十三、C# 事件

1、多播委托

2、事件

3、自定义事件

 

在上一章中，所有委托都只支持单一回调。

然而，一个委托变量可以引用一系列委托，在这一系列委托中，每个委托都顺序指向一个后续的委托，

从而形成了一个委托链，或者称为多播委托*multicast delegate)。

使用多播委托，可以通过一个方法对象来调用一个方法链，创建变量来引用方法链，并将那些数据类型用

作参数传递给方法。

在C#中，多播委托的实现是一个通用的模式，目的是避免大量的手工编码。这个模式称为

observer(观察者)或者publish-subscribe模式，它要应对的是这样一种情形：你需要将单一事件的通知

(比如对象状态发生的一个变化）广播给多个订阅者(subscriber)。

 

一、使用多播委托来编码Observer模式

 

来考虑一个温度控制的例子。

假设：一个加热器和一个冷却器连接到同一个自动调温器。

 

为了控制加热器和冷却器的打开和关闭，要向它们通知温度的变化。

自动调温器将温度的变化发布给多个订阅者---也就是加热器和冷却器。

 

 1     class Program  2  {  3         static void Main(string[] args)  4  {  5             //连接发布者和订阅者
 6             Thermostat tm = new Thermostat();  7             Cooler cl = new Cooler(40);  8             Heater ht = new Heater(60);  9             //设置委托变量关联的方法。+=可以存储多个方法，这些方法称为订阅者。
 10             tm.OnTemperatureChange += cl.OnTemperatureChanged;  11             tm.OnTemperatureChange += ht.OnTemperatureChanged;  12             string temperature = Console.ReadLine();  13  
 14             //将数据发布给订阅者（本质是依次运行那些方法）
 15             tm.OnTemperatureChange(float.Parse(temperature));  16  
 17  Console.ReadLine();  18  
 19  
 20  
 21  }  22  }  23     //两个订阅者类
 24     class Cooler  25  {  26         public Cooler(float temperature)  27  {  28             _Temperature = temperature;  29  }  30         private float _Temperature;  31         public float Temperature  32  {  33             set
 34  {  35                 _Temperature = value;  36  }  37             get
 38  {  39                 return _Temperature;  40  }  41  }  42  
 43         //将来会用作委托变量使用,也称为订阅者方法
 44         public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)  45  {  46             if (newTemperature > _Temperature)  47  {  48                 Console.WriteLine("Cooler:on ! ");  49  }  50             else
 51  {  52                 Console.WriteLine("Cooler:off ! ");  53  }  54  }  55  }  56     class Heater  57  {  58         public Heater(float temperature)  59  {  60             _Temperature = temperature;  61  }  62         private float _Temperature;  63         public float Temperature  64  {  65             set
 66  {  67                 _Temperature = value;  68  }  69             get
 70  {  71                 return _Temperature;  72  }  73  }  74         public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)  75  {  76             if (newTemperature < _Temperature)  77  {  78                 Console.WriteLine("Heater:on ! ");  79  }  80             else
 81  {  82                 Console.WriteLine("Heater:off ! ");  83  }  84  }  85  }  86  
 87  
 88     //发布者
 89     class Thermostat  90  {  91  
 92         //定义一个委托类型
 93         public delegate void TemperatureChangeHanlder(float newTemperature);  94         //定义一个委托类型变量，用来存储订阅者列表。注：只需一个委托字段就可以存储所有订阅者。
 95         private TemperatureChangeHanlder _OnTemperatureChange;  96         //现在的温度
 97         private float _CurrentTemperature;  98  
 99         public TemperatureChangeHanlder OnTemperatureChange 100  { 101             set { _OnTemperatureChange = value; } 102             get { return _OnTemperatureChange; } 103  } 104  
105  
106         public float CurrentTemperature 107  { 108             get { return _CurrentTemperature;} 109             set
110  { 111                 if (value != _CurrentTemperature) 112  { 113                     _CurrentTemperature = value; 114  } 115  } 116  } 117     }

 

上述代码使用+=运算符来直接赋值。向其OnTemperatureChange委托注册了两个订阅者。

目前还没有将发布Thermostat类的CurrentTemperature属性每次变化时的值，通过调用委托来

向订阅者通知温度的变化，为此需要修改属性的set语句。

这样以后，每次温度变化都会通知两个订阅者。

 public float CurrentTemperature { get { return _CurrentTemperature; } set { if (value != _CurrentTemperature) { _CurrentTemperature = value; OnTemperatureChange(value); } } }

 

这里，只需要执行一个调用，即可向多个订阅者发出通知----这天是将委托更明确地

称为“多播委托”的原因。

针对这种以上的写法有几个需要注意的点：

1、在发布事件代码时非常重要的一个步骤：假如当前没有订阅者注册接收通知。

则OnTemperatureChange为空，执行OnTemperatureChange(value)语句会引发一

个NullReferenceException。所以需要检查空值。

 

        public float CurrentTemperature { get { return _CurrentTemperature; } set { if (value != _CurrentTemperature) { _CurrentTemperature = value; TemperatureChangeHanlder localOnChange = OnTemperatureChange; if (localOnChange != null) { //OnTemperatureChange = null;
 localOnChange(value); } } } }

 

在这里，我们并不是一开始就检查空值，而是首先将OnTemperatureChange赋值给另一个委托变量localOnChange .

这个简单的修改可以确保在检查空值和发送通知之间，假如所有OnTemperatureChange订阅者都被移除（由一个不同的线程），那么不会触发

NullReferenceException异常。

 

注：将-=运算符应用于委托会返回一个新实例。

对委托OnTemperatureChange-=订阅者，的任何调用都不会从OnTemperatureChange中删除一个委托而使它的委托比之前少一个，相反，

会将一个全新的多播委托指派给它，这不会对原始的多播委托产生任何影响(localOnChange也指向那个原始的多播委托)，只会减少对它的一个引用。

委托是一个引用类型。

2、委托运算符

为了合并Thermostat例子中的两个订阅者，要使用"+="运算符。

这样会获取引一个委托，并将第二个委托添加到委托链中，使一个委托指向下一个委托。

第一个委托的方法被调用之后，它会调用第二个委托。从委托链中删除委托，则要使用"-="运算符。

1  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate1; 2  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate2; 3  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate3; 4             delegate3 = tm.OnTemperatureChange; 5             delegate1 = cl.OnTemperatureChanged; 6             delegate2 = ht.OnTemperatureChanged; 7             delegate3 += delegate1; 8             delegate3 += delegate2;

 

同理可以使用+ 与  - 。

1  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate1; 2  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate2; 3  Thermostat.TemperatureChangeHanlder delegate3; 4             delegate1 = cl.OnTemperatureChanged; 5             delegate2 = ht.OnTemperatureChanged; 6             delegate3 = delegate1 + delegate2; 7             delegate3 = delegate3 - delegate2; 8             tm.OnTemperatureChange = delegate3;

 

           

使用赋值运算符，会清除之前的所有订阅者，并允许使用新的订阅者替换它们。

这是委托很容易让人犯错的一个设置。因为本来需要使用"+="运算的时候，很容易就会错误地写成"="

无论是 +、-、 +=、 -=，在内部都是使用静态方法System.Delegate.Combine()和System.Delegate.Remove()来实现的。

 

3、顺序调用

 

委托调用顺序图，需要下载。

虽然一个tm.OnTemperatureChange()调用造成每个订阅者都收到通知，但它们仍然是顺序调用的，而不是同时调用，因为

一个委托能指向另一个委托，后者又能指向其它委托。

 

注：多播委托的内部机制

delegate关键字是派生自System.MulticastDelegate的一个类型的别名。

System.MulticastDelegate则是从System.Delegate派生的，后者由一个对象引用和一个System.Reflection.MethodInfo类型的该批针构成。

 

创建一个委托时，编译器自动使用System.MulticastDelegate类型而不是System.Delegate类型。

MulticastDelegate类包含一个对象引用和一个方法指针，这和它的Delegate基类是一样的，但除此之外，

它还包含对另一个System.MulticastDelegate对象的引用 。

 

向一个多播委托添加一个方法时，MulticastDelegate类会创建委托类型的一个新实例，在新实例中为新增的方法存储对象引用和方法指针，

并在委托实例列表中添加新的委托实例作为下一项。

这样的结果就是，MulticastDelegate类维护关由多个Delegate对象构成的一个链表。

 

调用多播委托时，链表中的委托实例会被顺序调用。通常，委托是按照它们添加时的顺序调用的。

 

4、错误处理

错误处理凸显了顺序通知的重要性。假如一个订阅者引发一个异常，链中后续订阅不接收不到通知。

为了避免这个问题，使所有订阅者都能收到通知，必须手动遍历订阅者列表，并单独调用它们。

 1         public float CurrentTemperature  2  {  3             get { return _CurrentTemperature; }  4             set
 5  {  6                 if (value != _CurrentTemperature)  7  {  8  
 9                     _CurrentTemperature = value; 10                     TemperatureChangeHanlder localOnChange = OnTemperatureChange; 11                     if (localOnChange != null) 12  { 13                         foreach (TemperatureChangeHanlder hanlder in localOnChange.GetInvocationList()) 14  { 15                             try
16  { 17  hanlder(value); 18  } 19                             catch (Exception e) 20  { 21  Console.WriteLine(e.Message); 22  
23  } 24  } 25  } 26  
27  } 28  } 29         }

 

 

5、方法返回值和传引用

在这种情形下，也有必要遍历委托调用列表，而非直接激活一个通知。

因为不同的订阅者返回的值可能不一。所以需要单独获取。

 

二、事件

目前使用的委托存在两个关键的问题。C#使用关键字event(事件)一解决这些问题。

 

二、1 事件的作用:

 

1、封装订阅

如前所述，可以使用赋值运算符将一个委托赋给另一个。但这有可能造成bug。

在本应该使用 "+=" 的位置，使用了"="。为了防止这种错误，就是根本

不为包容类外部的对象提供对赋值运算符的运行。event关键字的目的就是提供额外

的封装，避免你不小心地取消其它订阅者。

 

2、封装发布

委托和事件的第二个重要区别在于，事件确保只有包容类才能触发一个事件通知。防止在包容

类外部调用发布者发布事件通知。

禁止如以下的代码：

            tm.OnTemperatureChange(100);

即使tm的CurrentTemperature没有发生改变，也能调用tm.OnTemperatureChange委托。

所以和订阅者一样，委托的问题在于封装不充分。

 

 

二、2 事件的声明

 

C#用event关键字解决了上述两个问题，虽然看起来像是一个字段修饰符，但event定义的是一个新的成员类型。

 1     public class Thermostat  2  {  3         private float _CurrentTemperature;  4         public float CurrentTemperature  5  {  6             set { _CurrentTemperature = value; }  7             get { return _CurrentTemperature; }  8  }  9         //定义委托类型
10         public delegate void TemperatureChangeHandler(object sender, TemperatureArgs newTemperatrue); 11  
12         //定义一个委托变量，并用event修饰，被修饰后有一个新的名字，事件发布者。
13         public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange = delegate { }; 14  
15  
16         public class TemperatureArgs : System.EventArgs 17  { 18             private float _newTemperature; 19             public float NewTemperature 20  { 21                 set { _newTemperature = value; } 22                 get { return _newTemperature; } 23  } 24             public TemperatureArgs(float newTemperature) 25  { 26                 _newTemperature = newTemperature; 27  } 28  
29  } 30     }

 

 

这个新的Thermostat类进行了几处修改:

a、OnTemperatureChange属性被移除了，且被声明为一个public字段

b、在OnTemperatureChange声明为字段的同时，使用了event关键字，这会禁止为一个public委托字段使用赋值运算符。

 只有包容类才能调用向所有订阅者发布通知的委托。

以上两点解决了委托普通存在 的两个问题

c、普通委托的另一个不利之处在于，易忘记在调用委托之前检查null值，

通过event关键字提供的封装，可以在声明（或者在构造器中）采用一个替代方案，以上代码赋值了空委托。

当然，如果委托存在被重新赋值为null的任何可能，仍需要进行null值检查。

d、委托类型发生了改变，将原来的单个temperature参数替换成两个新参数。

 

二、3 编码规范

在以上的代码中，委托声明还发生另一处修改。

为了遵循标准的C#编码规范，修改了TemperatureChangeHandler,将原来的单个temperature参数替换成两新参数，

即sender和temperatureArgs。这一处修改并不是C#编译器强制的。

但是，声明一个打算作为事件来使用的委托时，规范要求你传递这些类型的两个参数。

 

第一个参数sender就包含"调用委托的那个类"的一个实例。假如一个订阅者方法注册了多个事件，这个参数就尤其有用。

如两个不同的Thermostata实例都订阅了heater.OnTemperatureChanged事件，在这种情况下，任何一个Thermostat实例都

可能触发对heater.OnTemperatureChanged的一个调用，为了判断具体是哪一个Thermostat实例触发了事件，要在Heater.OnTemperatureChanged()

内部利用sender参数进行判断。

 

第二个参数temperatureArgs属性Thermostat.TemperatureArgs类型。在这里使用嵌套类是恰当的，因为它遵循和OntermperatureChangeHandler委托本身

相同的作用域。

Thermostat.TemperatureArgs，一个重点在于它是从System.EventArgs派生的。System.EventArgs唯一重要的属性是

Empty，它指出不存在事件数据。然而，从System.EventArgs派生出TemperatureArgs时，你添加了一个额外的属性，名为NewTemperature。这样一来

就可以将温度从自动调温器传递到订阅者那里。

 

编码规范小结：

1、第一个参数sender是object类型的，它包含对调用委托的那个对象的一个引用。

2、第二个参数是System.EventArgs类型的(或者是从System.EventArgs派生，但包含了事件数据的其它类型。）

调用委托的方式和以前几乎完全一样，只是要提供附加的参数。

 

 1     class Program  2  {  3         static void Main(string[] args)  4  {  5             Thermostat tm = new Thermostat();  6  
 7             Cooler cl = new Cooler(40);  8             Heater ht = new Heater(60);  9  
 10             //设置订阅者(方法)
 11             tm.OnTemperatureChange += cl.OnTemperatureChanged;  12             tm.OnTemperatureChange += ht.OnTemperatureChanged;  13  
 14             tm.CurrentTemperature = 100;  15  }  16  }  17     //发布者类
 18     public class Thermostat  19  {  20         private float _CurrentTemperature;  21         public float CurrentTemperature  22  {  23             set
 24  {  25                 if (value != _CurrentTemperature)  26  {  27                     _CurrentTemperature = value;  28                     if (OnTemperatureChange != null)  29  {  30                         OnTemperatureChange(this, new TemperatureArgs(value));  31  }  32  
 33  }  34  }  35             get { return _CurrentTemperature; }  36  }  37         //定义委托类型
 38         public delegate void TemperatureChangeHandler(object sender, TemperatureArgs newTemperatrue);  39  
 40         //定义一个委托变量，并用event修饰，被修饰后有一个新的名字，事件发布者。
 41         public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange = delegate { };  42  
 43         //用来给事件传递的数据类型
 44         public class TemperatureArgs : System.EventArgs  45  {  46             private float _newTemperature;  47             public float NewTemperature  48  {  49                 set { _newTemperature = value; }  50                 get { return _newTemperature; }  51  }  52             public TemperatureArgs(float newTemperature)  53  {  54                 _newTemperature = newTemperature;  55  }  56  
 57  }  58  }  59  
 60     //两个订阅者类
 61     class Cooler  62  {  63         public Cooler(float temperature)  64  {  65             _Temperature = temperature;  66  }  67         private float _Temperature;  68         public float Temperature  69  {  70             set
 71  {  72                 _Temperature = value;  73  }  74             get
 75  {  76                 return _Temperature;  77  }  78  }  79  
 80         //将来会用作委托变量使用,也称为订阅者方法
 81         public void OnTemperatureChanged(object sender, Thermostat.TemperatureArgs newTemperature)  82  {  83             if (newTemperature.NewTemperature > _Temperature)  84  {  85                 Console.WriteLine("Cooler:on ! ");  86  }  87             else
 88  {  89                 Console.WriteLine("Cooler:off ! ");  90  }  91  }  92  }  93     class Heater  94  {  95         public Heater(float temperature)  96  {  97             _Temperature = temperature;  98  }  99         private float _Temperature; 100         public float Temperature 101  { 102             set
103  { 104                 _Temperature = value; 105  } 106             get
107  { 108                 return _Temperature; 109  } 110  } 111         public void OnTemperatureChanged(object sender, Thermostat.TemperatureArgs newTemperature) 112  { 113             if (newTemperature.NewTemperature < _Temperature) 114  { 115                 Console.WriteLine("Heater:on ! "); 116  } 117             else
118  { 119                 Console.WriteLine("Heater:off ! "); 120  } 121  } 122     }

 

 

通过将sender指定为容器类(this)，因为它是能为事件调用委托的唯一一个类。

在这个例子中，订阅者可以将sender参数强制转型为Thermostat，并以那种方式来访问当前温度，

或通过TemperatureArgs实例来访问在。

然而，Thermostat实例上的当前温度可能由一个不同的线程改变。

在由于状态改变而发生事件的时候，连同新值传递前一个值是一个常见的编程模式，它可以决定哪些状态变化是

允许的。

 

二、4  泛型和委托

 

使用泛型，可以在多个位置使用相同的委托数据类型，并在支持多个不同的参数类型的同时保持强类型。

在C#2.0和更高版本需要使用事件的大多数场合中，都无需要声明一个自定义的委托数据类型

System.EventHandler<T> 已经包含在Framework Class Library

注:System.EventHandler<T> 用一个约束来限制T从EventArgs派生。注意是为了向上兼容。

        //定义委托类型

        public delegate void TemperatureChangeHandler(object sender, TemperatureArgs newTemperatrue);

 

        //定义一个委托变量，并用event修饰，被修饰后有一个新的名字，事件发布者。

        public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange = delegate { };

 

使用以下泛型代替：

        public event EventHandler<TemperatureArgs> OnTemperatureChange = delegate { };

 

事件的内部机制：

事件是限制外部类只能通过 "+="运算符向发布添加订阅方法，并用"-="运算符取消订阅，除此之外的任何事件都不允许做。

此外，它们还阻止除包容类之外的其他任何类调用事件。

为了达到上述目的，C#编译器会获取带有event修饰符的public委托变量，并将委托声明为private。

除此之外，它还添加了两个方法和两个特殊的事件块。从本质上说，event关键字是编译器用于生成恰当封装逻辑的

一个C#快捷方式。

 

C#实在现一个属性时，会创建get set，

此处的事件属性使用了 add remove分别使用了Sytem.Delegate.Combine

与 System.Delegate.Remove

 

 

 1         //定义委托类型
 2         public delegate void TemperatureChangeHandler(object sender, TemperatureArgs newTemperatrue);  3  
 4         //定义一个委托变量，并用event修饰，被修饰后有一个新的名字，事件发布者。
 5         public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange = delegate { };  6  
 7 在编译器的作用下，会自动扩展成：  8         private TemperatureChangeHandler _OnTemperatureChange = delegate { };  9  
10         public void add_OnTemperatureChange(TemperatureChangeHandler handler) 11  { 12  Delegate.Combine(_OnTemperatureChange, handler); 13  } 14         public void remove_OnTemperatureChange(TemperatureChangeHandler handler) 15  { 16  Delegate.Remove(_OnTemperatureChange, handler); 17  } 18         public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange 19  { 20  add 21  { 22  add_OnTemperatureChange(value); 23  } 24  
25  remove 26  { 27  remove_OnTemperatureChange(value); 28  } 29  
30         }

 

这两个方法add_OnTemperatureChange与remove_OnTemperatureChange 分别负责实现

"+="和"-="赋值运算符。

在最终的CIL代码中，仍然保留了event关键字。

换言之，事件是CIL代码能够显式识别的一样东西，它并非只是一个C#构造。

 

 

二、5 自定义事件实现

 

编译器为"+="和"-="生成的代码是可以自定义的。

例如，将OnTemperatureChange委托的作用域改成protected而不是private。这样一来，从Thermostat派生的类就被允许直接访问委托，

而无需受到和外部类一样的限制。为此，可以允许添加定制的add 和 remove块。

 1         protected TemperatureChangeHandler _OnTemperatureChange = delegate { };  2  
 3         public event TemperatureChangeHandler OnTemperatureChange  4  {  5  add  6  {  7                 //此处代码可以自定义
 8  Delegate.Combine(_OnTemperatureChange, value);  9  
10  } 11  
12  remove 13  { 14                 //此处代码可以自定义
15  Delegate.Remove(_OnTemperatureChange, value); 16  } 17  
18         }

 

 

以后继承这个类的子类，就可以重写这个属性了。

实现自定义事件。

 

小结：通常，方法指针是唯一需要在事件上下文的外部乃至委托变量情况。

换句话说：由于事件提供了额外的封装特性，而且允许你在必要时对实现进行自定义，所以最佳

做法就是始终为Observer模式使用事件。