
    • 所需資源:Windows Service 專案範本。
    • 預估時間:0.5-1 天。

關鍵程式碼/設定

public interface IWorkerEngine
{
    void Start();
    void Stop();
    void Pause();
    void Continue();
}

public class WorkerEngine : IWorkerEngine { /* 略:核心邏輯執行緒化 */ }

// WinForms Harness
public partial class MainForm : Form
{
    private readonly IWorkerEngine _engine = new WorkerEngine();
    private TextWriter _log;
    public MainForm()
    {
        InitializeComponent();
        _log = TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(this.txtLog));
    }
    private void btnStart_Click(object s, EventArgs e) => _engine.Start();
    private void btnStop_Click(object s, EventArgs e) => _engine.Stop();
    private void btnPause_Click(object s, EventArgs e) => _engine.Pause();
    private void btnContinue_Click(object s, EventArgs e) => _engine.Continue();
}

實際案例:文章提到在開發階段以 Windows Form 提供 START/STOP/PAUSE/CONTINUE 控制,顯著簡化前段開發作業。 實作環境:C#、.NET Framework(3.5/4.x)、Windows Service、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:每次調試需安裝/重啟服務,觀察困難。
  • 改善後:本機直接點擊控制並即時看日誌。
  • 改善幅度:調試迭代時間明顯縮短(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 抽離核心邏輯以支援多宿主
  • WinForms 作為調試殼
  • Service 生命週期與對應控制

技能要求:

  • 必備技能:WinForms 基礎、Thread/Task 基礎
  • 進階技能:解耦設計、狀態機

延伸思考:

  • 還能應用在哪?Console、Web 自助介面宿主。
  • 限制或風險?調試殼與正式行為差異需控管。
  • 如何優化?CI/CD 服務安裝自動化,加入健康檢查。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:建立 IWorkerEngine 並用 WinForms 操作(30 分)
  • 進階:加入 Pause/Continue 與日誌顯示(2 小時)
  • 專案:Service 宿主 + WinForms 調試殼雙宿主(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:四項控制可用
  • 程式碼品質:引擎與宿主解耦
  • 效能優化:無 UI 卡頓
  • 創新性:加入狀態機或事件匯流排

Case #3: 以 TextWriter 抽象將 Console 輸出導到 TextBox

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:既有 Console 應用與第三方函式庫均以 TextWriter(Console.Out)輸出。改成 WinForms/Service 後,需要在 UI TextBox 顯示同樣的輸出,不希望修改大量程式。 技術挑戰:維持 TextWriter 抽象,讓既有 Write/WriteLine 呼叫無痛導流到 TextBox。 影響範圍:程式維護成本、與既有函式庫整合程度。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 直接改成 TextBox.AppendText 破壞抽象,需大規模改碼。
  2. 第三方函式庫只接受 TextWriter,無法改其內部輸出。
  3. Service 環境無 UI,需保留可換的輸出方式。

深層原因

  • 架構層面:輸出通道未抽象為接口/工廠。
  • 技術層面:UI 與輸出寫死耦合。
  • 流程層面:未定義跨宿主的一致日誌策略。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:自定 TextBoxWriter 繼承 TextWriter,使所有 Write/WriteLine 維持原 API;透過 TextWriter.Synchronized 確保基本 thread-safe,達到無痛替換 Console.Out 的效果。

實施步驟

  1. 實作 TextBoxWriter
    • 實作細節:覆寫核心 Write,多載統一轉到 AppendText。
    • 所需資源:WinForms、C#。
    • 預估時間:0.5 天。
  2. 注入與替換
    • 實作細節:在 Form 初始化時建立並設定 _output = TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(textBox)).
    • 所需資源:—
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

public class TextBoxWriter : TextWriter
{
    private readonly TextBox _textbox;
    public TextBoxWriter(TextBox textbox) => _textbox = textbox;

    public override void Write(char value) => Write(new[] { value }, 0, 1);

    public override void Write(char[] buffer, int index, int count)
    {
        if (_textbox.InvokeRequired)
            _textbox.Invoke((Action<string>)AppendTextSafe, new string(buffer, index, count));
        else
            AppendTextSafe(new string(buffer, index, count));
    }

    private void AppendTextSafe(string text) => _textbox.AppendText(text);
    public override Encoding Encoding => Encoding.UTF8;
}

// 使用
this.output = TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(this.textBox1));

實際案例:文章中展示以 TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(textBox)) 導出至 TextBox 的程式片段。 實作環境:C#、.NET Framework(3.5/4.x)、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:需將 Console.Out.WriteLine 全數改寫為 TextBox.AppendText。
  • 改善後:維持 TextWriter 呼叫不變,免大幅改碼。
  • 改善幅度:改碼工作量顯著下降(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • TextWriter 抽象的威力
  • 繼承/覆寫多載策略
  • UI 導流與 thread-safe 包裝

技能要求:

  • 必備技能:C# 繼承/覆寫、WinForms 控制
  • 進階技能:thread-safe 包裝、抽象注入

延伸思考:

  • 還能應用在哪?重導輸出到網路、檔案、記憶體。
  • 限制或風險?UI thread 切換成本、巨量輸出效能。
  • 如何優化?批次緩衝、Tee 寫入多目標。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:實作 TextBoxWriter 並導入一個 Console 範例(30 分)
  • 進階:讓 writer 可切換至 StreamWriter(2 小時)
  • 專案:建立可配置的多目標 Logger(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:Write/WriteLine 多載可用
  • 程式碼品質:覆寫策略清晰,無重複
  • 效能優化:無明顯 UI 卡頓
  • 創新性:可插拔輸出目標

Case #4: 跨執行緒更新 TextBox 觸發例外

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:多執行緒記錄日誌至 WinForms TextBox,背景執行緒直接呼叫 AppendText 導致執行期錯誤。 技術挑戰:WinForms UI 執行緒限制,只能由建立控制項的執行緒操作 UI。 影響範圍:執行時崩潰、不可用、日誌遺失。 複雜度評級:入門級

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 背景執行緒操作 UI 控制項。
  2. 未使用 Invoke/BeginInvoke 切回 UI 執行緒。
  3. 未檢查 InvokeRequired。

深層原因

  • 架構層面:UI 與工作執行緒耦合。
  • 技術層面:忽略 WinForms 單執行緒親和性規範。
  • 流程層面:缺少跨執行緒 UI 測試。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 Control.InvokeRequired + Control.Invoke 模式封裝 UI 更新,確保所有 UI 操作於 UI 執行緒執行;將該邏輯內嵌在 TextBoxWriter 中統一處理。

實施步驟

  1. 封裝 UI 更新
    • 實作細節:若 InvokeRequired,使用 _textbox.Invoke 執行委派。
    • 所需資源:WinForms API。
    • 預估時間:0.5 小時。
  2. 自動化測試
    • 實作細節:啟動背景執行緒大量寫入驗證無例外。
    • 所需資源:NUnit/xUnit(可選)。
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

if (_textbox.InvokeRequired)
    _textbox.Invoke((Action<string>)AppendTextSafe, text);
else
    AppendTextSafe(text);

實際案例:文章擷取 Windows Form UI thread 鐵律,並展示以 Invoke 模式解決。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:頻繁 InvalidOperationException(跨執行緒操作 UI 不合法)。
  • 改善後:例外消失,穩定輸出。
  • 改善幅度:穩定性顯著提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • UI 單執行緒模型
  • InvokeRequired/Invoke 用法
  • 將 UI 切換封裝於基礎設施類別

技能要求:

  • 必備技能:WinForms 與委派
  • 進階技能:同步/非同步呼叫權衡(Invoke vs BeginInvoke)

延伸思考:

  • 應用在 WPF?Dispatcher.Invoke。
  • 風險?Invoke 可能阻塞 UI;可改 BeginInvoke。
  • 優化?批次緩衝減少切換頻次。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:建立背景執行緒寫 TextBox,加入 Invoke 修正(30 分)
  • 進階:改為 BeginInvoke 並測試 UI 響應(2 小時)
  • 專案:封裝通用 UI 更新協助類(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:跨執行緒寫入不出錯
  • 程式碼品質:封裝良好、重用
  • 效能優化:UI 順暢
  • 創新性:抽象層次與可移植性

Case #5: 多執行緒記錄日誌交錯輸出

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:多個執行緒同時寫入 TextBox,輸出互相穿插,單行訊息被切碎,難以閱讀與排錯。 技術挑戰:確保多執行緒寫入的互斥與原子性。 影響範圍:日誌可讀性、除錯效率。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 複數執行緒同時呼叫 Write/WriteLine。
  2. 缺乏同步機制。
  3. Write 與 WriteLine 混用導致行邊界破壞。

深層原因

  • 架構層面:輸出器未 Thread-safe。
  • 技術層面:未使用同步包裝或鎖。
  • 流程層面:無多執行緒壓測。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 TextWriter.Synchronized 包裝底層 TextBoxWriter 確保互斥;對行為單位的輸出使用 WriteLine 或於內部緩衝至行結尾後一次寫入。

實施步驟

  1. 同步包裝
    • 實作細節:this.output = TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(textBox));
    • 所需資源:.NET BCL。
    • 預估時間:10 分鐘。
  2. 行緩衝(可選)
    • 實作細節:ThreadLocal 緩衝至 '\n' 再提交。
    • 所需資源:C#、ThreadLocal。
    • 預估時間:1 小時。

關鍵程式碼/設定

// 基本互斥
TextWriter output = TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(this.textBox1));

// 可選:行級緩衝
[ThreadStatic] private static StringBuilder _lineBuf;
public override void Write(char value)
{
    (_lineBuf ??= new StringBuilder()).Append(value);
    if (value == '\n')
    {
        var line = _lineBuf.ToString();
        _lineBuf.Clear();
        base.Write(line); // 交給同步包裝一次寫入
    }
}

實際案例:文章初始化示例中直接使用 TextWriter.Synchronized 包裝 TextBoxWriter。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:行交錯、可讀性差。
  • 改善後:行為單位輸出,順序一致。
  • 改善幅度:可讀性顯著提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • TextWriter.Synchronized 用法
  • 原子性與互斥
  • 行緩衝策略

技能要求:

  • 必備技能:lock/同步概念
  • 進階技能:ThreadLocal 緩衝、行邊界處理

延伸思考:

  • 應用場景?任何多執行緒日誌器。
  • 風險?過度互斥降低吞吐。
  • 優化?合併 Case #11 的批次緩衝。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:用 Synchronized 包裝 TextBoxWriter(30 分)
  • 進階:加入行級緩衝(2 小時)
  • 專案:製作 thread-safe 行日誌器(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:交錯問題解決
  • 程式碼品質:同步範圍合理
  • 效能優化:互斥開銷可控
  • 創新性:緩衝策略設計

Case #6: 覆寫 Write(char) 造成效能雪崩

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:自訂 TextWriter 初版僅覆寫 Write(char),導致每個字元都觸發一次 UI 更新與跨執行緒切換,輸出一行文字需約 1 秒,體感極差。 技術挑戰:TextWriter 多載眾多,未掌握最佳覆寫點,造成呼叫鏈效率低下。 影響範圍:日誌吞吐、UI 響應、使用者體驗。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 每字元一次 Invoke,跨執行緒開銷巨大。
  2. 未集中多載到效率較高的入口。
  3. 建構字串碎片,增加 GC 壓力。

深層原因

  • 架構層面:缺少核心覆寫策略。
  • 技術層面:不了解多載間相互呼叫。
  • 流程層面:未建立效能基準測試。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:將多載集中到 Write(char[], int, int) 或 Write(string) 等可批次處理的入口;Write(char) 僅代理到核心多載,減少跨執行緒次數與字串碎片。

實施步驟

  1. 覆寫策略調整
    • 實作細節:覆寫 Write(char[], int, int),Write(char) 轉呼叫它。
    • 所需資源:C# TextWriter API。
    • 預估時間:1 小時。
  2. 效能驗證
    • 實作細節:輸出 10k 行文字測量耗時。
    • 所需資源:Stopwatch。
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

public override void Write(char value) =>
    Write(new[] { value }, 0, 1);

public override void Write(char[] buffer, int index, int count)
{
    // 單次批量 Append,避免每字元跨執行緒
    var text = new string(buffer, index, count);
    if (_textbox.InvokeRequired)
        _textbox.Invoke((Action<string>)AppendTextSafe, text);
    else
        AppendTextSafe(text);
}

實際案例:文章說明初版 Write(char) 效能慘烈(每行約 1 秒),後改為集中覆寫效能 OK。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:每行 ~1 秒。
  • 改善後:接近即時顯示(單次 Append 一行,毫秒等級)。
  • 改善幅度:顯著(數十倍以上,質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • TextWriter 多載覆寫策略
  • 跨執行緒切換成本
  • 字串批次建構與 GC

技能要求:

  • 必備技能:C# 字串與陣列操作
  • 進階技能:效能剖析與基準測試

延伸思考:

  • 還能覆寫哪些?Write(string) 以避免 char[] 建構。
  • 風險?一次 Append 的字串過大。
  • 優化?配合行/批次緩衝(Case #11)。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:調整覆寫策略,跑 10k 行基準(30 分)
  • 進階:加入 Write(string) 覆寫,對比效能(2 小時)
  • 專案:建立基準測試專案比較三版實作(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:輸出正確
  • 程式碼品質:覆寫簡潔一致
  • 效能優化:實測明顯改善
  • 創新性:提出替代覆寫路徑

Case #7: 避免 TextBox 長時間執行造成記憶體膨脹

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:服務長時間連續執行,TextBox 日誌累積巨大,導致 UI 停頓、記憶體佔用飆升。 技術挑戰:在不中斷輸出的前提下,回收舊日誌並保持 UI 可用。 影響範圍:記憶體使用、UI 響應、穩定性。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. Text 屬性內容無上限累積。
  2. Append 持續增加導致重繪負擔。
  3. 無回收策略。

深層原因

  • 架構層面:缺少日誌視窗容量管理。
  • 技術層面:不了解 TextBox 針對大文本的限制。
  • 流程層面:缺乏長時間穩定性測試。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:實作容量上限(例如最大字元/行數),超限時從頭截斷;必要時將截斷段落寫入檔案備份,保持 UI 小而精。

實施步驟

  1. 設定上限與截斷
    • 實作細節:達上限時刪除前段固定比例(如 10%)。
    • 所需資源:WinForms API。
    • 預估時間:0.5-1 小時。
  2. 可選:截斷備份
    • 實作細節:截斷內容同步寫入檔案。
    • 所需資源:StreamWriter。
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

const int MaxChars = 200_000; // 上限
private void AppendTextSafe(string text)
{
    _textbox.AppendText(text);
    if (_textbox.TextLength > MaxChars)
    {
        _textbox.Select(0, _textbox.TextLength - MaxChars * 9 / 10);
        _textbox.SelectedText = string.Empty; // 刪前段 10%
    }
    _textbox.SelectionStart = _textbox.TextLength;
    _textbox.ScrollToCaret();
}

實際案例:文章列出「長時間連續執行需 recycle 機制」的需求。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:長時間後記憶體持續上升、UI 卡頓。
  • 改善後:記憶體維持在穩定區間,UI 流暢。
  • 改善幅度:穩定性顯著提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • TextBox 容量管理
  • 截斷策略與使用者體驗
  • 備份與追蹤

技能要求:

  • 必備技能:WinForms 文本操作
  • 進階技能:日志輪替策略

延伸思考:

  • 應用場景?所有長跑型 UI 日誌視窗。
  • 風險?截斷影響追溯;需落地於檔案。
  • 優化?行為單位截斷、搜尋索引。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:加入 MaxChars 截斷(30 分)
  • 進階:截斷備份到檔案(2 小時)
  • 專案:可配置容量與輪替策略(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:自動截斷可用
  • 程式碼品質:不阻塞 UI
  • 效能優化:截斷時不卡頓
  • 創新性:備份與搜尋整合

Case #8: 同步輸出到 UI 與檔案(Tee Writer)

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:開發時需要在 TextBox 看到即時日誌;正式服務環境無 UI,需要落地到檔案。希望同一份程式碼同時滿足 UI 與檔案輸出。 技術挑戰:避免重複寫兩次日誌呼叫;確保兩端一致與 thread-safe。 影響範圍:維護成本、可觀察性。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 多處各自輸出造成重複與不一致。
  2. 不同 Writer 執行緒安全性與效能差異。
  3. 無法一次寫到多個目的地。

深層原因

  • 架構層面:缺乏多目標輸出抽象。
  • 技術層面:未設計 Writer 合成器。
  • 流程層面:環境切換需手動改碼。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:實作 TeeTextWriter,內部持有多個 TextWriter,Write/WriteLine 迴圈轉寫到所有目標;外部再以 TextWriter.Synchronized 包裝以確保互斥。

實施步驟

  1. 實作 TeeTextWriter
    • 實作細節:Write/WriteLine 迭代所有 target.Writer。
    • 所需資源:C#。
    • 預估時間:1 小時。
  2. 組合目標
    • 實作細節:TextBoxWriter + StreamWriter 檔案。
    • 所需資源:檔案系統。
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

public class TeeTextWriter : TextWriter
{
    private readonly TextWriter[] _targets;
    public TeeTextWriter(params TextWriter[] targets) => _targets = targets;
    public override Encoding Encoding => Encoding.UTF8;

    public override void Write(char[] buffer, int index, int count)
    {
        foreach (var t in _targets) t.Write(buffer, index, count);
    }
    public override void Write(string value)
    {
        foreach (var t in _targets) t.Write(value);
    }
    public override void WriteLine(string value)
    {
        foreach (var t in _targets) t.WriteLine(value);
    }
}

// 使用
var ui = new TextBoxWriter(this.textBox1);
var file = new StreamWriter("app.log") { AutoFlush = true };
this.output = TextWriter.Synchronized(new TeeTextWriter(ui, file));

實際案例:文章提到「最好可以順便寫 LOG 檔」之需求。 實作環境:C#、WinForms、檔案系統。 實測數據:

  • 改善前:需重複呼叫兩次,易漏寫。
  • 改善後:一次呼叫,雙向輸出。
  • 改善幅度:維護性顯著提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 合成模式(Composite)
  • TextWriter 擴充與可組合性
  • AutoFlush 與檔案 I/O

技能要求:

  • 必備技能:C# 抽象與覆寫
  • 進階技能:I/O 效能與緩衝

延伸思考:

  • 應用在哪?多目標通知(檔案/網路/控制台)。
  • 風險?任一目標阻塞影響整體。
  • 優化?目標分流至背景佇列。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:實作 TeeTextWriter(30 分)
  • 進階:加入失敗隔離(單一目標失敗不影響其他)(2 小時)
  • 專案:可配置多目標 Logger,支援檔案輪替(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:多目標輸出正確
  • 程式碼品質:組合簡潔、可擴充
  • 效能優化:無明顯阻塞
  • 創新性:目標隔離設計

Case #9: 相同業務碼在 Service/WinForms/Console 三環境可移植

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:同一段業務邏輯需要在 Console(開發)、WinForms(調試)、Service(正式)運行,並一致地輸出日誌。 技術挑戰:在不同宿主環境中切換輸出目標而不改動業務碼。 影響範圍:部署靈活性、技術債。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 日誌輸出與業務耦合。
  2. 不同宿主輸出 API 差異。
  3. 缺乏注入點。

深層原因

  • 架構層面:未設計抽象注入/工廠。
  • 技術層面:缺乏配置化輸出。
  • 流程層面:環境切換需改碼。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:以 TextWriter 為業務層輸出抽象,透過工廠/設定在啟動時注入不同 Writer(Console.Out / TextBoxWriter / StreamWriter 或 Tee)。

實施步驟

  1. 定義注入點
    • 實作細節:業務類建構子接收 TextWriter。
    • 所需資源:C#。
    • 預估時間:0.5 小時。
  2. 工廠與組態
    • 實作細節:依環境建立對應 Writer。
    • 所需資源:App.config 或 DI 容器(可選)。
    • 預估時間:1 小時。

關鍵程式碼/設定

public class JobRunner
{
    private readonly TextWriter _log;
    public JobRunner(TextWriter log) => _log = log;
    public void Run() => _log.WriteLine("Running...");
}

// 組態化建置
TextWriter BuildWriter(HostKind kind) => kind switch
{
    HostKind.Console => Console.Out,
    HostKind.WinForms => TextWriter.Synchronized(new TextBoxWriter(this.txtLog)),
    HostKind.Service => new StreamWriter("svc.log") { AutoFlush = true },
    _ => Console.Out
};

實際案例:文章強調「最終 service 環境沒有 TextBox,要透過 TextWriter 輸出」,維持抽象符合原則。 實作環境:C#、.NET。 實測數據:

  • 改善前:環境切換需改業務碼。
  • 改善後:只改建置程式碼或設定。
  • 改善幅度:維護性大幅提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 相依性注入思想
  • 抽象化輸出
  • 環境導向工廠

技能要求:

  • 必備技能:C# 抽象與建構子注入
  • 進階技能:DI 容器/組態

延伸思考:

  • 應用在哪?資料庫/HTTP 客戶端抽象。
  • 風險?過度抽象複雜度上升。
  • 優化?引入輕量 DI 容器。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:JobRunner 以 TextWriter 注入(30 分)
  • 進階:加上組態切換(2 小時)
  • 專案:建立多宿主可切換樣板(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:三宿主可用
  • 程式碼品質:低耦合
  • 效能優化:無額外開銷
  • 創新性:自動偵測宿主環境

Case #10: AppendText 優於 text += 的效能選型

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:在 UI 上持續追加日誌,若使用 textBox.Text += text,每次都會建立新字串與大段拷貝,造成 CPU 與 GC 負擔。 技術挑戰:選擇適合的 API 降低重繪與記憶體壓力。 影響範圍:UI 流暢性、CPU 使用率。 複雜度評級:入門級

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. text += 導致整段內容複製。
  2. 重繪成本增高。
  3. GC 壓力升高。

深層原因

  • 架構層面:未考量長文本 UI 模式。
  • 技術層面:API 選型不當。
  • 流程層面:未有效能評估。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:使用 TextBoxBase.AppendText 專用 API 追加文字,減少不必要的全量字串重建與重繪。

實施步驟

  1. API 替換與封裝
    • 實作細節:統一透過 TextBoxWriter 調用 AppendText。
    • 所需資源:WinForms。
    • 預估時間:0.5 小時。
  2. 基準測試
    • 實作細節:比較 text += vs AppendText 的耗時。
    • 所需資源:Stopwatch。
    • 預估時間:1 小時。

關鍵程式碼/設定

private void AppendTextSafe(string text)
{
    _textbox.AppendText(text); // 優於 _textbox.Text += text
}

實際案例:文章提及以 AppendText 作為基本實作。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:text += text 導致卡頓。
  • 改善後:AppendText 顯著順暢。
  • 改善幅度:UI 流暢性提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • UI 文本追加 API 選型
  • 記憶體與重繪成本
  • 基準測試方法

技能要求:

  • 必備技能:WinForms API
  • 進階技能:效能量測

延伸思考:

  • RichTextBox 差異與格式化需求。
  • 大文本控件替代方案。
  • UI 與檔案雙寫策略。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:以 AppendText 取代 text +=(30 分)
  • 進階:基準測試兩者差異(2 小時)
  • 專案:封裝 TextAppender 模組(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:追加正確
  • 程式碼品質:封裝合理
  • 效能優化:卡頓改善
  • 創新性:延伸到 RichTextBox

Case #11: 以批次緩衝減少跨執行緒切換

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:即便集中覆寫,頻繁小片段寫入仍造成多次 Invoke,UI 切換開銷偏高。 技術挑戰:在不犧牲即時性的前提下,降低跨執行緒切換頻次。 影響範圍:CPU 使用率、UI 響應。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 高頻率小寫入。
  2. 每次 Invoke 都有固定成本。
  3. 無緩衝層。

深層原因

  • 架構層面:缺失 UI 端緩衝池。
  • 技術層面:沒有定時批量刷新。
  • 流程層面:未做節流/throttle 設計。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:建立背景佇列與 UI 計時器,將多次小寫入合併為固定間隔的批量 Append(例如每 50-100ms 刷新一次),在可接受延遲內大幅降低 Invoke 次數。

實施步驟

  1. 佇列與計時器
    • 實作細節:ConcurrentQueue 收集;UI Timer 週期 flush。
    • 所需資源:System.Windows.Forms.Timer。
    • 預估時間:1-2 小時。
  2. 緩衝上限
    • 實作細節:避免單次 flush 過大,分批處理。
    • 所需資源:—
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

private readonly ConcurrentQueue<string> _queue = new();
private readonly System.Windows.Forms.Timer _flushTimer;

public TextBoxWriter(TextBox tb)
{
    _textbox = tb;
    _flushTimer = new System.Windows.Forms.Timer { Interval = 80 };
    _flushTimer.Tick += (s, e) => FlushPending();
    _flushTimer.Start();
}

public override void Write(string value) => _queue.Enqueue(value);

private void FlushPending()
{
    if (_textbox.IsDisposed) return;
    if (_textbox.InvokeRequired) { _textbox.BeginInvoke((Action)FlushPending); return; }

    var sb = new StringBuilder();
    while (_queue.TryDequeue(out var s) && sb.Length < 8192) sb.Append(s);
    if (sb.Length > 0) _textbox.AppendText(sb.ToString());
}

實際案例:呼應文章提出的效能與 UI thread 切換問題延伸優化。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:高頻 Invoke,CPU 偏高。
  • 改善後:Invoke 次數下降,UI 更順。
  • 改善幅度:明顯(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 批次與節流
  • BeginInvoke 非阻塞
  • 佇列與緩衝設計

技能要求:

  • 必備技能:Timer/佇列
  • 進階技能:節流/背壓

延伸思考:

  • 可否動態調整刷新間隔?可依輸出量。
  • 風險?過度緩衝導致可見延遲。
  • 優化?idle 時即時刷新,忙時批次。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:加入 Timer 批次刷新(30 分)
  • 進階:動態調整間隔(2 小時)
  • 專案:可配置緩衝與回收整合(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:批次運作
  • 程式碼品質:無競態
  • 效能優化:Invoke 次數明顯下降
  • 創新性:動態節流策略

Case #12: 正確處理編碼(UTF-8)避免亂碼

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:日誌包含中英文混雜,如編碼不一致(預設 ANSI),可能出現亂碼。 技術挑戰:TextWriter 抽象需明確提供 Encoding。 影響範圍:可讀性、跨平台相容。 複雜度評級:入門級

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 未覆寫 Encoding 屬性。
  2. 檔案與 UI 編碼不一致。
  3. 多語系內容適配不足。

深層原因

  • 架構層面:未統一編碼策略。
  • 技術層面:忽略 Encoding 預設。
  • 流程層面:未做多語測試。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:在自訂 TextWriter 覆寫 Encoding 屬性為 UTF-8;檔案輸出亦使用 UTF-8,保持一致。

實施步驟

  1. 覆寫 Encoding
    • 實作細節:public override Encoding Encoding => Encoding.UTF8;
    • 所需資源:—
    • 預估時間:10 分鐘。
  2. 檔案 Writer 編碼
    • 實作細節:new StreamWriter(path, append, new UTF8Encoding(false))
    • 所需資源:—
    • 預估時間:10 分鐘。

關鍵程式碼/設定

public override Encoding Encoding => Encoding.UTF8;

var file = new StreamWriter("app.log", append: true, new UTF8Encoding(encoderShouldEmitUTF8Identifier: false));

實際案例:文章示例中的 TextBoxWriter 覆寫 Encoding 為 UTF-8。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:部分文字顯示異常。
  • 改善後:多語顯示正確。
  • 改善幅度:可讀性提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • Encoding 一致性
  • BOM 與無 BOM 差異
  • UI 與檔案編碼協同

技能要求:

  • 必備技能:.NET 編碼 API
  • 進階技能:跨平台編碼議題

延伸思考:

  • 應用在哪?網路傳輸/序列化。
  • 風險?第三方工具不支援特定編碼。
  • 優化?統一配置。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:覆寫 Encoding 並測試中文(30 分)
  • 進階:檔案輸出 UTF-8(2 小時)
  • 專案:建立全域編碼策略(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:顯示正確
  • 程式碼品質:編碼設定集中
  • 效能優化:—
  • 創新性:跨平台考量

Case #13: 重用既有接受 TextWriter 的函式庫

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:既有函式庫 API 以 TextWriter 參數輸出,需將輸出導到 UI/檔案而不改動函式庫。 技術挑戰:將自訂 Writer 無縫帶入第三方 API。 影響範圍:整合成本、風險。 複雜度評級:入門級

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 函式庫輸出依賴 TextWriter。
  2. 需要不同輸出目標。
  3. 不可改動函式庫碼。

深層原因

  • 架構層面:缺乏 Adapter 類型。
  • 技術層面:未善用 TextWriter 多態。
  • 流程層面:過去以修改原始碼因應。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:直接以 TextBoxWriter/TeeTextWriter 傳入函式庫 API 作為 TextWriter 參數,達到按需導流而不改動函式庫。

實施步驟

  1. 建立 Writer
    • 實作細節:依需求建立 UI/File/Tee。
    • 所需資源:C#。
    • 預估時間:0.5 小時。
  2. 傳入函式庫
    • 實作細節:呼叫 lib.DoWork(writer)。
    • 所需資源:—
    • 預估時間:10 分鐘。

關鍵程式碼/設定

public void RunWithLib(ThirdPartyLib lib, TextBox tb)
{
    using var file = new StreamWriter("log.txt") { AutoFlush = true };
    var writer = TextWriter.Synchronized(new TeeTextWriter(new TextBoxWriter(tb), file));
    lib.DoWork(writer); // 無縫整合
}

實際案例:文章強調「很多現有函式庫都接受 TextWriter」。 實作環境:C#。 實測數據:

  • 改善前:需包裝或修改函式庫,風險高。
  • 改善後:零修改,直接導入。
  • 改善幅度:整合成本顯著下降(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 多態與介面契約
  • Adapter/Decorator 思維
  • 無侵入式整合

技能要求:

  • 必備技能:C# 多態
  • 進階技能:設計模式綜合應用

延伸思考:

  • 應用在哪?Stream/ILogger 抽象。
  • 風險?第三方執行緒模型未知。
  • 優化?加上超時與錯誤隔離。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:以 TextWriter 傳入第三方方法(30 分)
  • 進階:整合 TeeTextWriter(2 小時)
  • 專案:封裝第三方輸出整合層(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:輸出顯示正確
  • 程式碼品質:整合層簡潔
  • 效能優化:—
  • 創新性:模式應用

Case #14: 正確層次化 Synchronized 與 UI Invoke

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:使用 TextWriter.Synchronized 確保互斥後,仍需面對 UI 執行緒親和性;若在錯誤層次鎖定/Invoke,可能造成死鎖或卡頓。 技術挑戰:同步與 UI 轉送的正確次序與邊界控制。 影響範圍:穩定性、效能。 複雜度評級:中

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 在 UI thread 內部持鎖過久。
  2. 採用阻塞式 Invoke 於長工序。
  3. 鎖與 Invoke 嵌套順序錯誤。

深層原因

  • 架構層面:同步邊界未設計清楚。
  • 技術層面:不了解鎖與 UI 事件循環交互。
  • 流程層面:缺乏競態與死鎖測試。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:將鎖的範圍限制在最小資料臨界區;UI 更新採用 BeginInvoke 非阻塞;在 Writer 內部先整理字串再切回 UI 執行緒。

實施步驟

  1. 最小化臨界區
    • 實作細節:合成字串於工作執行緒完成後再 BeginInvoke。
    • 所需資源:—
    • 預估時間:0.5 小時。
  2. 非阻塞 UI 轉送
    • 實作細節:使用 BeginInvoke。
    • 所需資源:—
    • 預估時間:0.5 小時。

關鍵程式碼/設定

public override void Write(char[] buffer, int index, int count)
{
    var text = new string(buffer, index, count); // 無鎖建構
    if (_textbox.IsDisposed) return;

    if (_textbox.InvokeRequired)
        _textbox.BeginInvoke((Action<string>)AppendTextSafe, text); // 非阻塞
    else
        AppendTextSafe(text);
}

實際案例:文章同時使用 Synchronized(互斥)與 Invoke(UI 親和)兩層。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:偶發卡頓或潛在死鎖。
  • 改善後:UI 順暢,無死鎖。
  • 改善幅度:穩定性提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 鎖範圍最小化
  • BeginInvoke vs Invoke
  • 同步與 UI 轉送層次

技能要求:

  • 必備技能:鎖與委派
  • 進階技能:死鎖分析

延伸思考:

  • 應用在哪?任何需 UI 轉送的 thread-safe 控制。
  • 風險?非阻塞導致訊息順序延後。
  • 優化?配合 Case #11 的批次策略。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:改用 BeginInvoke(30 分)
  • 進階:測試長字串無卡頓(2 小時)
  • 專案:建立鎖與 UI 轉送最佳實踐範本(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:無死鎖
  • 程式碼品質:邏輯清晰
  • 效能優化:UI 順暢
  • 創新性:層次化處理

Case #15: 勿關閉跨執行緒檢查的反模式

Problem Statement(問題陳述)

業務場景:為了快速消除 InvalidOperationException,有人傾向將 CheckForIllegalCrossThreadCalls 關閉,短期看似正常,長期造成隱性錯誤難以排查。 技術挑戰:在壓力下避免走捷徑,堅持正確跨執行緒 UI 模式。 影響範圍:可靠性、可維護性。 複雜度評級:入門級

Root Cause Analysis(根因分析)

直接原因

  1. 關閉跨執行緒檢查。
  2. 背景執行緒直接操作 UI。
  3. 未封裝 UI 轉送。

深層原因

  • 架構層面:無 UI 更新抽象。
  • 技術層面:忽略 WinForms 規範。
  • 流程層面:缺乏 code review 與指引。

Solution Design(解決方案設計)

解決策略:保留跨執行緒檢查;以 TextBoxWriter 封裝正確 InvokeRequired 模式,並增加單元測試確保任一背景執行緒寫入時不會出錯。

實施步驟

  1. 撤銷關閉檢查
    • 實作細節:確保 CheckForIllegalCrossThreadCalls 為預設。
    • 所需資源:—
    • 預估時間:10 分鐘。
  2. 封裝與測試
    • 實作細節:以 Writer 統一 UI 更新;撰寫測試。
    • 所需資源:xUnit/NUnit(可選)。
    • 預估時間:1 小時。

關鍵程式碼/設定

// 不建議:CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
// 建議:封裝 UI 轉送於 TextBoxWriter(見前述案例)

實際案例:文章展示跨執行緒操作 UI 會被警告與限制的規則。 實作環境:C#、WinForms。 實測數據:

  • 改善前:潛在資料競態與不可預期行為。
  • 改善後:遵循規範,問題可控。
  • 改善幅度:穩定性提升(質性)。

Learning Points(學習要點) 核心知識點:

  • 反模式辨識
  • 正確跨執行緒 UI 作法
  • 防呆檢查的價值

技能要求:

  • 必備技能:WinForms 基礎
  • 進階技能:測試設計

延伸思考:

  • 應用在哪?所有 UI 技術棧。
  • 風險?測試欠缺仍可能遺漏。
  • 優化?靜態分析規則。

Practice Exercise(練習題)

  • 基礎:在背景執行緒寫入並確保不關閉檢查(30 分)
  • 進階:加入單元測試(2 小時)
  • 專案:建立 UI 線程規範文件與範例(8 小時)

Assessment Criteria(評估標準)

  • 功能完整性:無錯誤
  • 程式碼品質:遵循規範
  • 效能優化:—
  • 創新性:規範落地工具化

案例分類 ———————–

  1. 按難度分類
    • 入門級(適合初學者)
      • Case 4(跨執行緒 UI 轉送)
      • Case 10(AppendText 選型)
      • Case 12(編碼處理)
      • Case 13(重用 TextWriter 的函式庫)
      • Case 15(避免反模式)
    • 中級(需要一定基礎)
      • Case 2(Windows Service 調試殼)
      • Case 3(TextBoxWriter 抽象)
      • Case 5(多執行緒交錯)
      • Case 6(覆寫策略與效能)
      • Case 7(回收機制)
      • Case 8(Tee Writer)
      • Case 9(多宿主移植)
      • Case 11(批次緩衝)
      • Case 14(Synchronized 與 UI 層次)
    • 高級(需要深厚經驗)
      • Case 1(Azure Pipeline/併發/批次)
  2. 按技術領域分類
    • 架構設計類
      • Case 1、2、3、8、9、11、14
    • 效能優化類
      • Case 1、6、7、10、11、14
    • 整合開發類
      • Case 3、8、9、13
    • 除錯診斷類
      • Case 2、4、5、6、15
    • 安全防護類(含穩定性/一致性)
      • Case 4、5、7、12、14、15
  3. 按學習目標分類
    • 概念理解型
      • Case 4、10、12、15
    • 技能練習型
      • Case 3、5、6、7、8、11、13、14
    • 問題解決型
      • Case 1、2、9
    • 創新應用型
      • Case 8、11、14

案例關聯圖(學習路徑建議) ———————–

  • 先學基礎概念與安全規範:
    • 起點:Case 4(UI 執行緒規範)→ Case 10(AppendText 選型)→ Case 12(編碼)→ Case 15(反模式)
  • 進入 TextWriter 抽象與整合:
    • Case 3(TextBoxWriter)→ Case 5(Thread-safe 交錯)→ Case 6(覆寫效能)
  • 進一步處理長跑與多目標:
    • Case 7(回收)→ Case 8(Tee Writer)→ Case 13(與函式庫整合)
  • 提升可移植與宿主能力:
    • Case 9(多宿主移植)→ Case 2(Service 調試殼)
  • 進階效能與並行最佳化:
    • Case 11(批次緩衝)→ Case 14(Synchronized 與 UI 層次)
  • 架構級實戰壓軸:
    • 最後學 Case 1(Azure Pipeline),綜合運用併發、批次、抽象與壓測能力

依賴關係提示:

  • Case 3 依賴 Case 4(需懂 UI 轉送)
  • Case 5/6 依賴 Case 3(在抽象上加強)
  • Case 7/8 依賴 Case 3(在抽象上擴充)
  • Case 9 依賴 Case 3/8(可換宿主與多目標)
  • Case 11/14 依賴 Case 5/6(Thread-safe 與效能)
  • Case 1 可受益於 Case 11 的批次思想與 Case 9 的抽象注入

完整路徑總結:

  1. Case 4 → 10 → 12 → 15(基礎規範與 API)
  2. Case 3 → 5 → 6(抽象與效能核心)
  3. Case 7 → 8 → 13(實務整合與長跑)
  4. Case 9 → 2(多宿主與調試)
  5. Case 11 → 14(進階效能/同步)
  6. Case 1(雲端併發與架構壓軸)

以上 15 個案例均以文章中的問題脈絡為基礎,提供可落地的設計與實作綱要,適合作為實戰教學、專案練習與能力評估。






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