C# BackgroundWorker 详解

在C#程序中,经常会有一些耗时较长的CPU密集型运算,如果直接在 UI 线程执行这样的运算就会出现UI不响应的问题。解决这类问题的主要途径是使用多线程,启动一个后台线程,把运算操作放在这个后台线程中完成。但是原生接口的线程操作有一些难度,如果要更进一步的去完成线程间的通信就会难上加难。

还好 .NET 类库中提供了一个叫做 BackgroundWorker 的类可以比较优雅的解决这类问题。虽然BackgroundWorker 类使用起来比较简单,但其中还是有一些需要注意的细节,下面我们就通过 demo 程序介绍它的主要用法。我们在 demo中计算1到100的累加和,为了演示,每次计算都 sleep 600毫秒,demo 的UI为:
在这里插入图片描述
用法概述
在窗体上构建一个BackgroundWorker 实例,在它的 DoWork事件处理函数中添加耗时的运算,然后调用它的RunWorkerAsync方法就可以了。

private BackgroundWorker _demoBGWorker = new BackgroundWorker();
_demoBGWorker.DoWork += BGWorker_DoWork;
_demoBGWorker.RunWorkerAsync();
private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
    //在这里执行耗时的运算。
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        sum += i;
    }
}

是不是有点太简单了?那么让我们考虑下面的问题:

  • 如果我们想要把参数传递给运算过程该怎么做?
  • 在运算过程中我们希望把实时的信息显示在UI上该怎么办?
  • 如果我们想要取消正在进行的运算该怎么办?
  • 如果运算过程出现异常我们又该如何处理?
  • 如果我们想要把参数传递给运算过程该怎么做?
  • 在运算过程中我们希望把实时的信息显示在UI上该怎么办?
  • 如果我们想要取消正在进行的运算该怎么办?
  • 如果运算过程出现异常我们又该如何处理?
    接下来我们就一个一个的处理这些问题。

把参数传递给运算过程
直接把100写死到运算过程中可不好,我们还打算允许用户指定求和的范围呢!所以需要把100作为参数传递给计算过程。在概述中我们通过调用RunWorkerAsync方法启动计算过程,其实这个方法可以接受一个 object 类型的参数。通过它我们就可以把任何数据传递给计算过程:

//别忘了设置滚动条。
this.progressBarSum.Maximum = 100;
_demoBGWorker.RunWorkerAsync(100);
//下面是更新后的 BGWorker_DoWork 方法:
private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
    //在这里执行耗时的运算。
    int endNumber = 0;
    if(e.Argument != null)
    {
        endNumber = (int)e.Argument;
    }
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i <= endNumber; i++)
    {
        sum += i;
    }
}

BGWorker_DoWork事件处理函数通过参数 e 的Argument属性传来了我们期望的运算信息。

把消息传递给UI
由于计算过程比较长,我们在通过进度条来显示当前进度的同时,还希望能实时的把计算的中间结果显示在UI上。当然,BackgroundWorker对这个用例也提供了很好的支持。它允许我们在执行计算的过程中给UI线程发送消息,下面看看具体的做法:

_demoBGWorker.WorkerReportsProgress = true;
_demoBGWorker.ProgressChanged += BGWorker_ProgressChanged;

首先要把WorkerReportsProgress 属性设置为 true,然后为ProgressChanged 事件添加处理方法:

private void BGWorker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
{
    //修改进度条的显示。
    this.progressBarSum.Value = e.ProgressPercentage;

    //如果有更多的信息需要传递,可以使用 e.UserState 传递一个自定义的类型。
    //这是一个 object 类型的对象,您可以通过它传递任何类型。
    //我们仅把当前 sum 的值通过 e.UserState 传回,并通过显示在窗口上。
    string message = e.UserState.ToString();
    this.labelSum.Text = message;
}

继续更新 BGWorker_DoWork方法:

private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
    BackgroundWorker bgWorker = sender as BackgroundWorker;
    int endNumber = 0;
    if(e.Argument != null)
    {
        endNumber = (int)e.Argument;
    }

    int sum = 0;
    for (int i = 0; i <= endNumber; i++)
    {
        sum += i;
        
        string message = "Current sum is: " + sum.ToString();
        //ReportProgress 方法把信息传递给 ProcessChanged 事件处理函数。
        //第一个参数类型为 int,表示执行进度。
        //如果有更多的信息需要传递,可以使用 ReportProgress 的第二个参数。
        //这里我们给第二个参数传进去一条消息。
        bgWorker.ReportProgress(i, message);
        Thread.Sleep(600);
    }
}

OK,现在已经可以看到进度条和执行信息的更新了。

取消操作
在执行过程中允许用户取消当前的操作是一个基本的设计,BackgroundWorker自然有很好的支持:

_demoBGWorker.WorkerSupportsCancellation = true;

和WorkerReportsProgress属性一样,如果要支持取消操作我们需要设置 WorkerSupportsCancellation属性为 true。并且还要在BGWorker_DoWork方法中进行支持,在 for 循环中 Thread.Sleep(600)后面添加代码:

bgWorker.ReportProgress(i, message);
Thread.Sleep(600);

//在操作的过程中需要检查用户是否取消了当前的操作。
if (bgWorker.CancellationPending == true)
{
    e.Cancel = true;
    break;
}

如果检测到用户点击的取消按钮,就退出当前的计算过程。下面是点击取消按钮时要调用的代码:

_demoBGWorker.CancelAsync();

现在已经可以支持取消操作了,赶快试试吧!

异常处理
如果在计算过程中发生了异常该怎么处理?有没有办法知道计算过程已经结束?当然要有,即便是正常的结束也需要拿到计算的结果。

_demoBGWorker.RunWorkerCompleted += BGWorker_RunWorkerCompleted;
private void BGWorker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
    //如果用户取消了当前操作就关闭窗口。
    if (e.Cancelled)
    {
        this.Close();
    }

    //计算已经结束,需要禁用取消按钮。
    this.btnCancel.Enabled = false;

    //计算过程中的异常会被抓住,在这里可以进行处理。
    if (e.Error != null)
    {
        Type errorType = e.Error.GetType();
        switch (errorType.Name)
        {
            case "ArgumentNullException":
            case "MyException":
                //do something.
                break;
            default:
                //do something.
                break;
        }
    }

    //计算结果信息:e.Result
    //use it do something.
}

RunWorkerCompleted 事件处理函数会在DoWork 事件处理函数返回后被调用。通过它我们可以进行一些运算结束后的操作,比如禁用取消按钮,异常处理,结果显示等。
注意,如果想要拿到 e.Result,您需要在BGWorker_DoWork方法中设置 e.Result属性, 如:

e.Result = sum;

总结,BackgroundWorker 类功能完善且使用简便,实在是处理异步耗时操作的利器!

作者:sparkdev
出处:http://www.cnblogs.com/sparkdev/

下面是2025年2月5日的测试与复习 .net 6的语法

using System.ComponentModel;
using System.Threading.Tasks;


namespace testBgWorker
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        //01、创建BackgroundWorder组件 用于 进度条准备
        //private readonly BackgroundWorker BgWorker = new BackgroundWorker();  简写成下面的一句 new ()
        private readonly BackgroundWorker BgWorker = new ();
        private readonly T1 t1 = new ();
        public Form1() {
            InitializeComponent();
            //02、下面的backroundworker的加载
            BgWorker.WorkerReportsProgress = true;
            BgWorker.WorkerSupportsCancellation = true;
            BgWorker.ProgressChanged += new ProgressChangedEventHandler(BgWorker_ProgessChanged);
            BgWorker.RunWorkerCompleted += new RunWorkerCompletedEventHandler(BgWorker_WorkerCompleted);
            //BgWorker.ProgressChanged += BgWorker_ProgessChanged;  如果有提示波浪线,
            //BgWorker.RunWorkerCompleted += BgWorker_WorkerCompleted;
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {
            button1.Enabled = false;

            //创建调用委托
            BgWorker.DoWork += t1.Add;
            //BgWorker.DoWork += (s, e) => t1.Add(sender, e);

            if (BgWorker.IsBusy)  //防止后在进行时再触发
                return;

            //BgWorker.RunWorkerAsync(BgWorker);  //开始执行,这应当放在   这里没有放BgWorker报错了
            BgWorker.RunWorkerAsync("1000");  //开始执行,这应当放在   这里没有放BgWorker报错了
        }


        /// <summary>
        /// 05、处理进度 
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        public void BgWorker_ProgessChanged(object? sender, ProgressChangedEventArgs e) {
            #region  这个方法也行,但是数据不太好确定
            //string state = (string)e.UserState;//接收ReportProgress方法传递过来的userState
            //this.label1.Text = "处理进度:" + Convert.ToString(e.ProgressPercentage) + "%";
            //this.pbNo1.Value = e.ProgressPercentage; //这句能不能写成下面的样子
            //this.pbNo1.PerformStep();
            #endregion

            #region   测试不是正好100个迭代值的进度条更新方法
            //// 确保value在progressBar.Minimum 和 progressBar.Maximum 之间  e.ProgressPercentage是传进来的迭代当前值 
            //int value = Math.Max(pbNo1.Minimum, Math.Min(e.ProgressPercentage, pbNo1.Maximum));
            //// 计算百分比
            //double percentage = (double)(value - pbNo1.Minimum) / (pbNo1.Maximum - pbNo1.Minimum);
            //int percentageValue = (int)(percentage * 100);
            //// 更新进度条
            //pbNo1.Value = percentageValue;
            ////看看count++ 是传过来的0还是1
            //TxtPicFolder.AppendText(e.ProgressPercentage + ", ");
            #endregion

            #region  简单粗暴 直接结果
            pbNo1.Value = e.ProgressPercentage;
            ////看看是传过来的结果如何 证明结果准确 
            //RtbEditOrShowInfo.AppendText(e.UserState + ", ");
            #endregion
            string? state = e.UserState as string;//接收ReportProgress方法传递过来的userState
            if (state is not null && state.Substring(state.Length - 7) == "Working") {
                RtbEditOrShowInfo.AppendText($"【{state}】 是什么......\r\n");
                RtbEditOrShowInfo.AppendText($"【{state[^7]}】state[^7]\r\n");
            }

        }
        /// <summary>
        /// 06、backroundwork 触发返回值,也就是执行结果返回
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        public void BgWorker_WorkerCompleted(object? sender, RunWorkerCompletedEventArgs e) {
            if (e.Error != null) {
                MessageBox.Show(e.Error.ToString());
                return;
            }
            else if (!e.Cancelled) {
                MessageBox.Show("这里省略好多.............................", "提示信息");
                BgWorker.DoWork -= t1.Add;
                button1.Enabled = true;
                String? receiveData = e.Result as String;  //返回的数据在这里接收
                RtbEditOrShowInfo.AppendText($"【{receiveData}】 生成完成......\r\n");                
            }
            else
                //this.label1.Text = "处理终止!";
                //MessageBox.Show("表格生成中断...", "提示信息");
                MessageBox.Show("表格生成中断.........", "提示信息");
        }
        /// <summary>
        /// 07、退出前进行终止
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void FrmMain_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e) {
            if (BgWorker.IsBusy) {  //自己理解的,不知道对不对(测试是对的)
                BgWorker.CancelAsync();
                //MessageBox.Show("程序关闭前触发了,我的理解是对的");
            }
        }

        private async void button2_Click(object sender, EventArgs e) {
            ProgressExample progressExample = new ProgressExample();
            await progressExample.DoWorkAsync();
           //await DoWorkAsync();
        }

        public async Task DoWorkAsync() {
            IProgress<int> progress = new Progress<int>(value => RtbEditOrShowInfo.AppendText($"Progress: {value}%\r\n"));

            await Task.Run(() => {
                for (int i = 0; i <= 100; i++) {
                    // 使用 Report 方法来发送进度通知
                    progress.Report(i);
                    pbNo1.Value = i;

                    // 模拟工作延迟
                    Task.Delay(100).Wait();
                }
            });
        }
    }

}

/* ==============================================================================
 * C-Time:2025/2/5 18:52:07               
 * Author:BJTZQZ         M-Time:   CAMES
 * E-Mail :Luxingyu329@163.com.
 * S-Info  :T1  
 * ==============================================================================*/
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace testBgWorker
{
    public class T1
    {
        BackgroundWorker? bgWorker = null;
        double num = 0;
        public void Add(object? sender, DoWorkEventArgs e) {
            num = num>0?0:0;
            //if (e.Argument == null) {
            //    return;
            //}   
            //03、如果请求取消后台操作,当执行BackgroundWorker.CancelAsync()方法时,该属性值将变为True。也就是取消
            //bgWorker = e.Argument as BackgroundWorker;
            bgWorker = sender as BackgroundWorker;
            string? abc = e.Argument as string;
            Debug.WriteLine("没事" + abc);
            if (bgWorker !=null && bgWorker.CancellationPending) {
                e.Cancel = true;
                return;
            }
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                num+=33.3/50;
                Thread.Sleep(100);
                //报告进度更新,将触发BackgroundWorker. ProgressChanged事件  count++  是先传值 后++
                if (bgWorker != null) {
                    bgWorker.ReportProgress(Convert.ToInt32(num), $"{num}-->Working");
                }
                Console.WriteLine(i);
            }
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                num +=23.3 / 50;
                Thread.Sleep(100);
                if (bgWorker != null) {
                    bgWorker.ReportProgress(Convert.ToInt32(num), $"{num}-->Working");
                }
                Console.WriteLine(i);
            }
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                num += 33.3 / 50;
                Thread.Sleep(100);
                if (bgWorker != null) {
                    bgWorker.ReportProgress(Convert.ToInt32(num), $"{num}-->Working");
                }
                Thread.Sleep(100);

            }
        }
    }
}

=================================================
C# Winform 应用程序中从类库调用耗时任务并更新进度条
为了实现这一功能,可以利用 Task 和 Progress 来管理后台工作以及报告进度给 UI 线程。下面展示了一个完整的例子,其中定义了一个独立的类库来进行长时间运行的任务,并通过事件机制通知主窗体以更新进度条。

定义类库中的服务类
首先,在类库项目里创建一个名为 LongRunningService.cs 的文件:

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace MyLibrary {
    public class LongRunningService {

        /// <summary>
        /// 执行长时间运行的操作并向外部汇报进度.
        /// </summary>
        /// <param name="progress">用于传递进度信息的对象</param>
        public async Task DoWork(IProgress<int> progress) {
            for (int i = 0; i <= 100; i++) {
                await Task.Delay(100); // 模拟一些延迟的工作
                
                if (progress != null && i % 10 == 0) {
                    progress.Report(i);
                }
            }
        }
    }
}

此代码片段展示了如何在一个单独的服务类中封装耗时操作,并允许客户端订阅进度变化1。

主窗体上的实现
接着是在 Windows Forms 应用程序项目的主窗体 (Form1) 中集成上述逻辑的方式:

using System;
using System.Windows.Forms;
using MyLibrary;

public partial class Form1 : Form {
    
    private readonly LongRunningService _service = new();

    public Form1() {
        InitializeComponent();
        
        progressBar.Minimum = 0;
        progressBar.Maximum = 100;
    }

    private async void buttonStart_Click(object sender, EventArgs e) {
        var progressHandler = new Progress<int>(value => {
            this.Invoke((Action)(() =>
                progressBar.Value = value));
        });

        await _service.DoWork(progressHandler);

        MessageBox.Show("任务完成!");
    }
}

在此部分,当点击按钮启动任务时,会实例化 Progress 对象并将之传入到 DoWork() 方法中;每当有新的进度数据可用时,就会触发相应的委托方法来安全地更新UI组件的状态

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