1️⃣ 背景与定位

在 .NET Framework 2.0 时代，微软引入了 BackgroundWorker 来解决 WinForm/WPF 场景下“耗时操作阻塞 UI 线程”的问题；而 Component 早在 1.0 就已存在，是所有可视化/非可视化设计器的“基类”。理解这两者的源码与机制，可以帮助我们：

更精确地调试遗留代码；
在需要设计时支持时（如自定义控件/组件）少走弯路；
在无法使用 async-await 的老项目中做最小侵入式改造。

2️⃣ Component 类：所有“组件”的鼻祖

2.1 命名空间与程序集

// 所在程序集：System.ComponentModel.Primitives.dll
namespace System.ComponentModel

2.2 继承链与接口实现

System.Object└─ System.MarshalByRefObject   // 支持跨 AppDomain 远程调用└─ System.ComponentModel.Component├─ 实现 IComponent    // 提供 Site 与 Disposed 事件└─ 实现 IDisposable   // 标准 Dispose 模式

2.3 设计时元数据

[ComVisible(true)]：可被 COM 调用。
[ClassInterface(ClassInterfaceType.AutoDispatch)]：为 COM 客户端生成双重接口。
[DesignerCategory("Component")]：告诉 Visual Studio 使用 ComponentDesigner。

2.4 核心字段与线程安全

private static readonly object EventDisposed = new object();
private ISite site;
private EventHandlerList events; // 延迟创建，减少内存

所有事件都通过 EventHandlerList 存储，避免每个事件一个字段，节省内存。
对 events 的访问采用“延迟初始化 + 双检锁”。

2.5 事件系统：EventHandlerList 的魔法

public event EventHandler Disposed
{add    { Events.AddHandler(EventDisposed, value); }remove { Events.RemoveHandler(EventDisposed, value); }
}

通过 object 类型的 key（而非字符串）避免冲突。
EventHandlerList 内部使用单向链表，添加/删除 O(1)。

2.6 Dispose 模式深度解析

~Component() { Dispose(false); }public void Dispose()
{Dispose(true);GC.SuppressFinalize(this);
}protected virtual void Dispose(bool disposing)
{if (!disposing) return;lock (this){if (site?.Container != null)site.Container.Remove(this); // 设计器撤销时自动清理((EventHandler)events?[EventDisposed])?.Invoke(this, EventArgs.Empty);}
}

标准 Dispose 模式 + lock(this) 保证线程安全。
在 VS 设计器中，当用户从设计面板上删除组件时，Container.Remove 会触发 Dispose。

2.7 设计时支持：Site / Container / DesignMode

ISite：为组件提供“宿主”信息（名称、容器、设计模式标志、全局服务）。
IContainer：管理一组组件的生命周期。
DesignMode：运行时永远返回 false，仅在设计器进程返回 true。

2.8 实战：自定义一个可设计时拖拽的组件

[ToolboxItem(true)]
public class MyLogger : Component
{public string LogPath { get; set; }public void Write(string text){File.AppendAllText(LogPath, text + Environment.NewLine);}protected override void Dispose(bool disposing){// 清理文件句柄等资源base.Dispose(disposing);}
}

编译后将 dll 添加到工具箱即可拖拽到 WinForm 设计器。
可在属性窗口编辑 LogPath。

3️⃣ BackgroundWorker 类：WinForm/WPF 时代的“轻量 Task”

3.1 背景与演进史

.NET 2.0 引入，解决 WinForm 中“跨线程访问 UI”痛点。
.NET 4.0 之后官方推荐使用 Task + Progress<T>
但在老项目、设计器生成代码、脚本环境中仍大量存在。

3.2 类型声明与特性

[SRDescription("BackgroundWorker_Desc")]      // 本地化资源
[DefaultEvent("DoWork")]                      // 双击控件默认生成 DoWork 事件
[HostProtection(SecurityAction.LinkDemand, SharedState = true)]

HostProtection 告诉 CLR：若宿主禁止共享状态（如 SQL Server CLR），则拒绝加载。

3.3 三大静态键对象

private static readonly object doWorkKey          = new object();
private static readonly object runWorkerCompletedKey = new object();
private static readonly object progressChangedKey = new object();

用于 Events.AddHandler/remove，保证事件 key 的唯一性。

3.4 状态字段：isRunning、cancellationPending 的并发语义

均为 bool，读写均在 UI 线程 或 通过 AsyncOperation.Post 封送，因此无需 volatile 或 Interlocked。
注意：在 DoWork 事件处理器中访问 CancellationPending 是线程安全的，因为 CancelAsync 仅设置标志位，无额外锁。

3.5 AsyncOperation & SynchronizationContext

AsyncOperationManager.CreateOperation(null) 捕获当前 SynchronizationContext（WinForm/WPF Dispatcher）。
通过 Post / PostOperationCompleted 把回调封送回 UI 线程，避免跨线程更新控件。

3.6 三大事件

事件名

触发线程

典型用途

DoWork

后台线程

执行耗时计算、IO

ProgressChanged

UI 线程（SynchronizationContext）

更新进度条、日志

RunWorkerCompleted

UI 线程

处理结果或异常、隐藏等待动画

3.7 四大公开方法

RunWorkerAsync(object argument)

检查 isRunning，抛 InvalidOperationException 防并发。
创建 AsyncOperation，然后 threadStart.BeginInvoke(argument, null, null) 进入线程池。

CancelAsync()

检查 WorkerSupportsCancellation，设置 cancellationPending = true。

ReportProgress(int percent, object userState)

检查 WorkerReportsProgress，通过 asyncOperation.Post(progressReporter, args) 封送。

Dispose(bool)（继承自 Component）

在 WinForm 设计器中移除控件时会调用，确保线程清理。

3.8 两大回调委托

private readonly WorkerThreadStartDelegate threadStart;      // 线程入口
private readonly SendOrPostCallback operationCompleted;      // 完成回调
private readonly SendOrPostCallback progressReporter;        // 进度回调

WorkerThreadStartDelegate 本质上是 delegate void WorkerThreadStartDelegate(object argument)，避免每次构造新委托。

3.9 WorkerThreadStart 流程图

3.10 线程模型与死锁陷阱

若 DoWork 中 阻塞 UI 线程（如 Invoke 等待 UI 回复），将发生死锁。
正确做法：仅通过 ReportProgress 与 UI 交互。

3.11 性能考量：与 Task 对比

维度

BackgroundWorker

Task + Progress<T>

语言级 async-await

❌

✅

线程池调度

✅

进度报告

事件

IProgress<T>

取消

CancelAsync

CancellationToken

内存分配

事件包装对象

结构体 + lambda

结论：新项目优先 Task；维护老代码可保留 BGW。

3.12 跨平台注意点

.NET Core 3.0+ 仍支持 BGW，但设计器（WinForm Designer）仅在 Windows 上可用。
ASP.NET Core 无 SynchronizationContext，默认会把回调丢到 ThreadPool，UI 更新需手动封送。

3.13 实战：文件复制器（含 WinForm UI）

设计界面：ProgressBar、TextBox（文件名）、Button（开始/取消）。

代码：

var bgw = new BackgroundWorker
{WorkerReportsProgress = true,WorkerSupportsCancellation = true
};bgw.DoWork += (_, e) =>
{var src = (string)e.Argument;var dst = Path.ChangeExtension(src, ".bak");using var fin = File.OpenRead(src);using var fout = File.Create(dst);var buffer = new byte[4096];long total = fin.Length, read = 0;int count;while ((count = fin.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0){if (bgw.CancellationPending) { e.Cancel = true; return; }fout.Write(buffer, 0, count);read += count;bgw.ReportProgress((int)(read * 100 / total));}e.Result = dst;
};bgw.ProgressChanged += (_, e) => progressBar1.Value = e.ProgressPercentage;
bgw.RunWorkerCompleted += (_, e) =>
{if (e.Cancelled) MessageBox.Show("已取消");else if (e.Error != null) MessageBox.Show(e.Error.Message);else MessageBox.Show("完成，输出：" + e.Result);
};
bgw.RunWorkerAsync(textBox1.Text);

3.14 在 ASP.NET Core 中的“逆向”用法

虽然不推荐，但可在后台服务中模拟：

services.AddHostedService(sp => new BgwHostedService());

由于没有 UI SynchronizationContext，所有 ProgressChanged 会在 ThreadPool 线程触发，需自行加锁。

4️⃣ 可维护性最佳实践

永远检查 IsBusy，避免多次 RunWorkerAsync。
在 DoWork 中绝不直接访问 UI 元素。
若业务复杂，考虑用 Task + Progress + CancellationTokenSource 重构。
设计时组件务必重写 Dispose(bool) 释放非托管资源。
使用 SRDescription/SRCategory 为你的组件提供本地化与分类支持。