別スレッドで現在日時と時刻をラベルに１秒ごとに表示したい

Question

### 前提
Visual Studio 2022 で Windows Forms アプリを .NET 6.0で作成しています。
Timerはデザインのツールボックスから引っ張ってきたものです。

C#でフォームをロードしたときにメインの処理とは別スレッドで現在時刻を１秒ごとに更新して表示するシステムを作っています。
スレッドスタート→スレッド内でTime_Tickのスタートを行い画面の表示までは行ったのですが、肝心の画面表示後に１秒ごとに時間が更新されません。

こちら解決策等ございますでしょうか…。
ご教示いただけますと幸いです。

### 実現したいこと

・別スレッドでyyyy/MM/dd HH:mm:ssの形式でラベルに対して１秒ごとに時刻を表示したい

### 発生している問題・エラーメッセージ

画面表示後に現在時刻が１秒ごとに更新されない

### 該当のソースコード

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            DateTime time = DateTime.Now;
            lblTime.Text = String.Format(time.ToString("yyyy/MM/dd ") + time.ToLongTimeString());
            Thread timerClock = new Thread(new ThreadStart(TimerThread));
            timerClock.Start();

//後続処理

}

private void TimerThread()
        {
            Timer1.Interval = 1000;//１秒ごとに更新
            Timer1.Start();//Timer1_Tickが実行されるはず
        }

private void Timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            DateTime time = DateTime.Now;
            lblTime.Text = String.Format(time.ToString("yyyy/MM/dd ") + time.ToLongTimeString());
        }
    }

### 試したこと

1.lblTimeに現在時刻を表示し１秒ごとに更新（フォーマットは「yyyy/MM/dd HH:mm:ss」）を別スレッドで行いたいので、Timer_tickイベントを実行するスレッド「TimerThread」を作成
2.TimerThreadをフォームロードイベント内でnewしてスレッドをStart()で実行→TimerThread内のTimer1.Start();で画面が表示されたのですが、Timer1_Tickのイベントが始まらず、画面上の現在時刻が更新されません。

Answer

> Timerはデザインのツールボックスから引っ張ってきたものです。

であれば、その Timer は System.Windows.Forms 名前空間のもので、Microsoft のドキュメントによると "Timer は、ユーザー定義の間隔でイベントを発生させるために使用されます。この Windows タイマは、UI スレッドを使用して処理を実行するシングルスレッド環境に合わせて設計されています" ということで、UI スレッドでないと動かない（別スレッドでは動かない）と思うのですが？

やりたいことが良く分かってないのでハズレかもしれませんが・・・

> C#でフォームをロードしたときにメインの処理とは別スレッドで現在時刻を１秒ごとに更新して表示する

Form 上に配置した Label を「別スレッドで現在時刻を１秒ごとに更新」するという目的を果たすためだけななら、System.Windows.Forms.Timer に代えて System.Threading.Timer を使ってはいかがですか？

System.Threading.Timer の callback に指定されたメソッドは、ThreadPool スレッド（UI スレッドとは別のスレッド）で呼び出されます。

コード例は以下のような感じ。

```C#
namespace WinFormsApp3
{
    public partial class Form2 : Form
    {
        System.Threading.Timer timer;
        TimerCallback timerDelegate;

public Form2()
        {
            InitializeComponent();

label1.Text = $"UI Thread ID {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}, " +
                $"Time: {DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss")}";

this.timerDelegate = new TimerCallback(ReportTime);
            this.timer = new System.Threading.Timer(timerDelegate, null, 0, 1000);

//　UI スレッドとは別の　ThreadPool スレッドで呼び出される
            void ReportTime(object? state)
            {
                int id = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                this.Invoke((Action)(() => 
                    label2.Text = $"Thread ID {id}, " +
                    $"Time: {DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss")}"));
            }
        }        
    }
}
```

実行結果は:

![イメージ説明](https://ddjkaamml8q8x.cloudfront.net/questions/2022-10-26/f0612869-f8df-4101-bbf9-6c493db20a94.jpeg)

Answer

別スレッドでタイマーを動かしたり表示をするには別スレッドでメッセージループを回す必要があります。

(1) タイマー表示するフォームを作成

デザイナで作っても良いですが、他フォームの子ウインドウにするので TopLevel プロパティを False にしてください。

```C#
using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

class TimerForm : Form
{
    readonly Timer timer1 = new Timer();

public TimerForm() {
        FormBorderStyle = FormBorderStyle.None;
        TopLevel = false;
    }

protected override void OnLoad(EventArgs e) {
        base.OnLoad(e);
        timer1.Interval = 1000;
        timer1.Tick += Timer1_Tick;
        timer1.Start();
    }

private void Timer1_Tick(object? sender, EventArgs e) {
        Invalidate();
    }

protected override void OnFormClosed(FormClosedEventArgs e) {
        base.OnFormClosed(e);
        timer1.Stop();
        timer1.Dispose();
    }

protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) {
        base.OnPaint(e);
        using (var b = new SolidBrush(ForeColor)) {
            e.Graphics.DrawString(DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss"),
                Font, b, ClientRectangle);
        }
    }
}
```

(2) メインフォームでスレッドを立ち上げます。
その際、メインフォームのウインドウハンドルをスレッドに渡し、SetParent API でメインフォームの子ウインドウにします。

```C#
using System;
using System.Drawing;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;
using System.Windows.Forms;

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

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) {
        var th = new Thread(new ParameterizedThreadStart(TimerTHread));
        th.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
        th.Start(Handle);
    }

[DllImport("user32.dll", SetLastError = true)]
    private static extern IntPtr SetParent(IntPtr hWndChild, IntPtr hWndNewParent);

private void TimerTHread(object? args) {
        IntPtr mainFormHandle = (args is IntPtr) ? (IntPtr)args : IntPtr.Zero;
        var timerForm = new TimerForm {
            Location = new Point(0, 0),
            Size = new Size(200, 100)
        };
        SetParent(timerForm.Handle, mainFormHandle);
        Application.Run(timerForm);
    }

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {
        // 重い処理
        Thread.Sleep(10000);
    }
}
```

こうしてできたウインドウはメインウインドウで重い処理を実行しても時刻は更新されます。