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C#中的BackgroundWorker详解

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在C#中,经常会有一些耗时较长的CPU密集型运算,因为如果直接在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讯就会难上加难。
因此,.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,下面我们就通过一个简单的Dmeo程序,来详细介绍它的主要用法。我们在Demo中计算1到100的累加和,为了演示效果,每次计算都睡眠600毫秒,Demo的界面如下:

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。
  1. 1  private BackgroundWorker _demoBGWorker=new BackgroundWorker();
  2. 2  
  3. 3  public Form1()
  4. 4  {
  5. 5      InitializeComponent();
  6. 6     
  7. 7  }
  8. 8  
  9. 9  private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
  10. 10  {
  11. 11      //在这里执行耗时运算。
  12. 12      int sum = 0;
  13. 13      for(int i = 0; i < 100; i++)
  14. 14      {
  15. 15          sum += i;
  16. 16      }
  17. 17  }
  18. 18
  19. 19
  20. 20  private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
  21. 21  {
  22. 22      _demoBGWorker.DoWork += BGWorker_DoWork;
  23. 23      _demoBGWorker.RunWorkerAsync();
  24. 24  }
复制代码
以上部分,暂时没有加入进度条的显示逻辑,以及其余耗时的计算,但我们可以先考虑下面几个问题:

  • 如果我们要想把参数传递给运算过程怎么做?
  • 在运算过程中我们希望把实时的信息显示在UI上应该怎么办?
  • 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。
一、把参数传递给运算过程:
  直接把100写死到运算过程中一般是不会用到的,常见的方式,都是客户指定求和的范围。因此我们在通过调用RunWorkerAsync方法启动计算过程时,这个方法可以接受一个object类型的参数,我们可以通过它把任何数据传递给计算过程:
  1.         private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
  2.         {
  3.             //在这里执行耗时运算。
  4.             int endNumber = 0;
  5.             if (e.Argument != null)
  6.             {
  7.                 endNumber=(int)e.Argument;
  8.             }
  9.             int sum = 0;
  10.             for(int i = 0; i < endNumber; i++)
  11.             {
  12.                 sum += i;
  13.             }
  14.         }
  15.         private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
  16.         {
  17.             _demoBGWorker.DoWork += BGWorker_DoWork;
  18.             int num = int.Parse(numericUpDown1.Value.ToString());
  19.             //给滚动条赋值
  20.             this.progressBar1.Maximum = num;
  21.             _demoBGWorker.RunWorkerAsync(num);
  22.         }
复制代码
BGWork_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。
二、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爱结果显示在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:
  1. private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
  2. {
  3.      _demoBGWorker.DoWork += BGWorker_DoWork;
  4.      int num = int.Parse(numericUpDown1.Value.ToString());
  5.      //给滚动条赋值
  6.      this.progressBar1.Maximum = num;
  7.      _demoBGWorker.RunWorkerAsync(num);
  8.      _demoBGWorker.WorkerReportsProgress = true;
  9.      _demoBGWorker.ProgressChanged += BGWorker_ProgressChanged;
  10. }
复制代码
  首先要把WorkerReportsProgress属性设置为true,然后为ProgressChanged事件添加处理方法:
  1. private void BGWorker_ProgressChanged(object sender,ProgressChangedEventArgs e)
  2. {
  3.     //修改进度条的显示。
  4.     this.progressBar1.Value=e.ProgressPercentage;
  5.     //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。
  6.     //这是一个object类型的对象,您可以通过它传递任何类型。
  7.     //我们仅把当前sum的值通过e.UserState传回,并通过显示在窗口上。
  8.     string message =e.UserState.ToString();
  9.     this.lblSum.Text = message;
  10. }
复制代码
继续更新BGWorker_DoWork方法:
  1. private void BGWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
  2. {
  3.     BackgroundWorker bgWorker=sender as BackgroundWorker;
  4.     //在这里执行耗时运算。
  5.     int endNumber = 0;
  6.     if (e.Argument != null)
  7.     {
  8.         endNumber=(int)e.Argument;
  9.     }
  10.     int sum = 0;
  11.     for(int i = 0; i < endNumber; i++)
  12.     {
  13.         sum += i;
  14.         string message = $"Current sum is:{sum}";
  15.         //ReportProgress 方法把信息传递给ProcessChanged事件处理函数。
  16.         //第一个参数类型为 int,表示执行进度。
  17.         //如果有更多的信息需要传递,可以使用ReportProgress的第二个参数。
  18.         //这里我们给第二个参数传进去一条消息。
  19.         bgWorker.ReportProgress(i, message);
  20.         Thread.Sleep(600);
  21.     }
  22. }
复制代码
现在,我们已经可以看到进度条和执行信息的更新了。
三、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:
  1. _demoBGWorker.WorkerSupportsCancellation = true;
复制代码
  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:
  1. bgWorker.ReportProgress(i, message);
  2. Thread.Sleep(600);
  3. //在操作的过程中需要检查用户是否取消了当前的操作。
  4. if (bgWorker.CancellationPending == true)
  5. {
  6.      e.Cancel = true;
  7.      break;
  8. }
复制代码
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:
  1. private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e)
  2. {
  3.     _demoBGWorker.CancelAsync();
  4. }
复制代码
四、异常处理
  如果在计算过程中发生了异常应该怎么处理?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。
  1. private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
  2. {
  3.     _demoBGWorker.DoWork += BGWorker_DoWork;
  4.     int num = int.Parse(numericUpDown1.Value.ToString());
  5.     //给滚动条赋值
  6.     this.progressBar1.Maximum = num;
  7.     _demoBGWorker.RunWorkerAsync(num);
  8.     _demoBGWorker.WorkerSupportsCancellation = true;
  9.     _demoBGWorker.WorkerReportsProgress = true;
  10.     _demoBGWorker.ProgressChanged += BGWorker_ProgressChanged;
  11.     _demoBGWorker.RunWorkerCompleted += BGWorker_RunWorkerCompleted;
  12. }
  13. private void BGWorker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
  14. {
  15.     //如果用户取消了当前操作就关闭窗口。
  16.     if (e.Cancelled)
  17.     {
  18.         this.Close();
  19.     }
  20.     //计算已经结束,需要禁用取消按钮。
  21.     this.btnCancel.Enabled = false;
  22.     //计算过程中的异常会被抓住,在这里可以进行处理。
  23.     if (e.Error != null)
  24.     {
  25.         Type errorType = e.Error.GetType();
  26.         switch (errorType.Name)
  27.         {
  28.             case "ArgumentNullExcepetion":
  29.             case "MyException":
  30.                 //do something.
  31.                 break;
  32.             default:
  33.                 //do something.
  34.                 break;
  35.         }
  36.     }
  37.     //计算结果信息:e.Result
  38.     //use it do something.
  39. }
复制代码
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:
  1. e.Result=sum;
复制代码
总结,BackgroundWorker类功能完善且使用简便,非常适合处理异步耗时的操作。
内容引用自:http://www.cnblogs.com/sparkdev/本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接,否则保留追究法律责任的权利。
来源:https://www.cnblogs.com/Sheldon180621/p/18245692
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