《C#多播委托：深入解析核心机制与实战应用指南》

在 C# 中，​多播委托（Multicast Delegate）​ 是一种可以引用多个方法的委托类型，它允许将多个方法绑定到同一个委托实例上，并通过一次调用触发所有方法的执行。这是事件处理机制的核心实现基础。以下从底层机制到实际应用详细解析：

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一、委托基础

1. ​委托的本质
   委托是类型安全的函数指针，继承自 System.MulticastDelegate 类。每个委托实例内部维护一个调用列表（Invocation List）​，用于存储多个目标方法。

   csharp

   public delegate void MyDelegate(string message); // 委托定义

2. ​单播 vs 多播

   • ​单播委托：仅绑定单个方法。
   • ​多播委托：通过 += 或 Delegate.Combine 添加多个方法。

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二、多播委托的底层机制

1. ​调用列表结构
   委托实例内部通过 _invocationList 字段（实际是 object[] 数组）存储多个方法引用。每次 += 操作会生成一个新的委托实例，合并原有和新增的方法。

2. ​执行顺序
   方法按添加顺序依次执行。若委托有返回值，​只有最后一个方法的返回值会被保留，其他返回值会被丢弃。

3. ​异常传播
   若某个方法抛出异常，后续方法将不会执行。需遍历调用列表逐个执行以处理异常：

   csharp

   foreach (MyDelegate handler in myDelegate.GetInvocationList())
   {
       try { handler("test"); }
       catch (Exception ex) { /* 处理异常 */ }
   }

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三、多播委托的创建与操作

1. ​绑定方法
   使用 += 添加方法，-= 移除方法：

   csharp

   MyDelegate del = Method1;
   del += Method2; // 添加 Method2
   del -= Method1;  // 移除 Method1

2. ​组合委托
   通过 Delegate.Combine 和 Delegate.Remove 动态操作调用列表：

   csharp

   MyDelegate del1 = Method1;
   MyDelegate del2 = Method2;
   MyDelegate combined = (MyDelegate)Delegate.Combine(del1, del2);

3. ​空委托处理
   调用空委托会抛出 NullReferenceException。安全调用方式：

   csharp

   del?.Invoke("message"); // C# 6.0+ 空条件操作符

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四、多播委托的应用场景

1. ​事件处理
   事件基于多播委托实现，允许多个订阅者响应同一事件：

   csharp

   public class Button
   {
       public event EventHandler Clicked; // 事件声明
   
       public void Click()
       {
           Clicked?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
       }
   }
   
   // 订阅
   button.Clicked += OnButtonClicked;
   button.Clicked += () => Console.WriteLine("Lambda处理");

2. ​回调机制
   实现观察者模式，多个对象监听同一状态变化。

3. ​异步编程
   结合 BeginInvoke 和 EndInvoke 实现异步调用（注：.NET Core 后已不推荐使用）。

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五、示例代码

csharp

using System;

public delegate void MathOperation(int a, int b);

class Program
{
    static void Add(int a, int b) => Console.WriteLine($"{a} + {b} = {a + b}");
    static void Subtract(int a, int b) => Console.WriteLine($"{a} - {b} = {a - b}");

    static void Main()
    {
        MathOperation operations = Add;
        operations += Subtract;

        // 执行多播委托
        operations(10, 5); 
        // 输出:
        // 10 + 5 = 15
        // 10 - 5 = 5

        // 移除方法
        operations -= Add;
        operations(20, 3); 
        // 输出: 20 - 3 = 17
    }
}

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六、注意事项

1. ​返回值处理
   避免在需要收集所有返回值的场景使用多播委托。可通过遍历调用列表手动收集结果：

   csharp

   List<int> results = new List<int>();
   foreach (Func<int> func in multicastDelegate.GetInvocationList())
   {
       results.Add(func());
   }

2. ​性能考虑
   频繁的 +=/-= 操作会产生新委托实例，在高性能场景需谨慎使用。

3. ​线程安全
   委托的加减操作非原子性，多线程环境下需加锁：

   csharp

   lock (lockObject)
   {
       myDelegate += NewHandler;
   }

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总结

多播委托是C#实现事件和回调机制的核心，其通过调用列表管理多个方法引用。理解其底层结构（如 GetInvocationList 和异常处理）有助于编写健壮的代码。尽管直接使用多播委托的场景较少（通常用事件替代），但掌握其原理对深入理解C#事件模型至关重要。