寻求真相 — C#的delegate底层原理

  先来看一段代码：

class AClass
{
    public delegate int MyDelegate(string str);
    public MyDelegate myDelegate;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int LocalFunction(string a)
        {
            return 789;
        }

        AClass aClass = new AClass();
        aClass.myDelegate += t => { return 123; };
        aClass.myDelegate -= t => { return 456; };
        aClass.myDelegate -= LocalFunction;
        aClass.myDelegate += LocalFunction;

        aClass.myDelegate = new AClass.MyDelegate(LocalFunction);
        aClass.myDelegate?.Invoke("");
    }
}

  编译生成exe可执行文件，并反编译IL得到代码如下：

反编译IL得到的结果（图一）

  接着再看AClass是什么样子的:

AClass（图二）

  根据图上可知，委托MyDelegate最终会被生成为一个类，并且继承于MulticastDelegate，MulticastDelegate继承Delegate，而myDelegate则是它的实例。当我们对委托+= 操作时候，其实是调用了Delegate.Combine()函数，如上图的匿名函数，会被传进Combine中，并返回一个新的Delegate对象给myDelegate。-=操作会调用Remove函数。不知道你注意到没有，当我们写一个匿名函数传递给委托时候，会被生成一个函数，例如图一的b__0_1和b__0_2，也就是说每次绑定的匿名函数都会被生成一个带名字的函数，哪怕你写的匿名函数一模一样，编译后都不是同一个东西。但如果不是匿名函数，像LocalFunction，委托的+=和-=都是对同一个函数操作。

  我们不妨再看看源码Delegate.Combine()怎么玩转的：

public static Delegate Combine(Delegate a, Delegate b)
{
    if (a == null)
    {
        return b;
    }
    return a.CombineImpl(b);
}

protected virtual Delegate CombineImpl(Delegate d)
{
    throw new MulticastNotSupportedException(Environment.GetResourceString("Multicast_Combine"));
}

  CombineImpl是虚函数，会调用带子类MulticastDelegate.CombineImpl()，代码太多，只贴一部分:

protected sealed override Delegate CombineImpl(Delegate follow)
{
    if (follow == null)
    {
        return this;
    }
    if (!Delegate.InternalEqualTypes(this, follow))
    {
        throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_DlgtTypeMis"));
    }
    MulticastDelegate multicastDelegate = (MulticastDelegate)follow;
    int num = 1;
    object[] array = multicastDelegate._invocationList as object[];
    if (array != null)
    {
        num = (int)multicastDelegate._invocationCount;
    }
    object[] array2 = this._invocationList as object[];
    int num2;
    object[] array3;
    if (array2 == null)
    {
        num2 = 1 + num;
        array3 = new object[num2];
        array3[0] = this;
        if (array == null)
        {
            array3[1] = multicastDelegate;
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < num; i++)
            {
                array3[1 + i] = array[i];
            }
        }
        return this.NewMulticastDelegate(array3, num2);
    }

看到这里大概都能猜到了，每个委托类无非就是包含了一个数组，数组记录了多个Delegate，当我们编写+=，把回调函数的包装类MulticastDelegate的数据合并到另一个MulticastDelegate中，一旦执行invoke，便调用所有的回调函数。

Author : SunnyDecember
Date : 2019.11.16
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