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C# 从1到Core--委托与事件

委托与事件在C#1.0的时候就有了，随着C#版本的不断更新，有些写法和功能也在不断改变。本文温故一下这些改变，以及在NET Core中关于事件的一点改变。

 

一、C#1.0 从委托开始

 

1. 基本方式

 

　　什么是委托，就不说概念了，用例子说话。

 

　　某HR说他需要招聘一个6年 .NET5 研发经验的“高级”工程师，他想找人（委托）别人把这条招聘消息发出去。这样的HR很多，所以大家定义了一个通用的发消息规则：

public delegate string SendDelegate(string message);

　这就像一个接口的方法，没有实际的实现代码，只是定义了这个方法有一个string的参数和返回值。所有想发招聘消息的HR只要遵守这样的规则即可。

 

委托本质上是一个类，所以它可以被定义在其他类的内部或外部，根据实际引用关系考虑即可。本例单独定义在外部。

 

为HR定义了一个名为HR的类：

public class HR
{
    public SendDelegate sendDelegate;
    public void SendMessage(string msg)
    {
        sendDelegate(msg);
    }
}

HR有一个SendDelegate类型的成员，当它需要发送消息（SendMessage）的时候，只需要调用这个sendDelegate方法即可。而不需要实现这个方法，也不需要关心这个方法是怎么实现的。

 

当知道这个HR需要发送消息的时候，猎头张三接了这个帮忙招人的工作。猎头的类为Sender，他有一个用于发送消息的方法Send，该方法恰好符合众人定义的名为SendDelegate的发消息规则。这有点像实现了一个接口方法，但这里不要求方法名一致，只是要求方法的签名一致。

复制代码
public class Sender
{
    public Sender(string name)
    {
        this.senderName = name;
    }

    private readonly string senderName;
    public string Send(string message)
    {
        string serialNumber = Guid.NewGuid().ToString();
        Console.WriteLine(senderName + " sending....");
        Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine("Sender: " + senderName + " , Content: " + message + ", Serial Number: "  + serialNumber);
        return serialNumber;
    }
}
复制代码

猎头帮助HR招人的逻辑如下：

复制代码
public void Test()
{
    //一个HR
    HR hr = new HR();

    //猎头张三来监听，听到HR发什么消息后立刻传播出去
    Sender senderZS = new Sender("张三");
    hr.sendDelegate = senderZS.Send;    //HR递交消息
    hr.SendMessage("Hello World");
}
复制代码

猎头将自己的发消息方法“赋值”给了HR的SendDelegate方法，为什么可以“赋值”？ 因为二者都遵守SendDelegate规则。 就像A和B两个变量都是int类型的时候，A可以赋值给B一样。

 

 

 

这就是一个简单的委托过程，HR将招人的工作委托给了猎头，自己不用去做招人的工作。

 

但经常一个招聘工作经常会有多个猎头接单，那就有了多播委托。

2. 多播委托

 

 看一下下面的代码：

复制代码
public void Test()
{
    //一个HR
    HR hr = new HR();

    //猎头张三来监听，听到HR发什么消息后立刻传播出去
    Sender senderZS = new Sender("张三");
    hr.sendDelegate = senderZS.Send;

    //快嘴李四也来了
    Sender senderLS = new Sender("李四");
    hr.sendDelegate += senderLS.Send;
    //HR递交消息
    hr.SendMessage("Hello World");
}
复制代码

与之前的代码改变不大， 只是添加了李四的方法绑定，这样HR发消息的时候，张三和李四都会发出招人的消息。

 

这里要注意李四绑定方法的时候，用的是+=而不是=，就像拼接字符串一样，是拼接而不是赋值，否则会覆盖掉之前张三的方法绑定。

 

对于第一个绑定的张三，可以用=号也可以用+=（记得之前好像第一个必须用=，实验了一下现在二者皆可）。

 

这同时也暴露了一些问题：

 

  • 如果后面的猎头接单的时候不小心（故意）用了=号， 那么最终前面的人的绑定都没有了，那么他将独占这个HR客户，HR发出的消息只有他能收到。

  • 可以偷偷的调用猎头的hr.sendDelegate 

  • 复制代码
    public void Test()
{
    //一个HR
    HR hr = new HR();

    //大嘴张三来监听，听到HR发什么消息后立刻传播出去
    Sender senderZS = new Sender("张三");
    //hr.sendDelegate -= senderZS.Send; //即使未进行过+=  直接调用-=，也不会报错
    hr.sendDelegate += senderZS.Send;

    //快嘴李四也来了
    Sender senderLS = new Sender("李四");
    hr.sendDelegate += senderLS.Send;

    //移除
    //hr.sendDelegate -= senderZS.Send;

    //风险：注意上面用的符号是+=和-=   如果使用=，则是赋值操作，
    //例如下面的语句会覆盖掉之前所有的绑定
    //hr.sendDelegate = senderWW.Send;

    //HR递交消息
    hr.SendMessage("Hello World");

    //风险：可以偷偷的以HR的名义偷偷的发了一条消息    sendDelegate应该只能由HR调用   
    hr.sendDelegate("偷偷的发一条");

}
    复制代码

    3. 通过方法避免风险

     

    　　很自然想到采用类似Get和Set的方式避免上面的问题。既然委托可以像变量一样赋值，那么也可以通过参数来传值，将一个方法作为参数传递。

  • 复制代码
    public class HRWithAddRemove
    {
        private SendDelegate sendDelegate;

        public void AddDelegate(SendDelegate sendDelegate)
        {
            this.sendDelegate += sendDelegate; //如果需要限制最多绑定一个，此处可以用=号
        }

        public void RomoveDelegate(SendDelegate sendDelegate)
        {
            this.sendDelegate -= sendDelegate;
        }

        public void SendMessage(string msg)
        {
            sendDelegate(msg);
        }
    }
    复制代码

    经过改造后的HR，SendDelegate方法被设置为了private，之后只能通过Add和Remove的方法进行方法绑定。

     

    4.模拟多播委托机制

     

    通过上面委托的表现来看，委托就像是保存了一个相同方法名的集合 List<SendDelegate> ，可以向集合中添加或移除方法，当调用这个委托的时候，会逐一调用该集合中的各个方法。

     

    例如下面的代码( 注意这里假设SendDelegate只对应一个方法 )：

  • 复制代码
    public class HR1
{
    public void Delegate(SendDelegate sendDelegate)
    {
        sendDelegateList = new List<SendDelegate> { sendDelegate }; //对应=
    }

    public void AddDelegate(SendDelegate sendDelegate)
    {
        sendDelegateList.Add(sendDelegate); //对应+=
    }

    public void RomoveDelegate(SendDelegate sendDelegate)
    {
        sendDelegateList.Remove(sendDelegate);//对应-=
    }

    public List<SendDelegate> sendDelegateList;

    public void SendMessage(string msg)
    {
        foreach (var item in sendDelegateList)
        {
            item(msg);
        }
    }
}
    复制代码

    二、C#1.0 引入事件

     

    　　1.简单事件

     

    　　如果既想使用-=和+=的方便，又想避免相关功能开闭的风险怎么办呢？可以使用事件：

  • public class HRWithEvent
    {
        public event SendDelegate sendDelegate;
        public void SendMessage(string msg)
        {
            sendDelegate(msg);
        }
    }

     

     hr.sendDelegate = senderZS.Send;
 hr.sendDelegate("偷偷的发一条");

    　　2.事件的访问器模式

     

     　　上文为委托定义了Add和Remove方法，而事件支持这样的访问器模式，例如如下代码：

  • 复制代码
    public class CustomerWithEventAddRemove
    {
        private event SendDelegate sendDelegate;

        public event SendDelegate SendDelegate
        {
            add { sendDelegate += value; }
            remove { sendDelegate -= value; }
        }
        public void SendMessage(string msg)
        {
            sendDelegate(msg);
        }
    }
    复制代码
  • 　可以像使用Get和Set方法一样，对事件的绑定与移除进行条件约束。 

     

    　　3. 控制绑定事件的执行

     

    　　当多个委托被绑定到事件之后，如果想精确控制各个委托的运行怎么办，比如返回值（虽然经常为void）、异常处理等。

     

    第一章第4节通过一个List<SendDelegate> 模拟了多播委托的绑定。 会想到如果真能循环调用一个个已绑定的委托，就可以精确的进行控制了。那么这里说一下这样的方法：

  • 复制代码
    public class HRWithEvent
    {
        public event SendDelegate sendDelegate;
        public void SendMessage(string msg)
        {
            //sendDelegate(msg);  此处不再一次性调用所有
            if (sendDelegate != null)
            {
                Delegate[] delegates = sendDelegate.GetInvocationList(); //获取所有已绑定的委托
                foreach (var item in delegates)
                {
                    ((SendDelegate)item).Invoke(msg); //逐一调用
                }
            }

        }
    }
    复制代码

     

  • 　这里通过Invoke方法逐一调用各个Delegate，从而实现对每一个Delegate的调用的控制。若需要异步调用，则可以通过BeginInvoke方法实现（.NET Core之后不再支持此方法，后面会介绍。）

     

    ((SendDelegate)item).BeginInvoke(msg,null,null);

     

     

    　　4. 标准的事件写法

     

    　　.NET 事件委托的标准签名是： 

    void OnEventRaised(object sender, EventArgs args); 

    　　返回类型为 void。 事件基于委托，而且是多播委托。 参数列表包含两种参数：发件人和事件参数。 sender 的编译时类型为 System.Object。

     

    　　第二种参数通常是派生自 System.EventArgs 的类型（.NET Core 中已不强制要求继承自System.EventArgs，后面会说到）。

     

    　　将上面的例子修改一下，改成标准写法，大概是下面代码的样子：

  • 复制代码
    public class HRWithEventStandard
{
    public delegate void SendEventHandler(object sender, SendMsgArgs e);
    public event SendEventHandler Send;
    public void SendMessage(string msg)
    {
        var arg = new SendMsgArgs(msg);
        Send(this,arg); //arg.CancelRequested 为最后一个的值   因为覆盖
    }
}

public class SendMsgArgs : EventArgs
{
    public readonly string Msg = string.Empty;
    public bool CancelRequested { get; set; }
    public SendMsgArgs(string msg)
    {
        this.Msg = msg;
    }
}
    复制代码

    三、随着C#版本改变

     

    1. C#2.0 泛型委托

     

    　　C#2.0 的时候，随着泛型出现，支持了泛型委托，例如，在委托的签名中可以使用泛型，例如下面代码

    public delegate string SendDelegate<T>(T message);

     

  • 这样的委托适用于不同的参数类型，例如如下代码（注意使用的时候要对应具体的类型）

  • 复制代码
    public delegate string SendDelegate<T>(T message);

public class HR1
{
    public SendDelegate<string> sendDelegate1;
    public SendDelegate<int> sendDelegate2;
    public SendDelegate<DateTime> sendDelegate3;
}

public static class Sender1
{
    public static string Send1(string msg)
    {
        return "";
    }

    public static string Send2(int msg)
    {
        return "";
    }
}
    
public class Test
{
    public void TestDemo()
    {
        HR1 hr1 = new HR1();
        hr1.sendDelegate1 = Sender1.Send1; // 注意使用的时候要对应具体的类型
        hr1.sendDelegate2 = new SendDelegate<int>(Sender1.Send2);
        hr1.sendDelegate3 = delegate (DateTime dateTime) { return dateTime.ToLongDateString(); };

    }
}
    复制代码

     

  •  

    2. C#2.0 delegate运算符

     

    delegate 运算符创建一个可以转换为委托类型的匿名方法：

     

    例如上例中这样的代码：

     

    hr1.sendDelegate3 = delegate (DateTime dateTime) { return dateTime.ToLongDateString(); };

     

    3. C#3.0 Lambda 表达式

     

    从 C# 3 开始，lambda 表达式提供了一种更简洁和富有表现力的方式来创建匿名函数。 使用 => 运算符构造 lambda 表达式,

     

    例如“delegate运算符”的例子可以简化为如下代码：

     

    hr1.sendDelegate3 = (dateTime) => { return dateTime.ToLongDateString(); };

     

    4.C#3，NET Framework3.5，Action 、Func、Predicate

     

    Action 、Func、Predicate本质上是框架为我们预定义的委托，在上面的例子中，我们使用委托的时候，首先要定义一个委托类型，然后在实际使用的地方使用，而使用委托只要求方法名相同，在泛型委托出现之后，“定义委托”这一操作就显得越来越累赘，为此，系统为我们预定义了一系列的委托，我们只要使用即可。

     

    例如Action的代码如下：

    实际上定义了最多16个参数的无返回值的委托。

     

    Func与此类似，是最多16个参数的有返回值的委托。Predicate则是固定一个参数以及bool类型返回值的委托。

     

    public delegate bool Predicate<T>(T obj);

     

     5. .NET Core 异步调用

     

    第2.3节中，提示如下代码在.NET Core中已不支持

     

    ((SendDelegate)item).BeginInvoke(msg,null,null);

     

     

    会抛出异常：

     

    System.PlatformNotSupportedException:“Operation is not supported on this platform.”

     

     

    需要异步调用的时候可以采用如下写法：

     

    Task task = Task.Run(() => ((SendDelegate)item).Invoke(msg));

     

     

     

    对应的 EndInvoke() 则改为： task.Wait(); 

     

     

     

     5. .NET Core的 EventHandler<TEventArgs>

     

    .NET Core 版本中，EventHandler<TEventArgs> 定义不再要求 TEventArgs 必须是派生自 System.EventArgs 的类， 使我们使用起来更为灵活。

     

    例如我们可以有这样的写法：

     

    EventHandler<string> SendNew

     这在以前的版本中是不允许的。

     

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