Observer设计模式简介
上面的例子显然能完成我们之前描述的工作，但是却并不够好。现在假设热水器由三部分组成：热水器、警报器、显示器，它们来自于不同厂商并进行了组装。那么，应该是热水器仅仅负责烧水，它不能发出警报也不能显示水温；在水烧开时由警报器发出警报、显示器显示提示和水温。
这时候，上面的例子就应该变成这个样子：
// 热水器
public class Heater {
private int temperature;
// 烧水
private void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
}
}
}
// 警报器
public class Alarm{
private void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：" , param);
}
}
// 显示器
public class Display{
private void ShowMsg(int param) {
Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：{0}度。" , param);
}
}
这里就出现了一个问题：如何在水烧开的时候通知报警器和显示器？在继续进行之前，我们先了解一下Observer设计模式，Observer设计模式中主要包括如下两类对象：
1. Subject：监视对象，它往往包含着其他对象所感兴趣的内容。在本范例中，热水器就是一个监视对象，它包含的其他对象所感兴趣的内容，就是temprature字段，当这个字段的值快到100时，会不断把数据发给监视它的对象。
2. Observer：监视者，它监视Subject，当Subject中的某件事发生的时候，会告知Observer，而Observer则会采取相应的行动。在本范例中，Observer有警报器和显示器，它们采取的行动分别是发出警报和显示水温。
在本例中，事情发生的顺序应该是这样的：
1. 警报器和显示器告诉热水器，它对它的温度比较感兴趣(注册)。
2. 热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
3. 热水器进行烧水这一动作，当水温超过95度时，通过对警报器和显示器的引用，自动调用警报器的MakeAlert()方法、显示器的ShowMsg()方法。
类似这样的例子是很多的，GOF对它进行了抽象，称为Observer设计模式：Observer设计模式是为了定义对象间的一种一对多的依赖关系，以便于当一个对象的状态改变时，其他依赖于它的对象会被自动告知并更新。Observer模式是一种松耦合的设计模式。
实现范例的Observer设计模式
我们之前已经对委托和事件介绍很多了，现在写代码应该很容易了，现在在这里直接给出代码，并在注释中加以说明。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
// 热水器
public class Heater {
private int temperature;
public delegate void BoilHandler(int param); //声明委托
public event BoilHandler BoilEvent; //声明事件
// 烧水
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
if (BoilEvent != null) { //如果有对象注册
BoilEvent(temperature); //调用所有注册对象的方法
}
}
}
}
}
// 警报器
public class Alarm {
public void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);
}
}
// 显示器
public class Display {
public static void ShowMsg(int param) { //静态方法
Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", param);
}
}
class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();
heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert; //注册方法
heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法
heater.BoilEvent += Display.ShowMsg; //注册静态方法
heater.BoilWater(); //烧水，会自动调用注册过对象的方法
}
}
}
输出为：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：水快烧开了，当前温度：96度。
// 省略...
.Net Framework中的委托与事件
尽管上面的范例很好地完成了我们想要完成的工作，但是我们不仅疑惑：为什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同？为什么有很多的EventArgs参数？
在回答上面的问题之前，我们先搞懂 .Net Framework的编码规范：
? 委托类型的名称都应该以EventHandler结束。
? 委托的原型定义：有一个void返回值，并接受两个输入参数：一个Object 类型，一个 EventArgs类型(或继承自EventArgs)。
? 事件的命名为 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。
? 继承自EventArgs的类型应该以EventArgs结尾。
再做一下说明：
1. 委托声明原型中的Object类型的参数代表了Subject，也就是监视对象，在本例中是 Heater(热水器)。回调函数(比如Alarm的MakeAlert)可以通过它访问触发事件的对象(Heater)。
2. EventArgs 对象包含了Observer所感兴趣的数据，在本例中是temperature。
上面这些其实不仅仅是为了编码规范而已，这样也使得程序有更大的灵活性。比如说，如果我们不光想获得热水器的温度，还想在Observer端(警报器或者显示器)方法中获得它的生产日期、型号、价格，那么委托和方法的声明都会变得很麻烦，而如果我们将热水器的引用传给警报器的方法，就可以在方法中直接访问热水器了。
现在我们改写之前的范例，让它符合 .Net Framework 的规范：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
// 热水器
public class Heater {
private int temperature;
public string type = "RealFire 001"; // 添加型号作为演示
public string area = "China Xian"; // 添加产地作为演示
//声明委托
public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);
public event BoiledEventHandler Boiled; //声明事件
// 定义BoiledEventArgs类，传递给Observer所感兴趣的信息
public class BoiledEventArgs : EventArgs {
public readonly int temperature;
public BoiledEventArgs(int temperature) {
this.temperature = temperature;
}
}
// 可以供继承自 Heater 的类重写，以便继承类拒绝其他对象对它的监视
protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) {
if (Boiled != null) { // 如果有对象注册
Boiled(this, e); // 调用所有注册对象的方法
}
}
// 烧水。
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
//建立BoiledEventArgs 对象。
BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);
OnBoiled(e); // 调用 OnBolied方法
}
}
}
}
// 警报器
public class Alarm {
public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {
Heater heater = (Heater)sender; //这里是不是很熟悉呢？
//访问 sender 中的公共字段
Console.WriteLine("Alarm：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}
// 显示器
public class Display {
public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) { //静态方法
Heater heater = (Heater)sender;
Console.WriteLine("Display：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}
class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();
heater.Boiled += alarm.MakeAlert; //注册方法
heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert; //给匿名对象注册方法
heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert); //也可以这么注册
heater.Boiled += Display.ShowMsg; //注册静态方法
heater.BoilWater(); //烧水，会自动调用注册过对象的方法
}
}
}
输出为：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：China Xian - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：96度。
// 省略 ...
总结
在本文中我首先通过一个GreetingPeople的小程序向大家介绍了委托的概念、委托用来做什么，随后又引出了事件，接着对委托与事件所产生的中间代码做了粗略的讲述。
在第二个稍微复杂点的热水器的范例中，我向大家简要介绍了 Observer设计模式，并通过实现这个范例完成了该模式，随后讲述了.Net Framework中委托、事件的实现方式。
希望这篇文章能给你带来帮助。
C#中的委托和事件(续)
引言
如果你看过了 C#中的委托和事件 一文，我想你对委托和事件已经有了一个基本的认识。但那些远不是委托和事件的全部内容，还有很多的地方没有涉及。本文将讨论委托和事件一些更为细节的问题，包括一些大家常问到的问题，以及事件访问器、异常处理、超时处理和异步方法调用等内容。
为什么要使用事件而不是委托变量？
在 C#中的委托和事件 中，我提出了两个为什么在类型中使用事件向外部提供方法注册，而不是直接使用委托变量的原因。主要是从封装性和易用性上去考虑，但是还漏掉了一点，事件应该由事件发布者触发，而不应该由客户端（客户程序）来触发。这句话是什么意思呢？请看下面的范例：
NOTE：注意这里术语的变化，当我们单独谈论事件，我们说发布者(publisher)、订阅者(subscriber)、客户端(client)。当我们讨论Observer模式，我们说主题(subject)和观察者(observer)。客户端通常是包含Main()方法的Program类。
class Program {
static void Main(string[] args) {
Publishser pub = new Publishser();
Subscriber sub = new Subscriber();
pub.NumberChanged += new NumberChangedEventHandler(sub.OnNumberChanged);
pub.DoSomething(); // 应该通过DoSomething()来触发事件
pub.NumberChanged(100); // 但可以被这样直接调用，对委托变量的不恰当使用
}
}
// 定义委托
public delegate void NumberChangedEventHandler(int count);
// 定义事件发布者
public class Publishser {
private int count;
public NumberChangedEventHandler NumberChanged; // 声明委托变量
//public event NumberChangedEventHandler NumberChanged; // 声明一个事件
public void DoSomething() {
// 在这里完成一些工作 ...
if (NumberChanged != null) { // 触发事件
count++;
NumberChanged(count);
}
}
}
// 定义事件订阅者
public class Subscriber {
public void OnNumberChanged(int count) {
Console.WriteLine("Subscriber notified: count = {0}", count);
}
}
上面代码定义了一个NumberChangedEventHandler委托，然后我们创建了事件的发布者Publisher和订阅者Subscriber。当使用委托变量时，客户端可以直接通过委托变量触发事件，也就是直接调用pub.NumberChanged(100)，这将会影响到所有注册了该委托的订阅者。而事件的本意应该为在事件发布者在其本身的某个行为中触发，比如说在方法DoSomething()中满足某个条件后触发。通过添加event关键字来发布事件，事件发布者的封装性会更好，事件仅仅是供其他类型订阅，而客户端不能直接触发事件（语句pub.NumberChanged(100)无法通过编译），事件只能在事件发布者Publisher类的内部触发（比如在方法pub.DoSomething()中），换言之，就是NumberChanged(100)语句只能在Publisher内部被调用。
大家可以尝试一下，将委托变量的声明那行代码注释掉，然后取消下面事件声明的注释。此时程序是无法编译的，当你使用了event关键字之后，直接在客户端触发事件这种行为，也就是直接调用pub.NumberChanged(100)，是被禁止的。事件只能通过调用DoSomething()来触发。这样才是事件的本意，事件发布者的封装才会更好。
就好像如果我们要定义一个数字类型，我们会使用int而不是使用object一样，给予对象过多的能力并不见得是一件好事，应该是越合适越好。尽管直接使用委托变量通常不会有什么问题，但它给了客户端不应具有的能力，而使用事件，可以限制这一能力，更精确地对类型进行封装。
NOTE：这里还有一个约定俗称的规定，就是订阅事件的方法的命名，通常为“On事件名”，比如这里的OnNumberChanged。
为什么委托定义的返回值通常都为void？
尽管并非必需，但是我们发现很多的委托定义返回值都为void，为什么呢？这是因为委托变量可以供多个订阅者注册，如果定义了返回值，那么多个订阅者的方法都会向发布者返回数值，结果就是后面一个返回的方法值将前面的返回值覆盖掉了，因此，实际上只能获得最后一个方法调用的返回值。可以运行下面的代码测试一下。除此以外，发布者和订阅者是松耦合的，发布者根本不关心谁订阅了它的事件、为什么要订阅，更别说订阅者的返回值了，所以返回订阅者的方法返回值大多数情况下根本没有必要。
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(); // 触发事件
}
}
// 定义委托
public delegate string GeneralEventHandler();
// 定义事件发布者
public class Publishser {
public event GeneralEventHandler NumberChanged; // 声明一个事件
public void DoSomething() {
if (NumberChanged != null) { // 触发事件
string rtn = NumberChanged();
Console.WriteLine(rtn); // 打印返回的字符串，输出为Subscriber3
}
}
}
// 定义事件订阅者
public class Subscriber1 {
public string OnNumberChanged() {
return "Subscriber1";
}
}
public class Subscriber2 { /* 略，与上类似，返回Subscriber2*/ }
public class Subscriber3 { /* 略，与上类似，返回Subscriber3*/ }
如果运行这段代码，得到的输出是Subscriber3，可以看到，只得到了最后一个注册方法的返回值。
如何让事件只允许一个客户订阅？
少数情况下，比如像上面，为了避免发生“值覆盖”的情况（更多是在异步调用方法时，后面会讨论），我们可能想限制只允许一个客户端注册。此时怎么做呢？我们可以向下面这样，将事件声明为private的，然后提供两个方法来进行注册和取消注册：
// 定义事件发布者
public class Publishser {
private event GeneralEventHandler NumberChanged; // 声明一个私有事件
// 注册事件
public void Register(GeneralEventHandler method) {
NumberChanged = method;
}
// 取消注册
public void UnRegister(GeneralEventHandler method) {
NumberChanged -= method;
}
public void DoSomething() {
// 做某些其余的事情
if (NumberChanged != null) { // 触发事件
string rtn = NumberChanged();
Console.WriteLine("Return: {0}", rtn); // 打印返回的字符串，输出为Subscriber3
}
}
}
NOTE：注意上面，在UnRegister()中，没有进行任何判断就使用了NumberChanged-=method语句。这是因为即使method方法没有进行过注册，此行语句也不会有任何问题，不会抛出异常，仅仅是不会产生任何效果而已。
注意在Register()方法中，我们使用了赋值操作符“=”，而非“+=”，通过这种方式就避免了多个方法注册。上面的代码尽管可以完成我们的需要，但是此时大家还应该注意下面两点：
1、将NumberChanged声明为委托变量还是事件都无所谓了，因为它是私有的，即便将它声明为一个委托变量，客户端也看不到它，也就无法通过它来触发事件、调用订阅者的方法。而只能通过Register()和UnRegister()方法来注册和取消注册，通过调用DoSomething()方法触发事件（而不是NumberChanged本身，这在前面已经讨论过了）。
2、我们还应该发现，这里采用的、对NumberChanged委托变量的访问模式和C#中的属性是多么类似啊？大家知道，在C#中通常一个属性对应一个类型成员，而在类型的外部对成员的操作全部通过属性来完成。尽管这里对委托变量的处理是类似的效果，但却使用了两个方法来进行模拟，有没有办法像使用属性一样来完成上面的例子呢？答案是有的，C#中提供了一种叫事件访问器（Event Accessor）的东西，它用来封装委托变量。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; // 不会有任何反应
pub.NumberChanged += sub2.OnNumberChanged; // 注册了sub2
pub.NumberChanged += sub1.OnNumberChanged; // sub1将sub2的覆盖掉了
pub.DoSomething(); // 触发事件
}
}
// 定义委托
public delegate string GeneralEventHandler();
// 定义事件发布者
public class Publishser {
// 声明一个委托变量
private GeneralEventHandler numberChanged;
// 事件访问器的定义
public event GeneralEventHandler NumberChanged {
add {
numberChanged = value;
}
remove {
numberChanged -= value;
}
}
public void DoSomething() {
// 做某些其他的事情
if (numberChanged != null) { // 通过委托变量触发事件
string rtn = numberChanged();
Console.WriteLine("Return: {0}", rtn); // 打印返回的字符串
}
}
}
// 定义事件订阅者
public class Subscriber1 {
public string OnNumberChanged() {
Console.WriteLine("Subscriber1 Invoked!");
return "Subscriber1";
}
}
public class Subscriber2 {/* 与上类同，略 */}
public class Subscriber3 {/* 与上类同，略 */}
上面代码中类似属性的public event GeneralEventHandler NumberChanged {add{...}remove{...}}语句便是事件访问器。使用了事件访问器以后，在DoSomething方法中便只能通过numberChanged委托变量来触发事件，而不能NumberChanged事件访问器（注意它们的大小写不同）触发，它只用于注册和取消注册。下面是代码输出：
Subscriber1 Invoked!
Return: Subscriber1
获得多个返回值与异常处理