Progress<T>和Action<T>有什么不同？

Question

我一直在使用 Progress<T>，想知道它是否可以被 Action<T> 替换。

在下面的代码中，使用它们来报告进度，即 ReportWithProgress() 或 ReportWithAction()，对我来说没有任何明显的区别。如何增加 progressBar1，如何在输出窗口中写入字符串，它们看起来都是相同的。

// WinForm application with progressBar1

private void HeavyIO()
{
    Thread.Sleep(20); // assume heavy IO
}

private async Task ReportWithProgress()
{
    IProgress<int> p = new Progress<int>(i => progressBar1.Value = i);

    for (int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        await Task.Run(() => HeavyIO()); 
        Console.WriteLine("Progress : " + i);
        p.Report(i);
    }
}

private async Task ReportWithAction()
{
    var a = new Action<int>(i => progressBar1.Value = i);

    for (int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        await Task.Run(() => HeavyIO());
        Console.WriteLine("Action : " + i);
        a(i);
    }
} 

但是Progress<T>不能是重复造轮子。它被实现的原因应该是有道理的。谷歌搜索“c# Progress vs Action”并没有给我太多帮助。进度与操作有何不同？

- dixhom

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我建议你将 HeavyIO 更改为 async Task HeavyIO() { await Task.Delay(20); }，这样至少你会调用一个任务。 - Camilo Terevinto

Progress<T>会在构造时所处的上下文中调用该操作，这使您可以与UI交互而不需要繁琐的调用代码。 - DavidG

你在 Progress 的文档中找到了什么信息，它为什么无法回答你的问题？ - Servy

在不同的线程中调用 progressBar1.Value = i 会导致可怕的 "跨线程操作无效" 异常。 - vgru

请注意，Progress<T>是一个类，而Action<T>仅仅是一个委托。 - Matthew Watson

Answer 1

在不同的线程中调用progressBar1.Value = i会导致令人恐惧的"跨线程操作无效"异常。另一方面，Progress类将事件分派到在构造时捕获的同步上下文：

// simplified code, check reference source for actual code

void IProgress<T>.Report(T value)
{
    // post the processing to the captured sync context
    m_synchronizationContext.Post(InvokeHandlers, value);
}

private void InvokeHandlers(object state)
{
    // invoke the handler passed through the constructor
    m_handler?.Invoke((T)state);

    // invoke the ProgressChanged event handler
    ProgressChanged?.Invoke(this, (T)state);
}

这可以确保所有进度条、标签和其他UI元素的更新都在（唯一）GUI线程上完成。

因此，在UI线程上调用的方法中，只有在后台线程之外实例化Progress类才是有意义的：

void Button_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // since this is a UI event, instantiating the Progress class
    // here will capture the UI thread context
    var progress = new Progress<int>(i => progressBar1.Value = i);

    // pass this instance to the background task
    Task.Run(() => ReportWithProgress(progress));
}

async Task ReportWithProgress(IProgress<int> p)
{
    for (int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        await Task.Run(() => HeavyIO());
        Console.WriteLine("Progress : " + i);
        p.Report(i);
    }
}

- vgru

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@ChrFin：好的，这是您的窗体控件绑定的“唯一”线程。 - vgru

Answer 2

区别在于使用Progress<T>时，您可以有多个侦听器监听进度，而且Progress<T>在创建实例时会捕获SynchonizationContext，因此如果在GUI线程中创建，则不需要调用到GUI线程。
您也可以向Action<T>添加多个侦听器（感谢@Servy指出），但是每个侦听器都在调用该操作的线程中执行。

考虑以下扩展示例，在此示例中，Progress<T>将起作用，但Action<T>将会抛出异常：

private async Task ReportWithProgress()
{
    var p = new Progress<int>(i => progressBar1.Value = i);
    p.ProgressChanged += (s, e) => progressBar2.Value = e;

    Task.Run(() => 
        {
            for (int i = 0; i <= 100; i++)
            {
                await Task.Run(() => HeavyIO()); 
                Console.WriteLine("Progress : " + i);
                ((IProgress<int>)p).Report(i);
            }
        });
}

private async Task ReportWithAction()
{
    var a = new Action<int>(i => progressBar1.Value = i);
    a += i => progressBar2.Value = i;

    Task.Run(() => 
        {
            for (int i = 0; i <= 100; i++)
            {
                await Task.Run(() => HeavyIO());
                Console.WriteLine("Action : " + i);
                a(i);
            }
        });
} 

- Christoph Fink

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Action<T> 是一个多路广播委托。在调用它时，可以调用任意数量的方法。 - Servy