深入理解C#委托及原理

一、委托

设想，如果我们写了一个厨师做菜方法用来做菜，里面有 拿菜、切菜、配菜、炒菜 四个环节，但编写此方法代码的人想让 配菜 这个环节让调用方法的人实现，换句话说，就是想在方法被调用时接收代码 作为参数，在方法中执行这端传进来的代码。

但，怎么为一个方法传 代码 进来呢？当然大家想到了传递接口方式来实现，咱先不讨论接口，因为微软为我们提供了一个叫做 【委托】 的类型。

（一）、委托基础：

1.先看看代码：

(1).定一个方法：void SayHi(string name){Console.WriteLine(“Hi~” name ”! ” );}

(2).声明一种委托类型：delegate void DGSayHi(string uName);

(3).创建委托类型对象：DGSayHi dgObj = new DGSayHi(SayHi);//构造函数中传入了方法

(4).执行委托：
dgObj(“JamesZou”); //调用委托(奇怪：对象加括号 的方式调用？后面解释。)
输出：Hi~JamesZou!

2.什么是委托？
(1)概念：“C# 中的委托类似于 C 或 C 中的函数指针。使用委托使程序员可以将方法引用封装在委托对象内。然后调用该委托对象就可以执行委托对象内方法引用指向的方法，而不必在编译时知道将调用哪个方法（如参数为委托类型的方法，也就是提供了为程序回调指定方法的机制）。”-- 引自MSDN

(2)通俗：就是一个能存放很多方法的指针的调用清单（但方法签名必须和委托类型签名一样)，你一调用这个清单，那么清单里的所有的指针所对应的方法就会依次被执行。

(3)比方说：有三台机器A、C、D，点一个红色按钮就会运行。操作人员接到指令，要求在接到电话后分别打开AD机器，然后然后工人就在接到电话后，先后打开AD机器。（此例中的 三台机器就是方法，操作员，就可以看成是“委托”啦）

(4)概要图例：
DGSayHi dgObj = new DGSayHi(SayHi);
dgObj(“James”); //调用委托对象，就会执行委托对象里的方法。

3.委托有什么用？
A.能够帮程序员在需要时，根据条件动态执行多个方法：(接上例代码)

(1)定三个方法：
void SayHi(string name){Console.WriteLine(“Hi~” name ); }
void DaZhaoHu(string name){ Console.WriteLine(“你好啊~” name ); }
string OHaUo(string name){ Console.WriteLine(“OHaUo ~” name ); return “JapHi”;}

(2)创建委托类型对象，并通过构造函数传参方式向委托对象“注册”第一个方法：
DGSayHi dgObj = new DGSayHi(SayHi);

(3)继续“注册两个方法”：
dgObj =DaZhaoHu;// (奇怪：对象之间用 =符号来操作？后面解释)
//dgObj =OhaUo;//注释此行代码，因为编译时报错，OhaUo方法签名与委托类型的签名不一致(委托签名无返回值)。

(4)执行委托对象：
dgObj(“James”); //执行了此委托中注册的两个方法
输出：
Hi~James
你好啊~James

(5)概要图例

B. 委托作为方法参数(回调方法机制)

(1).接上例代码，再定义一个方法：
void DoTestDelegateFun(DGSayHi dgObj){dgObj(“钢铁侠”);}
(2).调用此方法：
DoTestDelegateFun(SayHi);//输出：Hi~钢铁侠（奇怪：竟然直接传方法了？后面解释）

C.委托语法糖

(1).注意到上面有3个地方我们都觉得“奇怪”：
a.调用委托对象dgObj(“JamesZou”);
b.向委托注册方法 dgObj =DaZhaoHu;

c.将方法作为参数 DoTestDelegateFun(SayHi);

这些用法其实都是FW为我们提供的简便语法(它们有个可爱的名字：语法糖)，在编译时由编译器转成完整的代码：
a. dgObj.Invoke(“JamesZou”);
b. dgObj = (DGSayHi) Delegate.Combine(dgObj, new DGSayHi(this.DaZhaoHu));

//Combine方法将第二个参数，添加到dgObj中，并返回委托对象。
c. this.DoTestDelegateFun(new DGSayHi(this.SayHi));

Delegate类、Invoke方法、Combine方法是哪来的呢？

 

（二）、委托原理

1.delegate 关键字

(1).概念：delegate关键字用于声明一个引用类型，该引用类型可用于封装命名方法或匿名方法。

 

(2)编译后生成的的中间代码。
请大家思考一下，关键字是类型吗？不是。那编译器遇到这个关键字做了什么事情？借助【IL反汇编程序】我们来看一看：
a.开始-程序-如图：

b.打开项目文件夹下的bin\Debug文件夹，找到程序集 CodeForFun.exe，拖入到【IL反汇编程序】界面中便可看到程序集的IL代码：
找到我们定义了委托DGSayHi的类DelegateForFun，发现，里面的委托类型声明代码
编译前：delegatestringDGSayHi(string uName);
变成了一个类：


单击展开后我们再来看看：

看出什么了？
(I).继承了System.MulticastDelegate。
(II).包含了构造方法、BeginInvoke、EndInvoke、Invoke方法。
也就是说此时，delegate代码已经编译成了如下代码：
编译后：
classDGSayHi:System.MulticastDelegate
{
public DelegateForFun();

void Invoke(string value);

IAsyncResult BeginInvoke(string value,AsyncCallback callback,Object object);

void EndInvoke(IAsyncResult result);

}

 

(3)System.MulticastDelegate 类

下面我们来看看借助.Net Reflector工具来查看类库中的MulticastDelegate类

publicabstract classMulticastDelegate : Delegate

由此我们可以看出继承关系：DGSayHi –> MulticastDelegate–> Delegate

MulticastDelegate类中有3个重要的成员，其中两个继承自 Delegate：

a.三者的作用：

_methodPtr 里保存的就是方法指针。

_target 里用来保存方法所在的对象。

_invocationList 其实使用时是个object数组，在注册多个方法时，其他方法就保存在此成员中，而它也就是委托链的关键容器。

b.概要图：

图中的委托对象 dgObj 在创建时创建了指向方法 SayHi的指针并保存在 _methodPtr中；_target中保存了SayHi方法所在的类的对象(比如我把这段代码写在窗体里按钮的点击方法中，那么此时 _target就是 SayHi方法所在的窗体对象)；_invocationList 中保存了追加的两个方法的指针，但这两个方法指针都是分别被装在 MuticastDelegate对象中。