C#中的委托解析-創(chuàng)新互聯(lián)
談及到C#的基本特性，“委托”是不得不去了解和深入分析的一個(gè)特性。對(duì)于大多數(shù)剛?cè)腴T的程序員談到“委托”時(shí)，都會(huì)想到“將方法作為方法的參數(shù)進(jìn)行傳遞”，很多時(shí)候都只是知道簡單的定義，主要是因?yàn)椤拔小痹诶斫馍嫌休^其他特性比較難的地方。在本次說明中，不會(huì)將委托的簡單聲明和調(diào)用作為重點(diǎn)。
“委托”不需要直接定義一個(gè)要執(zhí)行的行為，而是將這個(gè)行為用某種方法“包含”在一個(gè)對(duì)象中。這個(gè)對(duì)象可以像其他任何對(duì)象那樣使用。在該對(duì)象中，可以執(zhí)行封裝的操作。可以選擇將委托看作之定義了一個(gè)方法的接口，將委托的實(shí)例看作實(shí)現(xiàn)了那個(gè)接口的對(duì)象。
在“委托”的相關(guān)定義中，我們可以不難看出，“委托與方法“相比較于“接口與類”有著設(shè)計(jì)理念上的相似部分，產(chǎn)生的背景源于”設(shè)計(jì)原則“中的”開放-封閉原則“，”開放-封閉“原則：是說軟件實(shí)體（類，模塊，函數(shù)等等）應(yīng)該可以擴(kuò)展，但是不可修改。換一種說法可能更好的理解”對(duì)于擴(kuò)展是開放的，對(duì)于更改是封閉的“，面對(duì)新的需求，對(duì)于程序的改動(dòng)是通過增加新的代碼進(jìn)行的，而不是更改現(xiàn)有的代碼。
在C#中委托用delegate關(guān)鍵字定義，使用new操作符構(gòu)造委托實(shí)例，采用傳統(tǒng)的方法調(diào)用語法來回調(diào)函數(shù)（只是要用引用了委托對(duì)象的一個(gè)變量代替方法名）。在C#中，委托在編譯的時(shí)候會(huì)被編譯成類。對(duì)于委托的一個(gè)說明：委托是一個(gè)類，它定義了方法的類型，使得可以將方法當(dāng)作另一個(gè)方法的參數(shù)來進(jìn)行傳遞。委托類既可嵌套在一個(gè)類型中定義，也可以在全局范圍內(nèi)定義。由于委托是類，凡是可以定義類的地方，都可以定義委托。
接下來我們來看一下”委托“的組成，需要滿足的條件：
1.聲明委托類型。
2.必須有一個(gè)方法包含了要執(zhí)行的代碼。
3.必須創(chuàng)建一個(gè)委托實(shí)例。
4.必須調(diào)用委托實(shí)例。
接下來大致的了解一下上面所提出的4項(xiàng)條件：
委托類型實(shí)際上只是參數(shù)類型的一個(gè)列表以及返回類型。規(guī)定了類型的實(shí)例能表示的操作。在調(diào)用一個(gè)委托實(shí)例的時(shí)候，必須保證使用的參數(shù)完全匹配，而且能以指定的方式使用返回值。對(duì)于委托實(shí)例的創(chuàng)建，取決于操作使用實(shí)例方法還是靜態(tài)方法（如果操作是靜態(tài)方法，指定類型名稱就可以，如果是操作實(shí)例方法，需要先創(chuàng)建類型的實(shí)例）。對(duì)于委托的調(diào)用，可以直接調(diào)用委托的實(shí)例的方法就可以完成對(duì)應(yīng)的操作。
以上談及了”委托“的定義和組成，接下來我們來了解一下如何將方法綁定到”委托“上，以及委托的合并和刪除。
可以將多個(gè)方法賦給同一個(gè)委托，委托實(shí)例實(shí)際有一個(gè)操作列表與之關(guān)聯(lián)。在System.Delegate類型中提供了兩個(gè)靜態(tài)方法Combine()和Remove()負(fù)責(zé)委托實(shí)例的新增和刪除操作。但是在我們的實(shí)際開發(fā)中，較多的采用-=和+=操作符。
在FCL中，所有的委托類型都派生自MulticastDelegate，該類型在System.MulticastDelegate類型中。
具體來看一下Combine()方法的底層實(shí)現(xiàn)代碼：
[System.Runtime.InteropServices.ComVisible(true)]
public static Delegate Combine(params Delegate[] delegates)
{
if (delegates == null || delegates.Length == 0)
return null;
Delegate d = delegates[0];
for (int i = 1; i < delegates.Length; i++)
d = Combine(d,delegates[i]);
return d;
}public static Delegate Combine(Delegate a, Delegate b)
{
if ((Object)a == null)
return b;
return a.CombineImpl(b);
}以上兩個(gè)方法為System.Delegate類型中，CombineImpl方法在MulticastDelegate重寫。
[System.Security.SecuritySafeCritical]
protected override sealed Delegate CombineImpl(Delegate follow)
{
if ((Object)follow == null)
return this;
if (!InternalEqualTypes(this, follow))
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_DlgtTypeMis"));
MulticastDelegate dFollow = (MulticastDelegate)follow;
Object[] resultList;
int followCount = 1;
Object[] followList = dFollow._invocationList as Object[];
if (followList != null)
followCount = (int)dFollow._invocationCount;
int resultCount;
Object[] invocationList = _invocationList as Object[];
if (invocationList == null)
{
resultCount = 1 + followCount;
resultList = new Object[resultCount];
resultList[0] = this;
if (followList == null)
{
resultList[1] = dFollow;
}
else
{
for (int i = 0; i < followCount; i++)
resultList[1 + i] = followList[i];
}
return NewMulticastDelegate(resultList, resultCount);
}
else
{
int invocationCount = (int)_invocationCount;
resultCount = invocationCount + followCount;
resultList = null;
if (resultCount <= invocationList.Length)
{
resultList = invocationList;
if (followList == null)
{
if (!TrySetSlot(resultList, invocationCount, dFollow))
resultList = null;
}
else
{
for (int i = 0; i < followCount; i++)
{
if (!TrySetSlot(resultList, invocationCount + i, followList[i]))
{
resultList = null;
break;
}
}
}
}
if (resultList == null)
{
int allocCount = invocationList.Length;
while (allocCount < resultCount)
allocCount *= 2;
resultList = new Object[allocCount];
for (int i = 0; i < invocationCount; i++)
resultList[i] = invocationList[i];
if (followList == null)
{
resultList[invocationCount] = dFollow;
}
else
{
for (int i = 0; i < followCount; i++)
resultList[invocationCount + i] = followList[i];
}
}
return NewMulticastDelegate(resultList, resultCount, true);
}
}再來具體看一下Remove()方法的底層實(shí)現(xiàn)代碼，RemoveAll和Remove兩個(gè)方法為System.Delegate類型中，CombineImpl方法在MulticastDelegate重寫。
public static Delegate RemoveAll(Delegate source, Delegate value)
{
Delegate newDelegate = null;
do
{
newDelegate = source;
source = Remove(source, value);
}
while (newDelegate != source);
return newDelegate;
}[System.Security.SecuritySafeCritical]
public static Delegate Remove(Delegate source, Delegate value)
{
if (source == null)
return null;
if (value == null)
return source;
if (!InternalEqualTypes(source, value))
throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_DlgtTypeMis"));
return source.RemoveImpl(value);
}[System.Security.SecuritySafeCritical]
protected override sealed Delegate RemoveImpl(Delegate value)
{ MulticastDelegate v = value as MulticastDelegate;
if (v == null)
return this;
if (v._invocationList as Object[] == null)
{
Object[] invocationList = _invocationList as Object[];
if (invocationList == null)
{
if (this.Equals(value))
return null;
}
else
{
int invocationCount = (int)_invocationCount;
for (int i = invocationCount; --i >= 0; )
{
if (value.Equals(invocationList[i]))
{
if (invocationCount == 2)
{
return (Delegate)invocationList[1-i];
}
else
{
Object[] list = DeleteFromInvocationList(invocationList, invocationCount, i, 1);
return NewMulticastDelegate(list, invocationCount-1, true);
}
}
}
}
}
else
{
Object[] invocationList = _invocationList as Object[];
if (invocationList != null) {
int invocationCount = (int)_invocationCount;
int vInvocationCount = (int)v._invocationCount;
for (int i = invocationCount - vInvocationCount; i >= 0; i--)
{
if (EqualInvocationLists(invocationList, v._invocationList as Object[], i, vInvocationCount))
{
if (invocationCount - vInvocationCount == 0)
{
return null;
}
else if (invocationCount - vInvocationCount == 1)
{
return (Delegate)invocationList[i != 0 ? 0 : invocationCount-1];
}
else
{
Object[] list = DeleteFromInvocationList(invocationList, invocationCount, i, vInvocationCount);
return NewMulticastDelegate(list, invocationCount - vInvocationCount, true);
}
}
}
}
}
return this;
}在以上的代碼中，我們了解到了在.NET底層是如何實(shí)現(xiàn)委托實(shí)例的綁定和刪除綁定。
在調(diào)用委托實(shí)例時(shí)，所有的操作都是順序執(zhí)行的。如果調(diào)用具有一個(gè)非void的返回類型，則調(diào)用的返回值是最后一個(gè)操作的返回值。如果調(diào)用列表中任何操作拋出異常，都會(huì)阻止執(zhí)行后續(xù)的操作。
在上面提到了委托列表中出現(xiàn)非void實(shí)例調(diào)用，如果委托實(shí)例中出現(xiàn)多個(gè)非void調(diào)用，并且需要獲取所有的委托實(shí)例的返回值結(jié)果，那么應(yīng)該如何操作，在.NET紅提供了一個(gè)方法GetInvocationList()，用于獲取委托鏈表。
接下來具體了解一下GetInvocationList()的底層代碼：
[System.Security.SecuritySafeCritical]
public override sealed Delegate[] GetInvocationList()
{
Delegate[] del;
Object[] invocationList = _invocationList as Object[];
if (invocationList == null)
{
del = new Delegate[1];
del[0] = this;
}
else
{
int invocationCount = (int)_invocationCount;
del = new Delegate[invocationCount];
for (int i = 0; i < invocationCount; i++)
del[i] = (Delegate)invocationList[i];
}
return del;
}當(dāng)獲取到委托實(shí)例列表后，可采用循環(huán)迭代的方式，依次獲取每個(gè)委托實(shí)例的返回值。
再來了解一個(gè)屬性Method，具體看一下此屬性的底層實(shí)現(xiàn)代碼：
public MethodInfo Method
{
get
{
return GetMethodImpl();
}
}
[System.Security.SecuritySafeCritical]
protected virtual MethodInfo GetMethodImpl()
{
if ((_methodBase == null) || !(_methodBase is MethodInfo))
{
IRuntimeMethodInfo method = FindMethodHandle();
RuntimeType declaringType = RuntimeMethodHandle.GetDeclaringType(method);
if (RuntimeTypeHandle.IsGenericTypeDefinition(declaringType) || RuntimeTypeHandle.HasInstantiation(declaringType))
{
bool isStatic = (RuntimeMethodHandle.GetAttributes(method) & MethodAttributes.Static) != (MethodAttributes)0;
if (!isStatic)
{
if (_methodPtrAux == (IntPtr)0)
{
Type currentType = _target.GetType();
Type targetType = declaringType.GetGenericTypeDefinition();
while (currentType != null)
{
if (currentType.IsGenericType &&
currentType.GetGenericTypeDefinition() == targetType)
{
declaringType = currentType as RuntimeType;
break;
}
currentType = currentType.BaseType;
}
BCLDebug.Assert(currentType != null || _target.GetType().IsCOMObject, "The class hierarchy should declare the method");
}
else
{
MethodInfo invoke = this.GetType().GetMethod("Invoke");
declaringType = (RuntimeType)invoke.GetParameters()[0].ParameterType;
}
}
}
_methodBase = (MethodInfo)RuntimeType.GetMethodBase(declaringType, method);
}
return (MethodInfo)_methodBase;
}以上是System.Delegate類中的定義，接下來看一下MulticastDelegate重寫：
[System.Security.SecuritySafeCritical]
protected override MethodInfo GetMethodImpl()
{
if (_invocationCount != (IntPtr)0 && _invocationList != null)
{
Object[] invocationList = _invocationList as Object[];
if (invocationList != null)
{
int index = (int)_invocationCount - 1;
return ((Delegate)invocationList[index]).Method;
}
MulticastDelegate innerDelegate = _invocationList as MulticastDelegate;
if (innerDelegate != null)
{
return innerDelegate.GetMethodImpl();
}
}
else if (IsUnmanagedFunctionPtr())
{
if ((_methodBase == null) || !(_methodBase is MethodInfo))
{
IRuntimeMethodInfo method = FindMethodHandle();
RuntimeType declaringType = RuntimeMethodHandle.GetDeclaringType(method);
if (RuntimeTypeHandle.IsGenericTypeDefinition(declaringType) || RuntimeTypeHandle.HasInstantiation(declaringType))
{
RuntimeType reflectedType = GetType() as RuntimeType;
declaringType = reflectedType;
}
_methodBase = (MethodInfo)RuntimeType.GetMethodBase(declaringType, method);
}
return (MethodInfo)_methodBase;
}
return base.GetMethodImpl();
}以上是對(duì)委托的相關(guān)定義，以及有關(guān)委托的一些操作方法的說明，沒有具體指出如何去創(chuàng)建和使用委托，因?yàn)槲械暮唵蝿?chuàng)建和一般應(yīng)用，對(duì)于大部分開發(fā)者來說是相對(duì)較為簡單的，因?yàn)槲④浽诓粩嗟膶?duì)C#的語法進(jìn)行提升和修改，極大的簡化了對(duì)應(yīng)的操作。但是正是由于在應(yīng)用層做了較大的封裝，這也會(huì)導(dǎo)致特性在底層的復(fù)雜度慢慢的增大。
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文章題目：C#中的委托解析-創(chuàng)新互聯(lián)
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