把委托说透（2）：深入理解委托

委托在本质上仍然是一个类，我们用delegate关键字声明的所有委托都继承自System.MulticastDelegate。后者又是继承自System.Delegate类，System.Delegate类则继承自System.Object。委托既然是一个类，那么它就可以被定义在任何地方，即可以定义在类的内部，也可以定义在类的外部。

正如很多资料上所说的，委托是一种类型安全的函数回调机制， 它不仅能够调用实例方法，也能调用静态方法，并且具备按顺序执行多个方法的能力。

委托揭秘

在把委托说透（1）中可以看到，委托的使用其实是很简单的。尽管如此，其内部实现仍然相当复杂。.NET强大的编译器和CLR掩盖了这种复杂性。

为了解释方便，我们把（1）中的委托代码复制在下面，并做一处小小的改动，将LogToTextFile设置为实例方法。

namespace DelegateSample { public delegate void Log(string message); class UserService { public Log LogDelegate { get; set; } public UserService() { } public void Register(User user) { if (user.Name == "Kirin") { LogDelegate("注册失败，已经包含名为" + user.Name + "的用户"); } else { LogDelegate("注册成功！"); } } } class Program { static void Main(string[] args) { User user = new User { Name = "Kirin", Password = "123" }; UserService service = new UserService(); service.LogDelegate = LogToConsole; Program p = new Program(); service.LogDelegate += p.LogToTextFile; service.Register(user); Console.ReadLine(); } static void LogToConsole(string message) { Console.WriteLine(message); } void LogToTextFile(string message) { using (StreamWriter sw = File.AppendText("log.txt")) { sw.WriteLine(message); sw.Flush(); sw.Close(); } } } }

打开Reflector反编译Log委托，可以看到Log类被编译为如下形式：

在上图中可以得出如下结论：

委托是一个类

可以很清晰的看出Log—>MulticastDelegate—>Delegate这种继承机制。

尽管委托继承自System.MulticastDelegate类，但我们并不能显示地声明一个继承自System.MulticastDelegate类的委托。委托必须使用delegate关键字声明，编译器会自动为我们生成继承代码。

由于委托继承自System.MulticastDelegate类，自然也继承MulticastDelegate类的字段、属性和方法。这些成员中，最重要的当属三个非公共字段，如下表所示：

由上表可以看出，每个委托对象实际上是对方法及其调用时操作的对象的封装。MulticastDelegate类还定义了两个只读公有实例属性：Target和Method，分别对应_target和_methodPtr。Target属性返回一个方法回调时操作的对象引用。如果是静态方法则返回null。Method属性返回一个标识回调方法的System.Reflection.MethodInfo对象。

编译器自动为委托创建了BeginInvoke、EndInvoke和Invoke三个方法

当我们在像调用普通的方法一样调用委托时，如

LogDelegate("注册失败，已经包含名为" + user.Name + "的用户");

这时实际上调用的是编译器自动生成的Invoke方法

LogDelegate.Invoke("注册失败，已经包含名为" + user.Name + "的用户");

使用IL DASM查看UserService的IL代码，可以验证以上结论，如下图所示：

在使用委托时，我们也可以显示调用Invoke方法（CLR 2.0）。

Invoke方法的参数和返回值与委托是一致的。在调用Invoke方法时，会使用_target和_methodPtr字段。

BeginInvoke和EndInvoke方法用来实现异步调用，本文在此不进行讨论。

委托链

委托链是一个委托的集合，它允许我们调用这个集合中的委托所代表的所有方法（对于有返回值的方法，委托链的返回值为链表中最后一个方法的返回值，本文后面会有详细介绍）。在Delegate类中定义了3个静态方法来帮助我们操作委托链。

public static Delegate Combine(params Delegate[] delegates); public static Delegate Combine(Delegate a, Delegate b); public static Delegate Remove(Delegate source, Delegate value);

要理解委托链，我们首先基于前面的例子，重新声明两个委托：logDel1和logDel2。

Log logDel1 = LogToConsole; Program p = new Program(); Log logDel2 = p.LogToTextFile;

这两个委托的_target、_methodPtr和_invocationList值分别如下图所示：

构造委托链

然后，我们使用Combin方法来构造一个委托链：

Log logChain = null; logChain = (Log)Delegate.Combine(logChain, logDel1);

由于logChain初始为null，在使用Combin方法构造委托链时，将返回另外一个参数logDel1，再将logDel1的引用赋给logChain。这时logChain将指向logDel1所指向的对象。

接下来我们将logDel2也添加到logChain中来：

logChain = (Log)Delegate.Combine(logChain, logDel2);

此时，由于logChain已经不再是null，将重新构建一个新的委托对象。该委托对象的_target和_methodPtr字段与logDel2（第二个参数）相同，_invocationList字段将指向一个委托数组。该委托数组中包含两个元素，第一个元素（索引为0）指向封装了LogToConsole方法的委托（即logDel1指向的委托）；第二个元素（索引为1）指向封装了LogToTextFile方法的委托（即logDel2指向的委托）。最后，将这个新创建的委托对象的引用赋给logChain。

若再将一个新的委托logDel3添加到委托链中，则仍然会构建一个新的委托对象，并将logDel3的引用添加到该委托对象_invocationList的末尾（此时链表共有3个元素）。然后，再将该委托对象的引用赋给logChain。而logChain之前指向的委托对象则等待垃圾回收。

至此，委托链构造完毕，我们来看看如何执行委托链表中的委托。由于logChain仍然指向一个委托对象，因此执行委托链表的语法与执行委托是一样的：

logChain("执行委托链");

与普通的委托（如logDel1）所不同的是，logChain的_invocationList字段不为null。这时将首先遍历执行_invocationList中的所有委托。所执行的方法的顺序与添加的顺序一致，依次为LogToConsole、LogToTextFile。

委托Log的Invoke方法的实现用伪代码表示如下：

public void Invoke(string message) { Delegate[] delegateSet = _InvocationList as Delegate[]; if (delegateSet != null) { // 如果委托数组不为空，则依次执行该委托数组中的委托 foreach (Feedback d in delegateSet) d(value); }