C#中的委托和事件(續)
引言
如果你看過了 C#中的委托和事件 一文，我想你對委托和事件已經有了一個基本的認識。但那些遠不是委托和事件的全部內容，還有很多的地方沒有涉及。本文將討論委托和事件一些更為細節的問題，包括一些大家常問到的問題，以及事件訪問器、異常處理、超時處理和異步方法調用等內容。
為什么要使用事件而不是委托變量？
在 C#中的委托和事件 中，我提出了兩個為什么在類型中使用事件向外部提供方法注冊，而不是直接使用委托變量的原因。主要是從封裝性和易用性上去考慮，但是還漏掉了一點，事件應該由事件發布者觸發，而不應該由客戶端（客戶程序）來觸發。這句話是什么意思呢？請看下面的范例：
NOTE：注意這里術語的變化，當我們單獨談論事件，我們說發布者(publisher)、訂閱者(subscriber)、客戶端(client)。當我們討論Observer模式，我們說主題(subject)和觀察者(observer)。客戶端通常是包含Main()方法的Program類。
class Program {
static void Main(string[] args) {
Publishser pub = new Publishser();
Subscriber sub = new Subscriber();
pub.NumberChanged += new NumberChangedEventHandler(sub.OnNumberChanged);
pub.DoSomething(); // 應該通過DoSomething()來觸發事件
pub.NumberChanged(100); // 但可以被這樣直接調用，對委托變量的不恰當使用
}
}
// 定義委托
public delegate void NumberChangedEventHandler(int count);
// 定義事件發布者
public class Publishser {
private int count;
public NumberChangedEventHandler NumberChanged; // 聲明委托變量
//public event NumberChangedEventHandler NumberChanged; // 聲明一個事件
public void DoSomething() {
// 在這里完成一些工作 ...
if (NumberChanged != null) { // 觸發事件
count++;
NumberChanged(count);
}
}
}
// 定義事件訂閱者
public class Subscriber {
public void OnNumberChanged(int count) {
Console.WriteLine("Subscriber notified: count = {0}", count);
}
}
上面代碼定義了一個NumberChangedEventHandler委托，然后我們創建了事件的發布者Publisher和訂閱者Subscriber。當使用委托變量時，客戶端可以直接通過委托變量觸發事件，也就是直接調用pub.NumberChanged(100)，這將會影響到所有注冊了該委托的訂閱者。而事件的本意應該為在事件發布者在其本身的某個行為中觸發，比如說在方法DoSomething()中滿足某個條件后觸發。通過添加event關鍵字來發布事件，事件發布者的封裝性會更好，事件僅僅是供其他類型訂閱，而客戶端不能直接觸發事件（語句pub.NumberChanged(100)無法通過編譯），事件只能在事件發布者Publisher類的內部觸發（比如在方法pub.DoSomething()中），換言之，就是NumberChanged(100)語句只能在Publisher內部被調用。
大家可以嘗試一下，將委托變量的聲明那行代碼注釋掉，然后取消下面事件聲明的注釋。此時程序是無法編譯的，當你使用了event關鍵字之后，直接在客戶端觸發事件這種行為，也就是直接調用pub.NumberChanged(100)，是被禁止的。事件只能通過調用DoSomething()來觸發。這樣才是事件的本意，事件發布者的封裝才會更好。就好像如果我們要定義一個數字類型，我們會使用int而不是使用object一樣，給予對象過多的能力并不見得是一件好事，應該是越合適越好。盡管直接使用委托變量通常不會有什么問題，但它給了客戶端不應具有的能力，而使用事件，可以限制這一能力，更精確地對類型進行封裝。
NOTE：這里還有一個約定俗稱的規定，就是訂閱事件的方法的命名，通常為“On事件名”，比如這里的OnNumberChanged。
為什么委托定義的返回值通常都為void？
盡管并非必需，但是我們發現很多的委托定義返回值都為void，為什么呢？這是因為委托變量可以供多個訂閱者注冊，如果定義了返回值，那么多個訂閱者的方法都會向發布者返回數值，結果就是后面一個返回的方法值將前面的返回值覆蓋掉了，因此，實際上只能獲得最后一個方法調用的返回值。可以運行下面的代碼測試一下。除此以外，發布者和訂閱者是松耦合的，發布者根本不關心誰訂閱了它的事件、為什么要訂閱，更別說訂閱者的返回值了，所以返回訂閱者的方法返回值大多數情況下根本沒有必要。
class Program {
static void Main(string[] args) {
Publishser pub = new Publishser();
Subscriber1 sub1 = new Subscriber1();
Subscriber2 sub2 = new Subscriber2();
Subscriber3 sub3 = new Subscriber3();
pub.NumberChanged += new GeneralEventHandler(sub1.OnNumberChanged);
pub.NumberChanged += new GeneralEventHandler(sub2.OnNumberChanged);
pub.NumberChanged += new GeneralEventHandler(sub3.OnNumberChanged);
pub.DoSomething(); // 觸發事件
}
}
// 定義委托
public delegate string GeneralEventHandler();
// 定義事件發布者
public class Publishser {
public event GeneralEventHandler NumberChanged; // 聲明一個事件
public void DoSomething() {
if (NumberChanged != null) { // 觸發事件
string rtn = NumberChanged();
Console.WriteLine(rtn); // 打印返回的字符串，輸出為Subscriber3
}
}
}
// 定義事件訂閱者
public class Subscriber1 {
public string OnNumberChanged() {
return "Subscriber1";
}
}
public class Subscriber2 { /* 略，與上類似，返回Subscriber2*/ }
public class Subscriber3 { /* 略，與上類似，返回Subscriber3*/ }
如果運行這段代碼，得到的輸出是Subscriber3，可以看到，只得到了最后一個注冊方法的返回值。
如何讓事件只允許一個客戶訂閱？
少數情況下，比如像上面，為了避免發生“值覆蓋”的情況（更多是在異步調用方法時，后面會討論），我們可能想限制只允許一個客戶端注冊。此時怎么做呢？我們可以向下面這樣，將事件聲明為private的，然后提供兩個方法來進行注冊和取消注冊：
// 定義事件發布者
public class Publishser {
private event GeneralEventHandler NumberChanged; // 聲明一個私有事件
// 注冊事件
public void Register(GeneralEventHandler method) {
NumberChanged = method;
}
// 取消注冊
public void UnRegister(GeneralEventHandler method) {
NumberChanged -= method;
}
public void DoSomething() {
// 做某些其余的事情
if (NumberChanged != null) { // 觸發事件
string rtn = NumberChanged();
Console.WriteLine("Return: {0}", rtn); // 打印返回的字符串，輸出為Subscriber3
}
}
}
NOTE：注意上面，在UnRegister()中，沒有進行任何判斷就使用了NumberChanged-=method語句。這是因為即使method方法沒有進行過注冊，此行語句也不會有任何問題，不會拋出異常，僅僅是不會產生任何效果而已。
注意在Register()方法中，我們使用了賦值操作符“=”，而非“+=”，通過這種方式就避免了多個方法注冊。上面的代碼盡管可以完成我們的需要，但是此時大家還應該注意下面兩點：
1、將NumberChanged聲明為委托變量還是事件都無所謂了，因為它是私有的，即便將它聲明為一個委托變量，客戶端也看不到它，也就無法通過它來觸發事件、調用訂閱者的方法。而只能通過Register()和UnRegister()方法來注冊和取消注冊，通過調用DoSomething()方法觸發事件（而不是NumberChanged本身，這在前面已經討論過了）。
2、我們還應該發現，這里采用的、對NumberChanged委托變量的訪問模式和C#中的屬性是多么類似啊？大家知道，在C#中通常一個屬性對應一個類型成員，而在類型的外部對成員的操作全部通過屬性來完成。盡管這里對委托變量的處理是類似的效果，但卻使用了兩個方法來進行模擬，有沒有辦法像使用屬性一樣來完成上面的例子呢？答案是有的，C#中提供了一種叫事件訪問器（Event Accessor）的東西，它用來封裝委托變量。如下面例子所示：
class Program {
static void Main(string[] args) {
Publishser pub = new Publishser();
Subscriber1 sub1 = new Subscriber1();
Subscriber2 sub2 = new Subscriber2();
pub.NumberChanged -= sub1.OnNumberChanged; // 不會有任何反應
pub.NumberChanged += sub2.OnNumberChanged; // 注冊了sub2
pub.NumberChanged += sub1.OnNumberChanged; // sub1將sub2的覆蓋掉了
pub.DoSomething(); // 觸發事件
}
}
// 定義委托
public delegate string GeneralEventHandler();
// 定義事件發布者
public class Publishser {
// 聲明一個委托變量
private GeneralEventHandler numberChanged;
// 事件訪問器的定義
public event GeneralEventHandler NumberChanged {
add {
numberChanged = value;
}
remove {
numberChanged -= value;
}
}
public void DoSomething() {
// 做某些其他的事情
if (numberChanged != null) { // 通過委托變量觸發事件
string rtn = numberChanged();
Console.WriteLine("Return: {0}", rtn); // 打印返回的字符串
}
}
}
// 定義事件訂閱者
public class Subscriber1 {
public string OnNumberChanged() {
Console.WriteLine("Subscriber1 Invoked!");
return "Subscriber1";
}
}
public class Subscriber2 {/* 與上類同，略 */}
public class Subscriber3 {/* 與上類同，略 */}
上面代碼中類似屬性的public event GeneralEventHandler NumberChanged {add{...}remove{...}}語句便是事件訪問器。使用了事件訪問器以后，在DoSomething方法中便只能通過numberChanged委托變量來觸發事件，而不能NumberChanged事件訪問器（注意它們的大小寫不同）觸發，它只用于注冊和取消注冊。下面是代碼輸出：
Subscriber1 Invoked!
Return: Subscriber1
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