2020年6月30日星期二

C# 从1到Core

　　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。

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; }}

猎头帮助HR招人的逻辑如下：

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");}

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：

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");}

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

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");}

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。

 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);  } }

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 )：

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);  } }}

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);  } }

　　只是将SendDelegate前面添加了一个event标识，虽然它被设置为public，但如下代码却会给出错误提示：事件“HRWithEvent.sendDelegate”只能出现在 += 或 -= 的左边(从类型“HRWithEvent”中使用时除外)

 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：

 public class CustomerWithEventAddRemove {  private event SendDelegate sendDelegate;  public event SendDelegate SendDelegate  {   add { sendDelegate += value; }   remove { sendDelegate -= value; }  }  public void SendMessage(string msg)  {   sendDelegate(msg);  } }

　　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：

 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    }   }  } }

　　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：

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; }}

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）

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(); }; }}

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：

 public delegate void Action(); public delegate void Action<in T>(T obj); public delegate void Action<in T1, in T2>(T1 arg1, T2 arg2); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14, in T15>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15); public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14, in T15, in T16>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15, T16 arg16);

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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