也谈事件(Event)

最近园子里发表了一些讨论“事件(Event)”的文章,我也来凑个热闹,谈谈我对事件的一些粗浅的认识。本文不谈设计模式(观察者模式),只从运行时的角度来分析事件这个对象到底是个什么东西,它有那么神秘吗?为了更好的分析事件,本文将会编写一些例子来模拟事件的订阅机制。本文对事件的分析可以概括为下面三句话:

一、Delegate = Object + MethodInfo

其实你完全可以通过Reflector这样的工具来看Delegate类型是如何定义的。在这里,我们只关注Delegate本质的东西,即Delegate最终是如果执行的。为此,我创建了下面一个简单的MyDelegate类型来模拟Delegate

   1: public class MyDelegate
   2: {           
   3:  
   4:     public object Target { get; private set; }
   5:     public MethodInfo Method { get; private set; }       
   6:  
   7:     public MyDelegate(object target, MethodInfo method)
   8:     {
   9:         this.Target = target;
  10:         this.Method = method;
  11:     }      
  12:  
  13:     public virtual void Invoke(params object[] args)
  14:     {
  15:         this.Method.Invoke(this.Target, args);           
  16:     }      
  17: }

从上面的定义可以看到,MyDelegate只有两个属性:Object类型的Target和MethodInfo类型的Method。委托的执行通过需方法Invoke完成,具体来说,最终的执行通过反射的方式调用Method的Invoke方法完成。

二、MulticastDelegate对象多个Delegate对象的链表

其实我们平时讲的委托,并不是一个单个的Delegate对象,实际上是一个委托链,这样一个委托链通过MulticastDelegate定义。由于定义也相对复杂,我们同样通过定义模拟类型来反映其本质的东西。为此,我创建了如下一个MyMulticastDelegate类型。

   1: public class MyMulticastDelegate : MyDelegate
   2: {
   3:     public MyMulticastDelegate Next { get; set; }
   4:  
   5:     public MyMulticastDelegate(object target, MethodInfo method)
   6:         : base(target, method)
   7:     { }
   8:  
   9:     public override void Invoke(params object[] args)
  10:     {
  11:         base.Invoke(args);
  12:         if (null != Next)
  13:         {
  14:             this.Next.Invoke(args);
  15:         }
  16:     }
  17: }

MyMulticastDelegate继承自上面定义的MyDelegate类型,在此基础上定义了一个额外的属性Next,代表委托链中当前委托对象的下一个委托。最后,Invoke方法被重写:按照委托链的顺序依次执行每一个委托对象。

三、事件本质上是一个MulticastDelegate对象

我们使用的事件一般通过EventHandler或者System.EventHandler<TEventArgs>表示,其本质来时一个通过MulticastDelegate对象表示的委托链。事件注册本质就是将另外一个委托(链)连到当前委托链上。下面定义的类型MyEventHandler模拟了事件的实现。

   1: public class MyEventHandler : MyMulticastDelegate
   2: {
   3:     public MyEventHandler(object target, MethodInfo method)
   4:         : base(target, method)
   5:     { }        
   6:  
   7:     public void Fire(object sender,EventArgs args)
   8:     {
   9:         this.Invoke(sender,args);
  10:     }
  11:  
  12:     public static MyEventHandler operator +(MyEventHandler current, MyEventHandler next)
  13:     {
  14:         if (null == current)
  15:         {
  16:             return next;
  17:         }
  18:  
  19:         MyMulticastDelegate terminator = current;
  20:         while (null != terminator.Next)
  21:         {
  22:             terminator = terminator.Next;
  23:         }
  24:  
  25:         terminator.Next = next;
  26:         return current;
  27:     }
  28:  
  29:     public static implicit operator MyEventHandler(EventHandler eventHandler)
  30:     {
  31:         return new MyEventHandler(eventHandler.Target, eventHandler.Method);
  32:     }
  33: }

事件一般通过+=操作符进行注册,其本质就是将两个委托链相连。为此,在MyEventHandler中,我也重载了操作符+。事件的触发被定义在Fire方法中,其实现就是调用MyMulticastDelegate的Invoke方法。此外,我还定义一个隐式类型转换操作符,将EventHandler转对象化成MyEventHandler类型。

四、事件的订阅

现在我通过一个具体的例子来说明通过上面定义的MyEventHandler来模拟具体的事件注册和触发。在这里,我们模拟的是Button的Click事件,为此我采用标准的事件编程方式定义了如下一个Button类型。MyEventHandler类型的Click属性代表事件本身,Click操作的触发通过执行PerformClick方法完成。进一步地,Click操作的处理实现在虚方法OnClick中,其本质就是调用MyEventHandler的Fire方法。

   1: public class Button
   2: {
   3:     public string Id { get; private set; }
   4:     public MyEventHandler Click { get; set; }
   5:  
   6:     public Button(string id)
   7:     {
   8:         this.Id = id;
   9:     }
  10:  
  11:     protected virtual void OnClick(EventArgs args)
  12:     {
  13:         if(null != this.Click)
  14:         {
  15:             this.Click.Fire(this, args);
  16:         }
  17:     }
  18:  
  19:     public void PerformClick()
  20:     {
  21:         this.OnClick(EventArgs.Empty);
  22:     }
  23: } 

接下来,我们创建另一个模拟订阅Button对象的Click事件的类型,这样一个简单的类型Foo定义如下。当订阅的Click事件触发之后,会回调DoSomethingOnceClick方法,方法会在控制台上输出一段文字。

   1: public class Foo
   2: {
   3:     public void DoSomethingOnceClick(object sender, EventArgs args)
   4:     { 
   5:         Button btn = sender as Button;
   6:         if(null != btn)
   7:         {
   8:             Console.WriteLine("Click {0}", btn.Id);
   9:         }
  10:     }
  11: }

那么最终的事件订阅和触发编写在下面代码中:在创建的Button对象中,进行了6次相同的事件注册,最终通过PerformClick方法触发事件。由于在MyEventHandler定义一个从EventHandler到MyEventHandler类型的隐式转换操作符,所以我们进行事件注册和传统的方式别无二致。

   1: class Program
   2: {
   3:     static void Main(string[] args)
   4:     {
   5:         var btn1 = new Button("Button1");
   6:         var foo = new Foo();
   7:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
   8:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
   9:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
  10:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
  11:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
  12:         btn1.Click += new EventHandler(foo.DoSomethingOnceClick);
  13:         btn1.PerformClick();
  14:     } 
  15: }

下面是最后的输出结果:

Click Button1

Click Button1

Click Button1

Click Button1

Click Button1

Click Button1

本文提供的例子,你可以通过这里下载,关于事件相关的内容,我还有一篇相关的文章《如何编写没有Try/Catch的程序》,仅供参考。

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