詳解c# 委托鏈
引言:
上一專題介紹了下編譯器是如何來翻譯委托的,從中間語言的角度去看委托,希望可以幫助大家進(jìn)一步的理解委托,然而之前的介紹都是委托只是封裝一個(gè)方法,那委托能不能封裝多個(gè)方法呢?因?yàn)樯钪薪?jīng)常會(huì)聽到,我代表大家的意見等這樣的說話,既然委托也是一個(gè)代表,那他如果只能代表一個(gè)人,那他的魅力就不是很大了吧,所以我們就會(huì)委托能不能代表多個(gè)方法的? 答案是可以的,這就是本專題要講的內(nèi)容——委托鏈,委托鏈也是一個(gè)委托,只是因?yàn)樗前讯鄠€(gè)委托鏈在一起,所以我們就以委托鏈來這么稱呼它的。
一、到底什么是委托鏈
我們平常實(shí)例化委托對(duì)象時(shí)都是綁定一個(gè)方法的, 前一個(gè)專題介紹的委托也是包裝了一個(gè)方法的, 用前面的例子就是委派律師的只有一個(gè)人,也就是當(dāng)事人只有一個(gè)的,但是現(xiàn)實(shí)生活中顯然不是這樣的,在官司的時(shí)候律師可以同時(shí)接多個(gè)案子,也是接收多個(gè)當(dāng)時(shí)人的委派,這樣,該律師就與多個(gè)當(dāng)事人綁定在一起了, 需要了解多個(gè)當(dāng)事人的案件情況的。其實(shí)這就是生活中的委托鏈,此時(shí)這位律師不僅僅是一個(gè)人的代表律師了,而是多個(gè)當(dāng)事人的律師。生活中的委托鏈和C#中的委托鏈很類似的,現(xiàn)在就說說C#中的委托鏈到底是個(gè)什么的?
首先委托鏈就是一個(gè)委托,所以大家不要看到委托鏈感覺又是什么C#中的新特性的,然而要把多個(gè)委托鏈在一起,就必須存儲(chǔ)多個(gè)委托的引用,那委托鏈對(duì)象是在哪里存儲(chǔ)多個(gè)委托的引用的呢?還記得我們上一專題中,我們介紹的委托類型有三個(gè)非公共字段的嗎?這三個(gè)字段是——_target,methodPtr 和_invocationList,至于這三個(gè)字段具體代表什么大家可以查看我的上一專題的文章,然而_invocationList 字段正是存儲(chǔ)多個(gè)委托引用的地方的。
為了更好的解釋_invocationList是如何來存儲(chǔ)委托引用的,下面先看一個(gè)委托鏈的例子和運(yùn)行結(jié)果,然后再分析原因:
using System; namespace DelegateTest { public class Program { // 聲明一個(gè)委托類型,它的實(shí)例引用一個(gè)方法 // 該方法回去一個(gè)int 參數(shù),返回void類型 public delegate void DelegateTest(int parm); public static void Main(string[] args) { // 用靜態(tài)方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtstatic = new DelegateTest(Program.method1); // 用實(shí)例方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtinstance = new DelegateTest(new Program().method2); // 隱式調(diào)用委托 dtstatic(1); // 顯式調(diào)用Invoke方法來調(diào)用委托 dtinstance.Invoke(1); // 隱式調(diào)用委托 dtstatic(2); // 顯式調(diào)用Invoke方法來調(diào)用委托 dtinstance.Invoke(2); Console.Read(); } private static void method1(int parm) { Console.WriteLine("調(diào)用的是靜態(tài)方法,參數(shù)值為:" + parm); } private void method2(int parm) { Console.WriteLine("調(diào)用的是實(shí)例方法,參數(shù)值為:" + parm); } } }
運(yùn)行結(jié)果:
下面就來分析下為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果的:
一開始我們實(shí)例化了兩個(gè)委托變量,如下代碼:
// 用靜態(tài)方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtstatic = new DelegateTest(Program.method1); // 用實(shí)例方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtinstance = new DelegateTest(new Program().method2);
委托變量dtstatic和dtinstance引用的委托對(duì)象的初始狀態(tài)如下圖:
然后我們定義了一個(gè)委托類型的引用變量delegatechain,剛開始它沒有任何委托對(duì)象,是一個(gè)空引用,當(dāng)我們執(zhí)行下面的一行代碼時(shí),
delegatechain = (DelegateTest)Delegate.Combine(delegatechain, dtstatic);
Combine方法發(fā)現(xiàn)試圖合并的是null和dtstatic,在內(nèi)部,Combine直接返回dtstatic中的對(duì)象,此時(shí)delegatechain和dtstatic變量引用的都是同一個(gè)委托對(duì)象,如下圖所示:
這時(shí)候,Combine方法發(fā)現(xiàn)delegatechain已經(jīng)引用了一個(gè)委托對(duì)象了(此時(shí)已經(jīng)引用了destatic引用的委托對(duì)象了),所以Combine會(huì)構(gòu)造一個(gè)新的委托對(duì)象(這一點(diǎn)很想String.Concat,我們簡單的使用是通過+操作符把兩個(gè)字符串連接起來,這個(gè)新的委托對(duì)象會(huì)對(duì)它的私有字段_target 和_methodPtr字段進(jìn)行初始化,然后此時(shí)_invocationList字段初始化為引用了一個(gè)委托對(duì)象的數(shù)組,這個(gè)數(shù)組的第一個(gè)元素(下標(biāo)為0)就是被初始化為引用包裝了method1方法的委托,數(shù)組的二個(gè)元素被初始化為引用包裝了method2方法的委托(也就是dtinstance引用的委托對(duì)象),最后delegaechain被設(shè)為引用新建的這個(gè)委托對(duì)象,下面是一個(gè)圖,可以幫助大家理解委托鏈(也叫多播委托):
同樣的道理,如果是添加第三個(gè)委托給委托鏈,過程也是和上面一樣的, 此時(shí)又會(huì)新建一個(gè)委托對(duì)象,此時(shí)_invocationList字段會(huì)初始化為引用一個(gè)保存這三個(gè)委托對(duì)象數(shù)組,然而有人會(huì)問了——對(duì)于已經(jīng)引用了委托對(duì)象的委托類型變量調(diào)用Combine方法后會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的委托對(duì)象,然后對(duì)新的這個(gè)委托對(duì)象的三個(gè)字段進(jìn)行重新初始化話,最后把之前的委托類型變量引用新創(chuàng)建的委托對(duì)象(這里就幫大家總結(jié)下委托鏈的創(chuàng)建過程),那之前的委托對(duì)象怎么辦呢? 相信大部分人會(huì)有這個(gè)疑問的,這點(diǎn)和字符串的Concat方法很像,之前的委托對(duì)象和——invocationList字段引用的數(shù)組會(huì)被垃圾回收掉(正是因?yàn)檫@樣,委托和字符串String一樣是不可變的)。
注意:我們還可以調(diào)用Delegate的Remove方法從鏈中刪除委托,如調(diào)用下面代碼時(shí):
delegatechain =(DelegateTest)Delegate.Remove(delegatechain,new DelegateTest(method1));
Remove方法被調(diào)用時(shí),它會(huì)掃描delegateChain(第一個(gè)參數(shù))所引用的委托對(duì)象內(nèi)部維護(hù)的委托數(shù)組(如果對(duì)于委托數(shù)組為空的情況下調(diào)用Remove方法將不會(huì)有任何作用,就是不會(huì)刪除任何委托引用,這里主要是說明掃描是從委托數(shù)組里進(jìn)行掃描),如果找到delegateChain引用的委托對(duì)象的_target和_methodPtr字段
和第二個(gè)參數(shù)(新創(chuàng)建的委托)中的字段匹配的委托,如果刪除之后數(shù)組中只剩下一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí),就返回那個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)(而不會(huì)去新建一個(gè)委托對(duì)象再初始化的,此時(shí)的_invocationList為null,而不是保存一個(gè)委托對(duì)象引用的數(shù)組了,具體可以Remove一個(gè)后調(diào)試看看的),如果此時(shí)數(shù)組中還剩余多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng),就新建一個(gè)委托對(duì)象——其中創(chuàng)建并初始化_invocationList數(shù)組(此時(shí)的數(shù)組引用的委托對(duì)象已經(jīng)少了一個(gè)了,因?yàn)橛肦emove方法刪除了),并且,每次Remove方法調(diào)用只能從鏈中刪除一個(gè)委托,而不會(huì)刪除有匹配的_target和_methodPtr字段的所有委托(這個(gè)大家可以調(diào)試看看的)
二、如何對(duì)委托鏈中的委托調(diào)用進(jìn)行控制
通過上面相信大家可以理解如何創(chuàng)建一個(gè)委托鏈對(duì)象的,但是從運(yùn)行結(jié)果中還可以看出,每次調(diào)用委托鏈時(shí),委托鏈包裝的每個(gè)方法都會(huì)順序被執(zhí)行,如果委托鏈中被調(diào)用的委托拋出一個(gè)異常,這樣鏈中的后續(xù)所有對(duì)象都不能被調(diào)用,并且如果委托的前面具有一個(gè)非void的返回類型,則只有最后一個(gè)返回值會(huì)被保留,其他所有回調(diào)方法的返回值都會(huì)被舍棄,這就意味著其他所有操作的返回值都永遠(yuǎn)看不到的嗎? 事實(shí)卻不是這樣的,我們可以通過調(diào)用Delegate.GetInvocationList方法來顯式調(diào)用鏈中的每一個(gè)委托,同時(shí)可以添加一些自己的定義輸出。
GetInvocationList方法返回一個(gè)由Delegate引用構(gòu)成的數(shù)組,其中每一個(gè)數(shù)組都指向鏈中的一個(gè)委托對(duì)象。在內(nèi)部,GetInvocationList創(chuàng)建并初始化一個(gè)數(shù)組,讓數(shù)據(jù)的每一個(gè)元素都引用鏈中的一個(gè)委托,然后返回對(duì)該數(shù)組的一個(gè)引用。如果_invocatinList字段為null,返回的數(shù)組只有一個(gè)元素,該元素就是委托實(shí)例本身。下面就通過一個(gè)程序來演示下的:
namespace DelegateChainDemo { class Program { // 聲明一個(gè)委托類型,它的實(shí)例引用一個(gè)方法 // 該方法回去一個(gè)int 參數(shù),返回void類型 public delegate string DelegateTest(); static void Main(string[] args) { // 用靜態(tài)方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtstatic = new DelegateTest(Program.method1); // 用實(shí)例方法來實(shí)例化委托 DelegateTest dtinstance = new DelegateTest(new Program().method2); DelegateTest dtinstance2 = new DelegateTest(new Program().method3); // 定義一個(gè)委托鏈對(duì)象,一開始初始化為null,就是不代表任何方法(我就是我,我不代表任何人) DelegateTest delegatechain = null; delegatechain += dtstatic; delegatechain += dtinstance; delegatechain += dtinstance2; ////delegatechain =(DelegateTest)Delegate.Remove(delegatechain,new DelegateTest(method1)); ////delegatechain = (DelegateTest)Delegate.Remove(delegatechain, new DelegateTest(new Program().method2)); Console.WriteLine(Test(delegatechain)); Console.Read(); } private static string method1() { return "這是靜態(tài)方法1"; } private string method2() { throw new Exception("拋出了一個(gè)異常"); } private string method3() { return "這是實(shí)例方法3"; } // 測試調(diào)用委托的方法 private static string Test(DelegateTest chain) { if (chain == null) { return null; } // 用這個(gè)變量來保存輸出的字符串 StringBuilder returnstring = new StringBuilder(); // 獲取一個(gè)委托數(shù)組,其中每個(gè)元素都引用鏈中的委托 Delegate[] delegatearray=chain.GetInvocationList(); // 遍歷數(shù)組中的每個(gè)委托 foreach (DelegateTest t in delegatearray) { try { //調(diào)用委托獲得返回值 returnstring.Append(t() + Environment.NewLine); } catch (Exception e) { returnstring.AppendFormat("異常從 {0} 方法中拋出, 異常信息為:{1}{2}", t.Method.Name, e.Message, Environment.NewLine); } } // 把結(jié)果返回給調(diào)用者 return returnstring.ToString(); } } }
運(yùn)行結(jié)果截圖:
三、總結(jié)下
本專題主要介紹如何創(chuàng)建一個(gè)委托鏈以及對(duì)于創(chuàng)建一個(gè)委托鏈的過程進(jìn)行了詳細(xì)的分享,第二部分主要先指出了委托了一些局限性,然后通過調(diào)用GetInvocationList方法來返回一個(gè)委托數(shù)組,這樣就可以通過遍歷委托數(shù)組中的每個(gè)委托來通知委托的調(diào)用過程,這樣就可以對(duì)委托鏈的調(diào)用進(jìn)行更多的控制的。到此本專題也就介紹完了,通過這三個(gè)專題對(duì)委托的介紹,相信大家會(huì)對(duì)委托有一個(gè)更深的理解,然后為什么要寫三個(gè)專題來詳細(xì)介紹委托的呢? 主要是后面要介紹的事件,Lambda表達(dá)式,Linq方面的內(nèi)容都是和委托有關(guān)系的,所以更好的理解委托將是后面特性的一個(gè)基礎(chǔ),希望這些對(duì)大家有幫助,我將在下一個(gè)專題里面介紹事件。
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