C# (VS2019 Frameworks) 背景程序组件BackgroundWorker 的基本和使用

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前言：

C#的应用软件中，经常要考虑到UI的相应和处理的程序（尤其占用时间很长的程序）之前的相应配合问题。

传统的思路，用线程的控制方法，加原子锁等方法，可是，再怎么搞都没有 windows C#自带的 BackgroundWorker 的方法更高效和稳定。

因为，`BackgroundWorker` 组件是实现异步编程的一种方式，它允许开发者在不阻塞主线程的情况下执行耗时操作，并通过事件与主线程安全地交互。
这个是windows内部，基于操作系统的工具。

在下面的参考代码里面，我们做了一个简单的带进度条的后台进程程序。

1 `BackgroundWorker` 的基本概念：

在C#中，BackgroundWorker 是一个组件，用于在后台线程中执行长时间运行的任务，而不会影响用户界面的响应性。BackgroundWorker 允许你在后台线程中执行操作，同时可以安全地与主线程（通常是UI线程）通信。

1.2 属性和方法：

属性：

- `CancellationPending`: 一个只读属性，用于指示是否已经请求取消后台操作。如果用户请求取消操作，此属性将返回 `true`。

- `IsBusy`: 指示 `BackgroundWorker` 是否正在执行操作。

- `WorkerReportsProgress`: 用于标识，你是设置或获取 `BackgroundWorker` 报告进度更改。

- `WorkerSupportsCancellation`: 用于设置或获取 `BackgroundWorker` 是否支持取消操作。

事件：

- `DoWork`: 当 `RunWorkerAsync` 方法被调用时，此事件被触发。通常在此事件的处理程序中执行后台任务。

- `ProgressChanged`: 当 `ReportProgress` 方法被调用时，此事件被触发。可以在事件处理程序中更新用户界面以反映进度。

- `RunWorkerCompleted`: 当后台操作完成时，无论是正常完成、被取消还是发生错误，此事件都会被触发。

方法：（public)

- `CancelAsync`: 请求取消后台操作。如`WorkerSupportsCancellation` 属性设置为 `true`，此方法将触发 `CancellationPending` 属性变为 `true`。

- `ReportProgress`: 报告后台操作的进度。如 `WorkerReportsProgress` 属性设置为 `true`，可以使用此方法来更新进度指示器或执行其他与进度相关的操作。

- `RunWorkerAsync`: 启动后台操作

- `RunWorkerAsync (object argument)`: 带有参数的 `RunWorkerAsync` 方法。

受保护的虚方法：（只能在本背景类里面被调用，且可以重写和拓展）(protected)

- `OnDoWork(DoWorkEventArgs e)`: 当 `DoWork` 事件被触发时，此方法被调用。通常在此方法中实现后台任务的逻辑。

- `OnProgressChanged(ProgressChangedEventArgs e)`: 当 `ProgressChanged` 事件被触发时，此方法被调用。可以在此处更新进度信息。

- `OnRunWorkerCompleted(RunWorkerCompletedEventArgs e)`: 当 `RunWorkerCompleted` 事件被触发时，此方法被调用。可以在此处处理后台操作完成后的清理工作或结果。

BackgroundWorker 具有的属性和方法如上，大多数是字面意思，我们读的懂，就可以用，我后面列举两个例子：

2 构建 `BackgroundWorker` 的方法：

2.1 加载

菜单：视图\工具箱\组件\ 里面，可以找到BackgroundWorker ，然后，直接拖拽到你的主FROM

在主窗口的下沿：会出现定义。

2.2 属性

WorkerReportsProgress（如果需要报告进度）和 WorkerSupportsCancellation（如果需要支持取消操作）

3 使用方法

3.3 背景Action的定义

3.3.1 DoWork方法

双击会自动进入背景处理程序DoWork方法：在这里写你的背景动作。

        private void backgroundWorker1_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
        {
            // 在这里编写长时间运行的任务


        }

当然，你双击的时候，绑定是自动的

            this.backgroundWorker1.DoWork += new System.ComponentModel.DoWorkEventHandler(this.backgroundWorker1_DoWork);

3.4 过程进度和进度条的实现：

3.4.1 加入StatusStrip 状态栏：

3.4.2 加入进度条：

3.4.3 绑定到背景程序：

我们先看一下前面，1.2的属性和方法，和进度相关的有两个，一个是事件一个是报告进度，

- `WorkerReportsProgress`: 用于设置或获取 `BackgroundWorker` 是否报告进度更改。

- `ReportProgress`: 报告后台操作的进度。如 `WorkerReportsProgress` 属性设置为 `true`，可以使用此方法来更新进度指示器或执行其他与进度相关的操作。

- `OnProgressChanged(ProgressChangedEventArgs e)`: 当 `ProgressChanged` 事件被触发时，此方法被调用。可以在此处更新进度信息。

在绑定之前，我们先搞清楚，这3个接口的意义，

WorkerReportsProgress，用来表示是否需要报告进度。ReportProgress 方法（被调用的时候，当然，一般是在（背景任务中）DoWork中被调用。由于，WorkerReportsProgress = ture, ReportProgress 调用的时候会触发事件，OnProgressChanged,并把ReportProgress输入的进度的数值0到100，通过事件EvengArgs给到事件处理函数ProgressChanged。

3.5 启动任务

启动 BackgroundWorker的方法， RunWorkerAsync ，有时候可以带参数，object argument，object argument 参数非常有用，因为它允许你将数据传递给后台工作线程。

private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // 启动后台工作
    backgroundWorker1.RunWorkerAsync();
}

3.6 完成任务事件

RunWorkerCompleted事件在后台程序完成或者取消的时候，会被触发

private void backgroundWorker1_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
    // 检查后台工作是否成功完成
    if (e.Error != null)
    {
        // 处理错误
        MessageBox.Show("发生错误: " + e.Error.Message);
    }
    else if (e.Cancelled)
    {
        // 处理取消操作
        MessageBox.Show("操作已取消。");
    }
    else
    {
        // 使用 e.Result 获取 DoWork 事件处理器的结果
        MessageBox.Show("操作完成: " + e.Result);
    }
}

3.7 后台的取消：

3.7.1 CancellationPending 属性

指示是否已经请求取消后台操作

3.7.2 WorkerSupportsCancellation 属性

取消后台进程是否使能

3.7.3 请求取消后台方法：CancelAsync

WorkerSupportsCancellation == true，时候，将触发CancellationPending = true

4 参考代码：

在下面的参考代码里面，我们做了一个简单的带进度条的后台进程程序。

4.0 初始化：

【作者案】BackgroundWorker ，上面的定义的属性、事件、方法和接口，对于public的定义，我们可以之间用"."来调用，而protected的方法，需要进行实例的初始化。而初始化的时候，EventArgs需要传递的是Handler,例如：ProgressChangedEventArgs，对应ProgressChangedEventHandler ，在初始化的时候也可以绑定起来。

在Form的InitializeComponent定义里面，我们可以如下定义：

         // 
            // backgroundWorker1
            // 
            this.backgroundWorker1.WorkerReportsProgress = true;
            this.backgroundWorker1.DoWork += new System.ComponentModel.DoWorkEventHandler(this.backgroundWorker1_DoWork);
            this.backgroundWorker1.ProgressChanged += new System.ComponentModel.ProgressChangedEventHandler(this.backgroundWorker1_ProgressChanged);
            this.backgroundWorker1.RunWorkerCompleted += new System.ComponentModel.RunWorkerCompletedEventHandler(this.backgroundWorker1_RunWorkerCompleted);

4.1 启动后台

4.1.1 不带参数的启动

// 在窗体中，启动 BackgroundWorker 并传递文件路径
private void btnStartProcess_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if(!backgroundWorker1.IsBusy){
        backgroundWorker1.RunWorkerAsync();
    }
}

通过IsBusy先判断，是否已经启动了，避免重复启动。

4.1.2 带参数的启动

// 在窗体中，启动 BackgroundWorker 并传递文件路径
private void btnStartProcess_Click(object sender, EventArgs e)
{
    string filePath = "path/to/your/file.txt";
    backgroundWorker1.RunWorkerAsync(filePath);
}

【案】，注意： RunWorkerAsync的接口

4.2 后台执行任务

4.2.1 模拟进度更新：

        private void backgroundWorker1_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
        {
            // 在这里编写长时间运行的任务
            BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker;
            for (int i = 0; i <= 100; i++)
            {
                // 模拟工作
                Thread.Sleep(10); // 模拟耗时操作
                                  // 报告进度
                worker.ReportProgress(i); // 这里的 i 将作为 ProgressPercentage
            }

        }

4.2.2 模拟代入一个文件路径参数

// 在 BackgroundWorker 的 DoWork 事件处理器中使用参数
private void backgroundWorker1_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
    BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker;
    string filePath = e.Argument as string; // 从参数中获取文件路径

    if (!worker.CancellationPending)
    {
        // 使用 worker 执行后台任务...
         if (!string.IsNullOrEmpty(filePath) && File.Exists(filePath))
        {
        // 使用文件路径执行后台任务
        // 例如，读取文件内容并进行处理
        string fileContent = File.ReadAllText(filePath);
        // ... 对文件内容进行处理 ...

        e.Result = "处理完成"; // 可以将结果设置在 e.Result 中，稍后在 RunWorkerCompleted 事件中使用
        }
        else
        {
            e.Cancel = true; // 如果文件路径无效或文件不存在，取消操作
            worker.ReportProgress(0, "文件路径无效或文件不存在。");
         }

   }

   
}

BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker;

这行代码的目的是将事件的 sender 参数转换为 BackgroundWorker 类型，以便使用 BackgroundWorker 类的成员。如果转换成功，worker 将是一个指向原始 BackgroundWorker 实例的引用

string filePath = e.Argument as string; // 从参数中获取文件路径

4.3 后台完成

private void backgroundWorker1_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Cancelled)
    {
        MessageBox.Show("操作已取消。");
    }
    else if (e.Error != null)
    {
        MessageBox.Show("发生错误: " + e.Error.Message);
    }
    else
    {
        // 使用 DoWork 事件处理器的结果
        MessageBox.Show("操作结果: " + e.Result);
    }
}

5 运行结果展示：

我在Form的底部加了一个进度条，然后，运行后台模拟进度后，显示如下：

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