C# 委托原理刨析、事件原理刨析，外加两者对比

帝女剑

什么是委托

委托是一种引用类型，表示对具有特定参数列表和返回类型的方法的引用。 在实例化委托时，你可以将其实例与任何具有兼容参数和返回类型的方法进行绑定。 你可以通过委托实例调用方法。
简单的理解，委托是方法的抽象类，它定义了方法的类型，可以实例化。和普通的类一样，可以申明变量进行赋值，可以当作参数传递，可以定义成属性。
委托具有以下属性：

• 委托类似于 C++ 函数指针，但委托完全面向对象，不像 C++ 指针会记住函数，委托会同时封装对象实例和方法。
  
• 委托允许将方法作为参数进行传递。
  
• 委托可用于定义回调方法。
  
• 委托可以链接在一起；具备单播、多播功能。
  
• 方法不必与委托类型完全匹配。 有关详细信息，请参阅使用委托中的变体。
  
• 使用 Lambda 表达式可以更简练地编写内联代码块。 Lambda 表达式（在某些上下文中）可编译为委托类型。
  

1.委托基础介绍

1.1 delegate委托的声明

使用 delegate 关键字,定义具体的委托类型，Delegate至少0个参数，至多32个参数，可以无返回值，也可以指定返回值类型。
查看代码

1. namespace ConsoleApp.DelegateTest
2. {
3.     //例：表示无参数，无返回。
4.     public delegate void MethodtDelegate();
5.     //例：表示有两个参数，并返回int型。
6.     public delegate int MethodtDelegate(int x, int y);
7. }

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方法绑定，进行调用
查看代码

1. static void Main(string[] args)
2.         {
3.             MethodtDelegate methodt = Test;
4.             //例1：直接调用
5.             methodt(1,2);
6.             //例2：假设作为参数传递，进行调用。比如回调函数场景
7.             InvokeTest(methodt);
8.         }
9.         public static int Test(int a, int b)
10.         {
11.             return a + b;
12.         }
13.         public static void InvokeTest(MethodtDelegate methodt)
14.         {
15.             //以下两种方式都可以调用
16.             var sum = methodt(1, 2);
17.             var sum = methodt.Invoke(1, 2);
18.         }

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1.2 Action 和 Func 背景

抽象的 Delegate 类提供用于松散耦合和调用的基础结构，但是这样看来，引发一个问题，无论何时需要不同的方法参数，这都会创建新的委托类型。 一段时间后此操作可能变得繁琐。 每个新功能都需要新的委托类型，幸运的是，没有必要这样做，框架已经帮我们定义Action 和 Func 类，我们可以直接申明进行使用
1.3 Action 类

Action是无返回值的泛型委托。Action 委托的变体可包含多达 16 个参数，如 Action。 重要的是这些定义对每个委托参数使用不同的泛型参数，这样可以具有最大的灵活性。框架源码，如图：

使用就很方便了，我们只需要直接申明委托类型进行使用，例：
查看代码

1. //例：表示有传入参数int,string,bool无返回值的委托
2. Action<int,string,bool>

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1.4 Func 类

Func 委托的变体可包含多达 16 个输入参数，如 Func。 按照约定，返回结果的类型始终是所有 Func 声明中最后一个参数的类型，利用out类型参数实现。
Func是有返回值的泛型委托，func至少0个参数，至多16个参数，根据返回值泛型返回。必须有返回值，不可void。框架源码，如下：

使用就很方便了，我们只需要直接申明委托类型进行使用，例：
查看代码

1. //表示无参，返回值为int的委托，
2. Func<int>
3. //表示传入参数为object, string 返回值为int的委托
4. Func<object,string,int>

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2. 委托实战案例

我这里就做一个多播案例，帮助大家理解，其实.NET core 日志框架和其他第三方日志框架，差不多就是这种套路
2.1 定义Logger类

这个类我们的定义好委托和调用委托的方法。
查看代码

1.    public static class Logger
2.     {
3.         public static Action<string> WriteMessage;
5.         public static void LogMessage(string msg)
6.         {
7.             WriteMessage(msg);
8.         }
9.     }

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2.2 定义文件记录器

一个写入文件的，文件记录器
查看代码

1.    public class FileLogger
2.     {
3.         public FileLogger()
4.         {
5.             Logger.WriteMessage += LogMessage;
6.         }
8.         public void DetachLog() => Logger.WriteMessage -= LogMessage;
9.         // make sure this can't throw.
10.         private void LogMessage(string msg)
11.         {
12.             try
13.             {
14.                 Console.WriteLine($"FileLogger\t{msg}");
15.             }
16.             catch (Exception)
17.             {
18.                 // Hmm. We caught an exception while
19.                 // logging. We can't really log the
20.                 // problem (since it's the log that's failing).
21.                 // So, while normally, catching an exception
22.                 // and doing nothing isn't wise, it's really the
23.                 // only reasonable option here.
24.             }
25.         }
26.     }

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2.3 定义数据库记录器

一个写入不同数据库的，数据库记录器
查看代码

1.   public class DBLogger
2.     {
3.         private readonly string name;
4.         public DBLogger(string name)
5.         {
6.             this.name = name;
7.             Logger.WriteMessage += LogMessage;
8.         }
10.         public void DetachLog() => Logger.WriteMessage -= LogMessage;
11.         // make sure this can't throw.
12.         private void LogMessage(string msg)
13.         {
14.             try
15.             {
16.                 Console.WriteLine($"DBLogger{name}\t{msg}");
17.             }
18.             catch (Exception)
19.             {
20.                 // Hmm. We caught an exception while
21.                 // logging. We can't really log the
22.                 // problem (since it's the log that's failing).
23.                 // So, while normally, catching an exception
24.                 // and doing nothing isn't wise, it's really the
25.                 // only reasonable option here.
26.             }
27.         }
28.     }

复制代码

以上两个代码逻辑，博主就不介绍了，就用一个控制台输出，代表业务代码了
2.4 测试

测试一下，广播和委托删除效果
查看代码

1. static void Main(string[] args)
2.         {
3.             //添加一个文件记录器和两个数据库记录器
4.             new FileLogger();
5.             new DBLogger("DB1");
6.             var a = new DBLogger("DB2");
7.             //调用委托
8.             Logger.LogMessage("add失败");
9.    
10.             //删除此数据库记录器
11.             a.DetachLog();
12.             Console.WriteLine("======DetachLogDB2========");
13.             //调用委托
14.             Logger.LogMessage("add失败");
15.         }

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运行效果：

在实际项目中，大家就自行发挥
3. 委托变量捕获

3.1效果演示

说到委托，博主也把这个重要的知识点讲解一下，这个知识点很多人可能不知道或者踩过坑，但掌握了这个知识点其实可以实现一些比较花哨功能。
这里博主就用一个案例进行体现变量捕获，这里代码博主就用 lambda 表达式 进行简写，不太熟悉的可以通过链接跳转进行学习。
逻辑就是，简单的累计一下数量，通过最终的值体现。这里博主分别申明两个整数型变量，通过两个委托分别累计，然后看各自的值。两个委托区别就是传值方式的不同。
查看代码

1.         static void Main(string[] args)
2.         {
3.             int count1 = 0;//委托1的参数
4.             int count2 = 0;//委托2的参数
5.             //实例化委托1
6.             Action<int> action1 = (p) =>
7.             {
8.                 p++;
9.                 Console.WriteLine("action1：" + p);
10.             };
11.             //实例化委托2
12.             Action action2 = () =>
13.             {
14.                 count2++;
15.                 Console.WriteLine("action2：" + count2);
16.             };
17.             //循环5此
18.             for (int i = 0; i < 5; i++)
19.             {
20.                 action1(count1);//调用委托1
21.                 action2();//调用委托2
22.                 Console.WriteLine("---------------------------分割线");
23.             }
24.             Console.WriteLine("count1 最终值：" + count1);
25.             Console.WriteLine("count2 最终值：" + count2);
26.         }

复制代码

测试效果：

大家发现没？逻辑代码一下，只是参数传递方式不一样，结果截然不同：
委托1的方式：不改变变量的值，方法之间是不共享这个参数的。这种很容易理解，就和我们调用普通方法一样，变量是值类型，是拷贝了一个副本传给了方法进行使用
委托2的方式：改变变量的值，方法之间是共享这个参数的。这种就像引用类型参数一样，是不是很神奇，难道是利用了ref关键字实现的？
3.2原理刨析

其实没有大家想学的那么神秘，委托之所以使用方式和类无异，是因为它本身就是一个类，只是这个过程的定义由编译器帮我们做了，我们只需要使用C#的语法糖。接下来博主就带大家揭开委托的神秘面纱。
我也给大家画一个简单的编译=》执行的过程

3.2.1 委托真实面貌

博主就简单写了一个委托，然后通过IL DASM工具查看IL代码
查看代码

1.    internal class Program
2.     {
3.         static void Main(string[] args)
4.         {
5.             int b = 888888888;
6.             Func<int> action = () =>
7.             {
8.                 return b++;
9.             };
10.             var a = action.Invoke();
11.         }
12.     }

复制代码

3.2.2模拟委托调用过程

查看代码

1.    internal class Program
2.     {
3.         public class DisplayClass
4.         {
5.             public int b;
6.             public int Invoke()
7.             {
8.                 return b++;
9.             }
10.         }
11.         public class _Func<T>
12.         {
13.             private readonly DisplayClass displayClass;
14.             public _Func(DisplayClass display)
15.             {
16.                 displayClass = display;
17.             }
18.             public T Invoke()
19.             {
20.                 object b = displayClass.Invoke();
21.                 return (T)b;
22.             }
23.         }
24.         static void Main(string[] args)
25.         {
26.             var display = new DisplayClass();
27.             display.b = 888888888;
28.             var actionTest = new _Func<int>(display);
29.             var a = actionTest.Invoke();
30.         }
31.     }

复制代码

 

大家发现没，最终的IL代码一模一样。也就说，委托就是编译器帮我们把func编译成一个带invoke函数的func类和生成一个装捕获的变量和函数体的类，然后通过构造函数将对象引用和函数指针(获取指针就是大家所说的把非托管指针压入当前栈)传给func类的实例化。然后最终调用的时候，委托类的invoke函数会去调用真正的函数。就这样完成了对函数的抽象。
3.2.3 委托变量生命周期

现在大家是不是对委托有了一定的理解了，而委托涉及到的捕获变量和参数变量，生命周期就说得通了，也知道为啥委托改变了变量，能通知到原本的变量，因为对变量就行了类的装箱，打包成了一个一个引用类型，那方法外部当然知道变量的值被改变了，因为大家都是拿着引用对象的地址呀。下面做个生命周期小总结：

• p变量是普通变量，当方法被销毁时，它就会被销毁。
  
• count2变量是捕获变量，当委托实例被销毁时，它才会被销毁。
  

4. 事件

其实讲完委托，事件就很容易理解了， 博主就简单讲解一下，如果大家有需要，博主就再写一篇详细的讲解。
事件：实际上，事件是建立在对委托的语言支持之上的一种设计而已。
4.1 事件定义语法

1. /定义一个委托
2. 4     public delegate void delegateRun();
3. 5     //定义一个事件
4. 6     public event delegateRun eventRun;

复制代码

简单的说，事件可以看作是一个委托类型的变量
4.2委托和事件共性：

它们都提供了一个后期绑定方案：在该方案中，组件通过调用仅在运行时识别的方法进行通信。 它们都支持单个和多个订阅服务器方法。 也就是单播和多播支持。 二者均支持用于添加和删除处理程序的类似语法。 最后，引发事件和调用委托使用完全相同的方法调用语法。 它们甚至都支持与 ?. 运算符一起使用的相同的 Invoke() 方法语法。
4.3 事件原理刨析

1. public event EventHandler<NewMailEventArgs> NewMail;  

复制代码

可以看到当我们定义一个NewEvent时，编译器帮我们生成了：1. 一个private NewMail 字段，类型为 EventHandler。 2.一个 add_NewMail 方法，用于将委托添加到委托链（内部调用了Delegate.Combine方法）。3.一个 remove_NewMail 方法，用于将委托从委托链移除（内部调用了Delegate.Remove方法）。对事件的操作，就是是对NewMail字段的操作。
4.4 如何选择

主要区别就是：
    1.事件处理程序通过修改事件参数对象的属性将信息传回到事件源。 虽然这些惯用语可发挥作用，但它们不像从方法返回值那样自然。
    2.包含事件的类以外的类只能添加和删除事件侦听器；只有包含事件的类才能调用事件。 事件通常是公共类成员。 相比之下，委托通常作为参数传递，并存储为私有类成员（如果它们全部存储）
    3.当事件源将在很长一段时间内引发事件时，基于事件的设计会更加自然。比如基于事件的 UI 控件设计案例
总结：
（1）事件：事件时属于类的成员，所以要放在类的内部。
（2）委托：属于一个定义，是和类、接口类似的，通常放在外部。
所以事件这种架构设计思想还是很值得大家去学习的。
所以说，如果你的代码在不调用任何订阅服务器的情况下可完成其所有工作，使用基于事件的设计会更好点。
大家在项目中，怎么进行选择，就看实际需求了。
彩蛋

看到这里的朋友，肯定对委托和事件还是有了一定的了解了，毕竟博主很用心的在写，尽量讲细一点。如果大家觉得博主讲解的比较全面，且透彻。大家可以点点赞，给予鼓励。也可以关注博主后续的更新，每一篇都会尽心讲解
 

来源:https://www.cnblogs.com/Bob-luo/archive/2023/02/17/17129790.html
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