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讲故事谈.NET委托:一个C#睡前故事

Posted on 2008-01-22 15:56  古道飘零客  阅读(311)  评论(1编辑  收藏  举报

从前,在南方一块奇异的土地上,有个工人名叫彼得,他非常勤奋,对他的老板总是百依百顺。但是他的老板是个吝啬的人,从不信任别人,坚决要求随时知道彼得的工作进度,以防止他偷懒。但是彼得又不想让老板呆在他的办公室里站在背后盯着他,于是就对老板做出承诺:无论何时,只要我的工作取得了一点进展我都会及时让你知道。彼得通过周期性地使用“带类型的引用”(原文为:“typed reference” 也就是delegate??)“回调”他的老板来实现他的承诺,

如下:

 1 class Worker {
 2     public void Advise(Boss boss) { _boss = boss; }
 3     public void DoWork() {
 4         Console.WriteLine(“工作: 工作开始”);
 5         if( _boss != null ) _boss.WorkStarted();
 6 
 7         Console.WriteLine(“工作: 工作进行中”);
 8         if( _boss != null ) _boss.WorkProgressing();
 9 
10         Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
11         if( _boss != null ) {
12             int grade = _boss.WorkCompleted();
13             Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
14     }
15 }
16 private Boss _boss;
17 }
18 
19 class Boss {
20     public void WorkStarted() { }
21     public void WorkProgressing() { }
22     public int WorkCompleted() {
23         Console.WriteLine(“时间差不多!”);
24         return 2;
25     }
26 }
27 
28 class Universe {
29     static void Main() {
30         Worker peter = new Worker();
31         Boss boss = new Boss();
32         peter.Advise(boss);
33         peter.DoWork();
34 
35         Console.WriteLine(“Main: 工人工作完成”);
36         Console.ReadLine();
37     }
38 }

接口

  现在,彼得成了一个特殊的人,他不但能容忍吝啬的老板,而且和他周围的宇宙也有了密切的联系,以至于他认为宇宙对他的工作进度也感兴趣。不幸的是,他必须也给宇宙添加一个特殊的回调函数Advise来实现同时向他老板和宇宙报告工作进度。彼得想要把潜在的通知的列表和这些通知的实现方法分离开来,于是他决定把方法分离为一个接口:

 1 interface IWorkerEvents {
 2     void WorkStarted();
 3     void WorkProgressing();
 4     int WorkCompleted();
 5 }
 6 
 7 class Worker {
 8     public void Advise(IWorkerEvents events) { _events = events; }
 9     public void DoWork() {
10         Console.WriteLine(“工作: 工作开始”);
11         if( _events != null ) _events.WorkStarted();
12 
13         Console.WriteLine(“工作: 工作进行中”);
14         if(_events != null ) _events.WorkProgressing();
15 
16         Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
17         if(_events != null ) {
18             int grade = _events.WorkCompleted();
19 
20             Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
21             }
22     }
23     private IWorkerEvents _events;
24 }
25 
26 class Boss : IWorkerEvents {
27     public void WorkStarted() { }
28     public void WorkProgressing() { }
29     public int WorkCompleted() {
30         Console.WriteLine(“时间差不多!”);
31         return 3;
32     }
33 }

委托

  不幸的是,每当彼得忙于通过接口的实现和老板交流时,就没有机会及时通知宇宙了。至少他应该忽略身在远方的老板的引用,好让其他实现了IWorkerEvents的对象得到他的工作报告。(”At least he'd abstracted the reference of his boss far away from him so that others who implemented the IWorkerEvents interface could be notified of his work progress” 原话如此,不理解到底是什么意思)

  他的老板还是抱怨得很厉害。“彼得!”他老板吼道,“你为什么在工作一开始和工作进行中都来烦我?!我不关心这些事件。你不但强迫我实现了这些方法,而且还在浪费我宝贵的工作时间来处理你的事件,特别是当我外出的时候更是如此!你能不能不再来烦我?”

  于是,彼得意识到接口虽然在很多情况都很有用,但是当用作事件时,“粒度”不够好。他希望能够仅在别人想要时才通知他们,于是他决定把接口的方法分离为单独的委托,每个委托都像一个小的接口方法:

 1 delegate void WorkStarted();
 2 delegate void WorkProgressing();
 3 delegate int WorkCompleted();
 4 
 5 class Worker {
 6     public void DoWork() {
 7         Console.WriteLine(“工作: 工作开始”);
 8         if( started != null ) started();
 9 
10         Console.WriteLine(“工作: 工作进行中”);
11         if( progressing != null ) progressing();
12 
13         Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
14         if( completed != null ) {
15             int grade = completed();
16             Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
17         }
18     }
19     public WorkStarted started;
20     public WorkProgressing progressing;
21     public WorkCompleted completed;
22 }
23 
24 class Boss {
25     public int WorkCompleted() {
26     Console.WriteLine("Better");
27     return 4;
28 }
29 }
30 
31 class Universe {
32     static void Main() {
33         Worker peter = new Worker();
34         Boss boss = new Boss();
35         peter.completed = new WorkCompleted(boss.WorkCompleted);
36         peter.DoWork();
37 
38         Console.WriteLine(“Main: 工人工作完成”);
39         Console.ReadLine();
40     }
41 }

静态监听者

  这样,彼得不会再拿他老板不想要的事件来烦他老板了,但是他还没有把宇宙放到他的监听者列表中。因为宇宙是个包涵一切的实体,看来不适合使用实例方法的委托(想像一下,实例化一个“宇宙”要花费多少资源…..),于是彼得就需要能够对静态委托进行挂钩,委托对这一点支持得很好:

 1 class Universe {
 2     static void WorkerStartedWork() {
 3         Console.WriteLine("Universe notices worker starting work");
 4     }
 5 
 6     static int WorkerCompletedWork() {
 7         Console.WriteLine("Universe pleased with worker's work");
 8         return 7;
 9     }
10 
11     static void Main() {
12         Worker peter = new Worker();
13         Boss boss = new Boss();
14         peter.completed = new WorkCompleted(boss.WorkCompleted);
15         peter.started = new WorkStarted(Universe.WorkerStartedWork);
16         peter.completed = new WorkCompleted(Universe.WorkerCompletedWork);
17         peter.DoWork();
18 
19         Console.WriteLine(“Main: 工人工作完成”);
20         Console.ReadLine();
21     }
22 }

事件

  不幸的是,宇宙太忙了,也不习惯时刻关注它里面的个体,它可以用自己的委托替换了彼得老板的委托。这是把彼得的Worker类的的委托字段做成public的一个无意识的副作用。同样,如果彼得的老板不耐烦了,也可以决定自己来激发彼得的委托(真是一个粗鲁的老板):

// Peter's boss taking matters into his own hands
if( peter.completed != null ) peter.completed();

  彼得不想让这些事发生,他意识到需要给每个委托提供“注册”和“反注册”功能,这样监听者就可以自己添加和移除委托,但同时又不能清空整个列表也不能随意激发彼得的事件了。彼得并没有来自己实现这些功能,相反,他使用了event关键字让C#编译器为他构建这些方法

1 class Worker {
2 
3     public event WorkStarted started;
4     public event WorkProgressing progressing;
5     public event WorkCompleted completed;
6 }
7 
8 
彼得知道event关键字在委托的外边包装了一个property,仅让C#客户通过+= 和 -=操作符来添加和移除,强迫他的老板和宇宙正确地使用事件。
 1 static void Main() {
 2     Worker peter = new Worker();
 3     Boss boss = new Boss();
 4     peter.completed += new WorkCompleted(boss.WorkCompleted);
 5     peter.started += new WorkStarted(Universe.WorkerStartedWork);
 6     peter.completed += new WorkCompleted(Universe.WorkerCompletedWork);
 7     peter.DoWork();
 8 
 9     Console.WriteLine(“Main: 工人工作完成”);
10     Console.ReadLine();
11 }

“收获”所有结果

  到这时,彼得终于可以送一口气了,他成功地满足了所有监听者的需求,同时避免了与特定实现的紧耦合。但是他注意到他的老板和宇宙都为它的工作打了分,但是他仅仅接收了一个分数。面对多个监听者,他想要“收获”所有的结果,于是他深入到代理里面,轮询监听者列表,手工一个个调用:

 1 public void DoWork() {
 2     
 3     Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
 4     if( completed != null ) {
 5         foreach( WorkCompleted wc in completed.GetInvocationList() ) {
 6             int grade = wc();
 7             Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
 8         }
 9     }
10 }

异步通知:激发 & 忘掉

  同时,他的老板和宇宙还要忙于处理其他事情,也就是说他们给彼得打分所花费的事件变得非常长:

 1 class Boss {
 2     public int WorkCompleted() {
 3         System.Threading.Thread.Sleep(3000);
 4         Console.WriteLine("Better"); return 6;
 5     }
 6 }
 7 
 8 class Universe {
 9     static int WorkerCompletedWork() {
10         System.Threading.Thread.Sleep(4000);
11         Console.WriteLine("Universe is pleased with worker's work");
12         return 7;
13     }
14     
15 }

很不幸,彼得每次通知一个监听者后必须等待它给自己打分,现在这些通知花费了他太多的工作事件。于是他决定忘掉分数,仅仅异步激发事件:

 1 public void DoWork() {
 2     
 3     Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
 4     if( completed != null ) {
 5         foreach( WorkCompleted wc in completed.GetInvocationList() )
 6         {
 7             wc.BeginInvoke(nullnull);
 8         }
 9     }
10 }

异步通知:轮询

  这使得彼得可以通知他的监听者,然后立即返回工作,让进程的线程池来调用这些代理。随着时间的过去,彼得发现他丢失了他工作的反馈,他知道听取别人的赞扬和努力工作一样重要,于是他异步激发事件,但是周期性地轮询,取得可用的分数。

 1 public void DoWork() {
 2     
 3     Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
 4     if( completed != null ) {
 5         foreach( WorkCompleted wc in completed.GetInvocationList() ) {
 6             IAsyncResult res = wc.BeginInvoke(nullnull);
 7             while!res.IsCompleted ) System.Threading.Thread.Sleep(1);
 8             int grade = wc.EndInvoke(res);
 9             Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
10         }
11     }
12 }

异步通知:委托

  不幸地,彼得有回到了一开始就想避免的情况中来,比如,老板站在背后盯着他工作。于是,他决定使用自己的委托作为他调用的异步委托完成的通知,让他自己立即回到工作,但是仍可以在别人给他的工作打分后得到通知:

 1 public void DoWork() {
 2         
 3         Console.WriteLine("“工作: 工作完成”");
 4         if( completed != null ) {
 5             foreach( WorkCompleted wc in completed.GetInvocationList() ) {
 6                 wc.BeginInvoke(new AsyncCallback(WorkGraded), wc);
 7             }
 8         }
 9     }
10 
11     private void WorkGraded(IAsyncResult res) {
12         WorkCompleted wc = (WorkCompleted)res.AsyncState;
13         int grade = wc.EndInvoke(res);
14         Console.WriteLine(“工人的工作得分=” + grade);
15     }

宇宙中的幸福

  彼得、他的老板和宇宙最终都满足了。彼得的老板和宇宙可以收到他们感兴趣的事件通知,减少了实现的负担和非必需的往返“差旅费”。彼得可以通知他们,而不管他们要花多长时间来从目的方法中返回,同时又可以异步地得到他的结果。彼得知道,这并不*十分*简单,因为当他异步激发事件时,方法要在另外一个线程中执行,彼得的目的方法完成的通知也是一样的道理。但是,迈克和彼得是好朋友,他很熟悉线程的事情,可以在这个领域提供指导。

  他们永远幸福地生活下去……<完>