圖 2 混合模式

那么嚴(yán)格來(lái)講到底什么是事件呢?本質(zhì)上來(lái)說(shuō)它是一個(gè)回調(diào).模塊用調(diào)用你在運(yùn)行時(shí)提供的函數(shù)這條途徑取代了了調(diào)用一個(gè)函數(shù)名稱在編譯時(shí)究已知的函數(shù).在Windows中,它就叫窗口過(guò)程.在.NET框架中它就叫委托.不論術(shù)語(yǔ)怎么講,事件為軟件模塊提供了一條調(diào)用直到運(yùn)行時(shí)才知道的函數(shù)的途徑.回調(diào)就是事件處理程序.激發(fā)一個(gè)事件就意味著會(huì)調(diào)用事件處理程序.第一個(gè)接收者交給發(fā)送者一個(gè)注冊(cè)事件處理程序的指針.

下面是些我們通常會(huì)用到事件的一些情形.

向客戶端通報(bào)實(shí)時(shí)事件:用戶按下一個(gè)按鍵;時(shí)間到了午夜;風(fēng)扇停止,CPU著火了.

報(bào)告一個(gè)時(shí)間很長(zhǎng)的操作的進(jìn)展情況:當(dāng)拷貝文件或者搜索一個(gè)海量數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),組件可能會(huì)定期的喚起一個(gè)事件來(lái)報(bào)告已經(jīng)拷貝了多少文件或者已經(jīng)搜索了多少條記錄.

報(bào)告一些重要的或者感興趣的事情的發(fā)生:如果你在你的程序中用IWebBrowser2訪問(wèn)Microsoft Internet Explorer,在導(dǎo)航到一個(gè)新頁(yè)面之前和之后或者當(dāng)它創(chuàng)建了一個(gè)新窗口等等它都會(huì)通報(bào)你.

調(diào)用庫(kù)函數(shù):C運(yùn)行時(shí)庫(kù)函數(shù) qsort可以對(duì)對(duì)象數(shù)組排序,但是你必須將要比較的對(duì)象提供給這個(gè)函數(shù).很多STL容器都有這些技巧.大多數(shù)程序員不會(huì)說(shuō)qsort回調(diào)了一個(gè)事件,但是沒(méi)理由你不能這么想.它是”time to compare”事件.

一些讀者偶爾會(huì)問(wèn):異常和事件的區(qū)別是什么?最主要的區(qū)別是異常描述的是假定不會(huì)發(fā)生卻發(fā)生了的意想不到的情形.比如你的程序用光了內(nèi)存或用零做了除數(shù).哦,這就是你不希望發(fā)生的異常的情形,一旦它們發(fā)生了,你的程序必須對(duì)它進(jìn)行處理.然而事件是正常的日常操作的一部分并且完全是意料之中的.用戶移動(dòng)了鼠標(biāo)或按下一個(gè)按鍵.瀏覽器導(dǎo)航到新頁(yè)面.從控制流的角度來(lái)看,事件就是一個(gè)函數(shù)調(diào)用,而異常是跨越調(diào)用棧的長(zhǎng)跳轉(zhuǎn).

對(duì)于事件最普遍的誤解是:它們是異步的.盡管事件經(jīng)常被用來(lái)處理用戶輸入及其他異步操作,事件本身是同步發(fā)生的.激活一個(gè)事件和調(diào)用事件處理是一回事.它看起來(lái)像下面這段偽碼:

// raise Foo event

for (/* each registered object */) {

  obj->FooHandler(/* args */);

}

控制權(quán)立即被交給事件處理程序,直到它處理完成才會(huì)返回.有些系統(tǒng)提供了異步方式激活事件的途徑;如Windows讓你用PostMessage替代SendMessage.控制權(quán)立即從PostMessage回收,而消息稍后才會(huì)被處理.

但是.NET框架事件和我在此討論的事件都是一旦被激活就立刻被處理.當(dāng)然,你總是能夠從運(yùn)行在單獨(dú)的線程的代碼里激活事件,或者用異步委托調(diào)用來(lái)執(zhí)行導(dǎo)致事件異步(相對(duì)于主線程)發(fā)生的線程池里的每一個(gè)事件處理程序.

Windows處理事件的方式(擁有大量窗口過(guò)程和類型一致的WPARAM/LPARAM參數(shù)),以現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看也是相當(dāng)簡(jiǎn)單的.因此所有的Windows程序都在用這一套機(jī)制,即使是今天.有些程序員甚至創(chuàng)建不可視窗口來(lái)傳遞事件.窗口過(guò)程并不是真實(shí)的事件機(jī)制,原因在于Windows只允許每個(gè)窗口只能有一個(gè)窗口過(guò)程,因而如果每個(gè)窗口過(guò)程都調(diào)用它之前的,則多個(gè)窗口過(guò)程就能鏈接起來(lái).這種流程就是子過(guò)程.在真實(shí)的事件系統(tǒng)中,可以不分層次的為同樣的事件注冊(cè)不只一個(gè)的接收者.

在.NET框架中,事件機(jī)制很健全.任何對(duì)象都能定義事件,并且多個(gè)對(duì)象可以監(jiān)聽(tīng)它們.在.NET中,事件通過(guò)委托(.NET中回調(diào)的替代詞)來(lái)工作.更重要的是委托是類型安全的,不再有void*或WPARAM/LPARAM之類的東西.

在托管擴(kuò)展中,要定義一個(gè)事件可以用__event關(guān)鍵字.例如Windows::Forms中的Button類有一個(gè)Click事件:

// in Button class

public:

  __event EventHandler* Click;

事件處理程序是一個(gè)接受一個(gè)Object和EventArgs參數(shù)的函數(shù)委托:

public __delegate void EventHandler(

   Object* sender,

   EventArgs* e

);

要接收事件你要實(shí)現(xiàn)一個(gè)有正確的參數(shù)的處理者成員函數(shù)并創(chuàng)建一個(gè)委托封裝它,然后調(diào)用事件操作符”+=”來(lái)注冊(cè)你的處理函數(shù)/委托.對(duì)于Click事件,它看起來(lái)像這樣:

// event handler

void CMyForm::OnAbort(Object* sender, EventArgs *e)

{

  ...

}

// register my handler

m_abortButton->Click += new EventHandler(this, OnAbort);

注意處理函數(shù)必須和委托定義的參數(shù)一樣.所有這些都能在MSDN的Managed Extensions 101找到.但是你問(wèn)的并不是托管事件而是本地事件-怎樣在本地C++中實(shí)現(xiàn)事件?C++沒(méi)有內(nèi)建的事件機(jī)制,你能做什么呢?你能用typedef來(lái)定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)然后讓客戶接受它,有點(diǎn)像qsort那頂舊帽子.更不畢說(shuō)當(dāng)你要處理幾個(gè)事件時(shí)會(huì)有多麻煩.當(dāng)你想用成員函數(shù)取代靜態(tài)外部函數(shù)來(lái)作為事件處理函數(shù),它會(huì)尤其丑陋!

定義事件更好的方法是創(chuàng)建一個(gè)接口.COM就是這么做的.但是你不畢用C++實(shí)現(xiàn)所有的COM代碼,你可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的類.我以自己寫的一個(gè)類名為CPrimerCalculator的類為例,它用來(lái)找出的質(zhì)數(shù).當(dāng)它運(yùn)行時(shí),它會(huì)激活兩種類型的事件:一個(gè)”進(jìn)度”事件和一個(gè)”完成”事件.這些事件由IPrimeEvents接口定義.從.NET或COM的角度來(lái)看IPrimeEvents就是一個(gè)接口;它就是一個(gè)普通而古老的定義了簽名(參數(shù)和返回類型)的C++抽象類.所有處理CPrimerCalculator事件的客戶都必須實(shí)現(xiàn)IPrimeEvents,然后調(diào)用CPrimeCalculator::Register注冊(cè)它們的接口.CPrimeCalculator將這些對(duì)象/接口添加到自身的鏈表中去.當(dāng)CPrimeCalculator測(cè)試每個(gè)整數(shù)的質(zhì)數(shù)性時(shí),它會(huì)周期性的報(bào)告截止到目前一共找到了多少質(zhì)數(shù):

// in CPrimeCalculator::FindPrimes

for (UINT p=2; p<max; p++) {

   // figure out if p is prime

   if (/* every now and then */)

      NotifyProgress(GetNumberOfPrimes());

   ...

}

NotifyDone();

CPrimeCalculator調(diào)用自己的助手函數(shù)NotifyProgress和NotifyDone來(lái)激活事件.這些函數(shù)遍歷事件鏈表,調(diào)用每個(gè)客戶的合適的事件處理函數(shù).代碼如下:

void CPrimeCalculator::NotifyProgress(UINT nFound)

{

  list<IPrimeEvents*>::iterator it;

  for (it=m_clients.begin(); it!=m_clients.end(); it++) {

    (*it)->OnProgress(nFound);

  }

}

如果你還沒(méi)忘記STL,你會(huì)明白迭代器的解除引用操作符會(huì)返回當(dāng)前對(duì)象,上面代碼中的for循環(huán)里的那一行等同于下面:

IPrimeEvents* obj = *it;

obj->OnProgress(nFound);

有一個(gè)類似的不帶參數(shù)的NotifyDone函數(shù)能激發(fā)完成事件.你應(yīng)該明白在客戶知道當(dāng)FindPrimes返回控制權(quán)時(shí)CPrimeCalculator已經(jīng)完成之前沒(méi)有必要用”完成”事件.除了一種情況以外你可能是對(duì)的.那就是可能不止有一個(gè)客戶為接收事件注冊(cè)了,并且很可能不是同一個(gè)客戶調(diào)用了CPrimeCalculator::FindPrimes.圖3就是我的PrimeCalc測(cè)試程序.PrimeCalc為質(zhì)數(shù)事件實(shí)現(xiàn)了兩種不同的事件處理過(guò)程.第一個(gè)就是主對(duì)話框本身CMyDlg,它利用多重繼承實(shí)現(xiàn)了IPrimeEvents接口.這個(gè)對(duì)話框處理了OnProgress和OnDone事件,它在窗口中顯示進(jìn)度并且當(dāng)完成是有提示音.另一個(gè)是CTracePrimeEvents,它同樣實(shí)現(xiàn)了IPrimeEvents接口.它的實(shí)現(xiàn)是顯示診斷信息.寫CTracePrimeEvents的目的是為了展示怎樣為同樣的事件注冊(cè)一個(gè)以上的客戶.

                                    圖 3 PrimeCalc in Action

   在用CPrimeCalculator寫應(yīng)用程序的程序員看來(lái)處理事件是很簡(jiǎn)單而清晰的.從IPrimeEvents派生,實(shí)現(xiàn)處理函數(shù),然后注冊(cè)自己.在通過(guò)寫各種類來(lái)激發(fā)事件的程序員看來(lái),這個(gè)過(guò)程是有點(diǎn)單調(diào)乏味的.首先你得定義事件接口,這還湊活.但緊接著你的寫注冊(cè)和解除注冊(cè)函數(shù),更不畢說(shuō)為每一個(gè)Foo事件寫下NotifyFoo函數(shù).如果你有15個(gè)事件,特別是每一個(gè)NotifyFoo函數(shù)都像一個(gè)娘胎里出來(lái)似的,這就相當(dāng)討厭了.

void CMyClass::NotifyFoo(/* args */)

{

  list<IPrimeEvents*>::iterator it;

  for (it=m_clients.begin(); it!=m_clients.end(); it++) {

    (*it)->OnFoo(/* args */);

  }

}

                        
                                 圖 4 PrimeCalc在TraceWin中的輸出

   迭代客戶鏈表中的NotifyFoo,為每一個(gè)已注冊(cè)客戶調(diào)用適當(dāng)?shù)?/SPAN>OnFoo處理函數(shù),傳給它需要的任何參數(shù).有沒(méi)有什么方法能用宏或模板或其它什么東西把它通用化來(lái)減輕這份苦差事把你從寫一些令人厭煩的樣板代碼中解放出來(lái)呢?事實(shí)上,確實(shí)有!在下個(gè)月我會(huì)向你們展示.同樣的時(shí)間,同樣的頻道.在此之前-Happy Programming!