从多播委托到事件

一、多播委托

前文提到的委托只是在一个委托类型中存储了一个方法(函数),实际上一个委托变量可以同时绑定多个方法,这些委托形成了一个委托链,每一个委托(实际上是方法)都顺序指向下一个委托,这个委托链就是多播委托。

每一个绑定的方法就像是订阅者一样,等着发布者的消息,而触发委托变量的那个就像是发布者,将出发的信号传给所有的订阅者。

1、订阅者

考虑一个温度控制器的例子,这个控制器拥有两个调温器,一个加热器,当温度低于指定的值时,启动,一个冷却器,当温度高于指定的温度时,启动。二者的类设计如下:

 1 using System;

 2 using System.Collections.Generic;

 3 using System.Linq;

 4 using System.Text;

 5 //订阅者

 6 namespace DuoBoEvent

 7 {

 8     class Heater

 9     {

10         public Heater(float temperature)//设定启动加热器的临界

11         {

12             Temperature = temperature; 

13         }

14         private float _Temperature;

15 

16         public float Temperature

17         {

18             get { return _Temperature; }

19             set { _Temperature = value; }

20         }

21         public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)

22         {

23             if (newTemperature < Temperature)

24             {

25                 Console.WriteLine("Heater start");

26             }

27             else

28             {

29                 Console.WriteLine("Heater stop");

30             }

31         }

32     }

33 }
Heater
 1 using System;

 2 using System.Collections.Generic;

 3 using System.Linq;

 4 using System.Text;

 5 //订阅者

 6 namespace DuoBoEvent

 7 {

 8     class Cooler

 9     {

10         private float _Temperature;//启动Cooler的临界温度

11 

12         public float Temperature

13         {

14             get { return _Temperature; }

15             set { _Temperature = value; }

16         }

17         public Cooler(float temperature)

18         {

19             Temperature = temperature;

20         }

21 

22         public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)//传入的为当前温度

23         {

24             if (newTemperature > Temperature)

25             {

26                 Console.WriteLine("Cooler start");

27             }

28             else

29             {

30                 Console.WriteLine("Cooler stop");

31             }

32         }

33     }

34 }
Cooler

可以看出,这两个类除了温度比较外,几乎完全一致,温度比较的那个函数,形式也是一致的。OnTemperatureChanged都属于订阅者方法,他们的参数类型与发布者的委托类型一致,这样才可以绑定到发布者的委托变量上。

2、发布者

发布者代码如下:

 1 using System;

 2 using System.Collections.Generic;

 3 using System.Linq;

 4 using System.Text;

 5 

 6 namespace DuoBoEvent

 7 {//发布者

 8     class Thermostat

 9     {

10         public delegate void TemperatureChangedHandler(float newTemperature);//定义一个委托,他与订阅者的函数签名一致

11 

12         //定义一个委托类型的成员,用来发布“消息”

13         private TemperatureChangedHandler _OnTemperatureChange;

14 

15         public TemperatureChangedHandler OnTemperatureChange

16         {

17             get { return _OnTemperatureChange; }

18             set { _OnTemperatureChange = value; }

19         }

20         //定义这个属性,在其访问器内出发委托,作为发布

21         private float _CurrentTemperature;

22 

23         public float CurrentTemperature

24         {

25             get { return _CurrentTemperature; }

26             set 

27             {

28                 if (value != CurrentTemperature)

29                 {

30                     //其实,_CurrentTemperature已经是输入新的温度后的前温度了,用来与新的温度Value比较,下一句就是更新前温度为现温度

31                     _CurrentTemperature = value;//用作一个参数,类似 public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)里面的参数

32                     //调用委托

33                     OnTemperatureChange(value);//如果温度不一致再调用

34                 } 

35                  

36             }

37         }

38 

39     }

40 }
Thermostat

可以看出,在_CurrentTemperature的访问器内调用了这个委托变量,如果我在主函数中将两个调节器的OnTemperatureChanged与Thermostat的委托变量绑定后,当执行到_CurrentTemperature的访问器后,通过判定,会调用委托。

3、主函数:

 1 using System;

 2 using System.Collections.Generic;

 3 using System.Linq;

 4 using System.Text;

 5 

 6 namespace DuoBoEvent

 7 {

 8     class Program

 9     {

10         static void Main(string[] args)

11         {

12             Heater heater = new Heater(60);

13             Cooler cooler = new Cooler(80);

14             Thermostat thermostat = new Thermostat();

15             string temperature;

16             //订阅者与发布者绑定

17             thermostat.OnTemperatureChange += heater.OnTemperatureChanged;

18             thermostat.OnTemperatureChange += cooler.OnTemperatureChanged;

19             //读入当前温度,60及其以下会出发Heater,80及其以上,会出发Cooler

20             Console.WriteLine("Enter the current temperature");

21             temperature = Console.ReadLine();

22             thermostat.CurrentTemperature = int.Parse(temperature);

23         }

24     }

25 }
main

在最后一句,在赋值的同时(实际上是晚于复制),调用了委托,便可以看到两个调节器的状态。

二、对发布者调用委托变量的考虑

如果我在主函数中没有给Thermostat的委托变量指定任何方法呢?会提示委托对象未实例化,所以在调用前必须要进行空值检查,代码如下:

 1   if (value != CurrentTemperature)

 2                 {

 3                     //其实,_CurrentTemperature已经是输入新的温度后的前温度了,用来与新的温度Value比较,下一句就是更新前温度为现温度

 4                     _CurrentTemperature = value;//用作一个参数,类似 public void OnTemperatureChanged(float newTemperature)里面的参数

 5                     //调用委托

 6                     TemperatureChangedHandler localOnChange = OnTemperatureChange;

 7                     if (localOnChange != null)

 8                     {

 9                         OnTemperatureChange(value);//如果温度不一致再调用

10                     }   

11                 } 
Update

需要注意的是,并没有直接检查OnTemperatureChange,而是将其赋值给了localOnChange,因为可能在判断的时候,其他线程置空了OnTemperatureChange,造成错误。

既然委托是引用类型,那么为什么置空OnTemperatureChange不会影响到localOnChange呢?因为C#中,删除订阅者通过-=运算符,而调用-=来处理OnTemperatureChange-=<listener>,不会从OnTemperatureChange上删除,而是生成了一个全新的委托指向他,所以localOnChange是安全的。

三、BUG的处理。

如果同时绑定了2个方法,但是第一个方法在执行的出现了BUG导致不能正常运行,系统如何处理呢?

解决方法是,在Thermostat中调用委托的时候,对其进行遍历,便可以继续通知后续的方法。

代码如下:

 1    if (localOnChange != null)

 2                     {

 3                         foreach (TemperatureChangedHandler handler in OnTemperatureChange.GetInvocationList())

 4                         {

 5                             try

 6                             {

 7                                 handler(value);

 8                             }

 9                             catch (System.Exception ex)

10                             {

11                                 Console.WriteLine(ex.Message);

12                             }

13                         }

14                        // OnTemperatureChange(value);//如果温度不一致再调用

15 

16                     }   
ThermostatUpdate2

若委托有返回值,也需要用遍历循环的方法来处理返回值。

四、事件

从上文可以看到,委托在Main里面可以用+=,也可以用-=,但是有些程序员会不小心将+= -=写成=,而=的机制是,先将左侧的委托变量清空,再将右侧的方法复制给左侧,这样会造成严重的错误。所以有必要对委托进行另一次封装,阻止其在Mian中的=操作。

另外一个问题是,不仅可以在Thermostat中触发事件,也可以main函数中显式的触发事件,如下语句:Thermostat.OnTemperature(42); 这样完全越过了发布者里面的各种判断,容易造成错误。而事件是不允许这样做的。

使用了事件,就成了事件-编码模式,发布者代码改成如下:

 

 1 using System;

 2 using System.Collections.Generic;

 3 using System.Linq;

 4 using System.Text;

 5 

 6 namespace DuoBoEvent

 7 {

 8     class ThermostatEvent

 9     {

10         //此类是自定义的参数类

11         public class TemperatureAtgs : System.EventArgs

12         {

13             public TemperatureAtgs(float newTemperature)

14             {

15                 NewTemperature = newTemperature;

16             }

17             private float _newTemperature;

18 

19             public float NewTemperature

20             {

21                 get { return _newTemperature; }

22                 set { _newTemperature = value; }

23             }

24         }

25         //声明一个委托,符合标准的参数列表

26         public delegate void TemperatureChangedHandler(object sender, TemperatureAtgs newTemperature);

27         //用事件字段封装一个事件属性

28         public event TemperatureChangedHandler OnTemperatureChange = delegate { };//与委托不同,此处声明为了public,看似减弱封装,实际上event给了更强的限制。

29         //同多播

30         private float _CurrentTemperature;

31 

32         public float CurrentTemperature

33         {

34             get { return _CurrentTemperature; }

35             set

36             {

37                 if (value != CurrentTemperature)

38                 {

39                    

40                     _CurrentTemperature = value;

41                     //调用事件

42                     TemperatureChangedHandler localOnChange = OnTemperatureChange;

43                     if (localOnChange != null)

44                     {                 

45                         OnTemperatureChange(this,new TemperatureAtgs(value));//在主函数里绑定了之后,便可以调用Cooler与Heater的指定的函数了

46                     }

47                 }

48 

49             }

50         }

51     }

52 }
ThermostatEvent

定义与调用不同,其中都用注释标明了。当然,调用的时候应该把响应的订阅者的函数形式改成与事件一致,即形式如下:

1   public void OnTemperatureChanged(object sender, ThermostatEvent.TemperatureAtgs newTemperature)

主函数可以不变。主要是拒绝了在包容类外的=操作与触发操作。

五、泛型事件

如果事件的第二个参数发生了改变,是不是需要另外定义一个事件呢?当然不用,微软提供了泛型委托,只要指明类型就好了。

原型定义如下:

public delegate void EventHandler<T>(object sender,T e)where T:EventArgs 
where T:EventArgs 保证了T只能继承自EventArgs 
1   //声明一个委托,符合标准的参数列表

2     //    public delegate void TemperatureChangedHandler(object sender, TemperatureAtgs newTemperature);

3         //用事件字段封装一个事件属性

4      //   public event TemperatureChangedHandler OnTemperatureChange = delegate { };//与委托不同,此处声明为了public,看似减弱封装,实际上event给了更强的限制。

5         //用泛型委托

6         public event EventHandler<TemperatureAtgs> OnTemperatureChange;
泛型委托

定义委托的两句就可以变成了一句,如上。

至于判断中的那个

 //TemperatureChangedHandler localOnChange = OnTemperatureChange;

可以注释掉,因为不存在TemperatureChangedHandler 了,其他错误提示很容易改掉,不再赘述。

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