日益边缘化的四弟,异步计算

事件是C#的基础之一,学好事件对于了解.NET框架大有好处。

1、前言

自己在用的Excel操作类,因为经常在工作中要操作Excel文件,可是使用vba实现起来实在是不方便,而且编写也很困难,拼接一个字符串都看的眼花。

事件最常见的比喻就是订阅,即,如果你订阅了我的博客,那么,当我发布新博客的时候,你就会得到通知。

  在网络编程中,阻塞、非阻塞、同步、异步经常被提到。unix网络编程第一卷第六章专门讨论五种不同的IO模型,Stevens讲的非常详细,我记得去年看第一遍时候,似懂非懂,没有深入理解。网上有详细的分析:。我结合网上博客和书总结一下,加以区别,加深理解。

这个时候C#出现了,发现使用C#来操作Excel非常方便,比VBA不知道高到哪里去了,而且直接就可以上手,所以我就把常用的一些操作封装成了一个类,编译成DLL方便在各个项目中调用。

澳门新葡亰平台官网,而这个过程就是事件,或者说是事件运行的轨迹。

2、数据流向

其实使用第三方控件也可以实现相应的功能,而且某些控件也是使用Visual Studio Tools for Office (VSTO)中同样风格的接口,直接就可以上手,不过好用的都是要付费的。这里不做讨论。

事件是发散,以我的博客为核心,向所有订阅者发送消息。我们把这种发散称之为[多播]。

  网络IO操作实际过程涉及到内核和调用这个IO操作的进程。以read为例,read的具体操作分为以下两个部分:

 

最常见的事件用途是窗体编程,在Windows窗体应用程序和WPF应用程序中。

  (1)内核等待数据可读

首先要添加程序集引用:Microsoft.Office.Interop.Excel,因为我们使用的是OFFICE2016,所以选择15.0.0.0版本。

当在窗体中点击按钮,移动鼠标等事件时,相应的后台程序会收到通知,再执行代码。

  (2)将内核读到的数据拷贝到进程

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事件的定义

详细过程如下图所示:

 

官方对事件的说明是这样的:类或对象可以通过事件向其他类或对象通知发生的相关事情。

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只要继承Excel这个抽象类并实现handler方法即可。

换成正常语言就是,事件可以定义成静态的或普通的,所以事件就可以由声明的对象调用,也可以直接通过类调用静态事件。

3、网络IO模型详细分析

 

事件是C#中的一种类型,除了框架为我们定义好的事件外,我们还可以自定义事件,用event关键字来声明。

  常见的IO模型有阻塞、非阻塞、IO多路复用,异步。以一个生动形象的例子来说明这四个概念。周末我和女友去逛街,中午饿了,我们准备去吃饭。周末人多,吃饭需要排队,我和女友有以下几种方案:

  1 using System;
  2 using System.Collections.Generic;
  3 using System.Diagnostics;
  4 using System.Runtime.InteropServices;
  5 using Microsoft.Office.Interop.Excel;
  6 using System.IO;
  7 using static System.IO.File;
  8 
  9 namespace ExcelHelper
 10 {
 11     /*
 12      2018-08-17 13:43:53
 13      luoc@zhiweicl.com
 14          */
 15     /// <summary>
 16     /// Excel抽象类,封装了常用的方法,只需要实现Hanlder方法即可。
 17     /// </summary>
 18     public abstract class Excel
 19     {
 20         /// <summary>
 21         /// 实例化Excel对象
 22         /// </summary>
 23         /// <param name="debugMode">设置Debug模式(Excel可见性,屏幕刷新,不提示警告窗体)</param>
 24         protected Excel(bool debugMode = true)
 25         {
 26             try
 27             {
 28                 ExcelApp = GetExcelApplication();
 29                 DebugMode = debugMode;
 30             }
 31             catch (InvalidCastException)
 32             {
 33                 throw new COMException("对不起,没有获取到本机安装的Excel对象,请尝试修复或者安装Office2016后使用本软件!");
 34             }
 35         }
 36 
 37         /// <summary>
 38         /// 显示Excel窗口
 39         /// </summary>
 40         public void Show()
 41         {
 42             if (!ExcelApp.Visible)
 43             {
 44                 ExcelApp.Visible = true;
 45             }
 46         }
 47 
 48         /// <summary>
 49         /// 获取Excel对象,如果不存在则打开
 50         /// </summary>
 51         /// <returns>返回一个Excel对象</returns>
 52         public Application GetExcelApplication()
 53         {
 54             Application application;
 55             try
 56             {
 57                 application = (Application)Marshal.GetActiveObject("Excel.Application");//尝试取得正在运行的Excel对象
 58                 Debug.WriteLine("Get Running Excel");
 59             }
 60             //没有打开Excel则会报错
 61             catch (COMException)
 62             {
 63                 application = CreateExcelApplication();//打开Excel
 64                 Debug.WriteLine("Create new Excel");
 65             }
 66             Debug.WriteLine(application.Version);//打印Excel版本
 67             return application;
 68         }
 69 
 70         /// <summary>
 71         /// 创建一个Excel对象
 72         /// </summary>
 73         /// <param name="visible">是否显示Excel,默认为True</param>
 74         /// <param name="caption">标题栏</param>
 75         /// <returns>返回创建好的Excel对象</returns>
 76         public Application CreateExcelApplication(bool visible = true, string caption = "New Application")
 77         {
 78             var application = new Application
 79             {
 80                 Visible = visible,
 81                 Caption = caption
 82             };
 83             return application;
 84         }
 85 
 86         /// <summary>
 87         /// 退出Excel
 88         /// </summary>
 89         public void Exit()
 90         {
 91             if (ExcelApp.Workbooks.Count > 0)
 92             {
 93                 ExcelApp.DisplayAlerts = false;
 94                 ExcelApp.Workbooks.Close(); //关闭所有工作簿
 95             }
 96             ExcelApp.Quit(); //退出Excel
 97             ExcelApp.DisplayAlerts = true;
 98         }
 99         /// <summary>
100         /// 杀死Excel进程
101         /// </summary>
102         public void Kill()
103         {
104             if (ExcelApp.Workbooks.Count > 0)
105             {
106                 ExcelApp.DisplayAlerts = false;
107                 ExcelApp.Workbooks.Close(); //关闭所有工作簿
108             }
109             ExcelApp.Quit();
110             GC.Collect();
111             KeyMyExcelProcess.Kill(ExcelApp);
112         }
113         /// <summary>
114         /// Excel实例对象
115         /// </summary>
116         public Application ExcelApp { get; }
117 
118         /// <summary>
119         /// 获取workbook对象
120         /// </summary>
121         /// <param name="name">工作簿全名</param>
122         /// <returns></returns>
123         public Workbook GetWorkbook(string name)
124         {
125             var wbk = ExcelApp.Workbooks[name];
126             return wbk;
127         }
128 
129         /// <summary>
130         /// 获取workbook对象
131         /// </summary>
132         /// <param name="index">索引</param>
133         /// <returns></returns>
134         public Workbook GetWorkbook(int index)
135         {
136             var wbk = ExcelApp.Workbooks[index];
137             return wbk;
138         }
139 
140         /// <summary>
141         /// 获取workbook活动对象
142         /// </summary>
143         /// <returns></returns>
144         public Workbook GetWorkbook()
145         {
146             var wbk = ExcelApp.ActiveWorkbook;
147             return wbk;
148         }
149 
150         /// <summary>
151         /// 打开工作簿
152         /// </summary>
153         /// <param name="path"></param>
154         /// <returns></returns>
155         public Workbook OpenFromFile(string path)
156         {
157             var workbook = ExcelApp.Workbooks.Open(path);
158             return workbook;
159         }
160 
161         /// <summary>
162         /// 添加工作簿
163         /// </summary>
164         /// <returns></returns>
165         public Workbook AddWorkbook()
166         {
167             var workbook = ExcelApp.Workbooks.Add();
168             return workbook;
169         }
170 
171         /// <summary>
172         /// 保存工作簿
173         /// </summary>
174         /// <param name="workbook"></param>
175         /// <param name="path"></param>
176         public void SaveWorkbook(Workbook workbook, string path)
177         {
178             workbook.SaveAs(path);
179         }
180 
181         /// <summary>
182         /// 关闭工作簿
183         /// </summary>
184         /// <param name="workbook"></param>
185         public void CloseWorkbook(Workbook workbook)
186         {
187             workbook.Close(false, Type.Missing, Type.Missing);
188         }
189 
190         /// <summary>
191         /// 打开或者查找表
192         /// </summary>
193         /// <param name="path"></param>
194         /// <param name="filename"></param>
195         /// <returns></returns>
196         public Workbook OpenAndFindWorkbook(string path, string filename)
197         {
198             var pathFull = Path.Combine(path, filename);
199             string fileName;
200             if (!Exists(pathFull))
201             {
202                 pathFull = Directory.GetFiles(path, filename)[0];
203                 fileName = Path.GetFileName(pathFull);
204             }
205             else
206             {
207                 fileName = Path.GetFileName(filename);
208             }
209 
210 
211             Workbook res = null;
212             //遍历所有已打开的工作簿
213             foreach (Workbook ws in ExcelApp.Workbooks)
214             {
215                 if (ws.Name != fileName) continue;
216                 res = GetWorkbook(fileName); //OpenFromFile(umts_path).Worksheets[1];
217                 break;
218             }
219 
220             //如果没有找到就直接打开文件
221             return res ?? (OpenFromFile(pathFull));
222         }
223 
224         /// <summary>
225         /// 打开或者查找表
226         /// </summary>
227         /// <param name="filename">文件名全路径</param>
228         /// <returns></returns>
229         public Workbook OpenAndFindWorkbook(string filename)
230         {
231             var pathFull = filename;
232             string fileName;
233             var path = Path.GetDirectoryName(filename);
234             if (!Exists(pathFull))
235             {
236                 pathFull = Directory.GetFiles(path ?? throw new InvalidOperationException(), filename)[0];
237                 fileName = Path.GetFileName(pathFull);
238             }
239             else
240             {
241                 fileName = Path.GetFileName(filename);
242             }
243 
244 
245             Workbook res = null;
246             //遍历所有已打开的工作簿
247             foreach (Workbook ws in ExcelApp.Workbooks)
248             {
249                 if (ws.Name != fileName) continue;
250                 res = GetWorkbook(fileName); //OpenFromFile(umts_path).Worksheets[1];
251                 break;
252             }
253 
254             //如果没有找到就直接打开文件
255             return res ?? (OpenFromFile(pathFull));
256         }
257 
258         /// <summary>
259         /// 复制列到另一张表
260         /// </summary>
261         /// <param name="sourceWorksheet">源表</param>
262         /// <param name="sourceRows">源列</param>
263         /// <param name="sourceStart">起始位置</param>
264         /// <param name="newWorksheet">目的表</param>
265         /// <param name="newRows">目的列</param>
266         /// <param name="newStart">目的位置</param>
267         public void CopyRow2OtherSheet(Worksheet sourceWorksheet, string[] sourceRows, int sourceStart,
268             Worksheet newWorksheet, string[] newRows, int newStart)
269         {
270             int intrngEnd = GetEndRow(sourceWorksheet);
271             if (newRows != null && (sourceRows != null && sourceRows.Length == newRows.Length))
272             {
273                 for (int i = 0; i < sourceRows.Length; i++)
274                 {
275                     var rg = sourceRows[i] + sourceStart + ":" + sourceRows[i] + intrngEnd;
276                     sourceWorksheet.Range[rg]
277                         .Copy(newWorksheet.Range[newRows[i] + newStart]);
278                     //  new_worksheet.Cells[65536, new_rows[i]].End[XlDirection.xlUp].Offset(1, 0).Resize(intrngEnd, 1).Value = source_worksheet.Cells[2, source_rows[i]].Resize(intrngEnd, new_rows[i]).Value;
279                 }
280             }
281             else
282             {
283                 Console.WriteLine("Error source_rows length not is new_rows length!");
284             }
285         }
286 
287         /// <summary>
288         /// 复制列到另一张表
289         /// </summary>
290         /// <param name="sourceWorksheet">源表</param>
291         /// <param name="sourceRows">源列</param>
292         /// <param name="sourceStart">起始位置</param>
293         /// <param name="newWorksheet">目的表</param>
294         /// <param name="newRows">目的列</param>
295         /// <param name="newStart">目的位置</param>
296         public void CopyRow2OtherSheet(Worksheet sourceWorksheet, int[] sourceRows, int sourceStart, Worksheet newWorksheet,
297             int[] newRows, int newStart)
298         {
299             int intrngEnd = GetEndRow(sourceWorksheet);
300             if (sourceRows.Length == newRows.Length)
301             {
302                 for (int i = 0; i < sourceRows.Length; i++)
303                 {
304                     newWorksheet.Cells[65536, newRows[i]].End[XlDirection.xlUp].Offset(sourceStart, 0).Resize(intrngEnd, sourceStart)
305                         .Value = sourceWorksheet.Cells[newStart, sourceRows[i]].Resize(intrngEnd, newRows[i]).Value;
306                 }
307             }
308             else
309             {
310                 Console.WriteLine("Error source_rows length not is new_rows length!");
311             }
312         }
313 
314         /// <summary>
315         /// 复制表头到另一个sheet中
316         /// </summary>
317         /// <param name="sourceWorksheet">表头所在的sheet</param>
318         /// <param name="newWorksheet">要复制到的sheet</param>
319         /// <param name="start">起始位置</param>
320         public void CopyHeader(Worksheet sourceWorksheet, Worksheet newWorksheet, int start = 1)
321         {
322             if (sourceWorksheet.Rows != null)
323                 sourceWorksheet.Rows[start].Copy(newWorksheet.Cells[1, 1]); //把数据表的表头复制到新表中
324         }
325 
326         /// <summary>
327         /// 设置特定列的数据
328         /// </summary>
329         /// <param name="worksheet">源表</param>
330         /// <param name="row">要设置的列号</param>
331         /// <param name="len">长度</param>
332         /// <param name="value">要设的值</param>
333         /// ///
334         public void SetSheetRow(Worksheet worksheet, int row, int len, string value)
335         {
336             //int intrngEnd = this.GetEndRow(worksheet);//取特定列最后一列的长度
337             worksheet.Cells[65536, row].End[XlDirection.xlUp].Offset(1, 0).Resize(len, 1).Value = value;
338         }
339 
340         /// <summary>
341         /// 取有效列的最后一列的长度
342         /// </summary>
343         /// <param name="worksheet"></param>
344         /// <returns></returns>
345         public int GetEndRow(Worksheet worksheet)
346         {
347             int res = worksheet.UsedRange.Rows.Count;
348             return res;
349         }
350 
351         /// <summary>
352         /// 插入图片
353         /// </summary>
354         /// <param name="path">图片路径</param>
355         /// <param name="worksheet">要插入的表</param>
356         /// <param name="range">要插入的range</param>
357         public void AddPic(string path, Worksheet worksheet, Range range)
358         {
359             this.AddPic(path, worksheet, range, range.Width, range.Height);
360         }
361 
362         /// <summary>
363         /// 插入图片
364         /// </summary>
365         /// <param name="path">图片路径</param>
366         /// <param name="worksheet">要插入的表</param>
367         /// <param name="range">要插入的range</param>
368         /// <param name="width">图片的宽度</param>
369         /// <param name="height">图片的高度</param>
370         public void AddPic(string path, Worksheet worksheet, Range range, int width, int height)
371         {
372             worksheet.Shapes.AddPicture(path, Microsoft.Office.Core.MsoTriState.msoCTrue,
373                     Microsoft.Office.Core.MsoTriState.msoCTrue, range.Left, range.Top, width, height).Placement =
374                 XlPlacement.xlMoveAndSize;
375         }
376 
377         /// <summary>
378         /// 批量插入图片
379         /// </summary>
380         /// <param name="pngdic">单元格范围-图片名</param>
381         /// <param name="imgBase">图片根目录</param>
382         /// <param name="worksheet">要插入图片的worksheet</param>
383         /// <returns>返回处理好的图片日志</returns>
384         public string InsertMultipleImages(Dictionary<string, string> pngdic, string imgBase, Worksheet worksheet)
385         {
386             string msg = null;
387             foreach (var s in pngdic)
388             {
389                 string imgPath = Path.Combine(imgBase, s.Value);
390                 if (!Exists(imgPath))
391                 {
392                     continue;
393                 }
394 
395                 Range range = worksheet.Range[s.Key];
396                 AddPic(imgPath, worksheet, range);
397                 msg = s.Value + "t" + s.Key + "ttt" + range.Left.ToString() + "t" + range.Top.ToString() + "n";
398             }
399 
400             return msg;
401         }
402 
403         /// <summary>
404         /// 主要实现这个方法
405         /// </summary>
406         /// <param name="path">要打开的文件路径</param>
407         public abstract void Handler(string path = null);
408         /// <summary>
409         /// 开启或者关闭屏幕刷新
410         /// </summary>
411         public bool ScreenUpdating
412         {
413             get => ExcelApp.ScreenUpdating;
414             set => ExcelApp.ScreenUpdating = value;
415         }
416         /// <summary>
417         /// Excel可见性
418         /// </summary>
419         public bool Visible
420         {
421             get => ExcelApp.Visible;
422             set => ExcelApp.Visible = value;
423         }
424         /// <summary>
425         /// 是否显示警告窗体
426         /// </summary>
427         public bool DisplayAlerts
428         {
429             get => ExcelApp.DisplayAlerts;
430             set => ExcelApp.DisplayAlerts = value;
431         }
432         private bool _debugMode;
433         /// <summary>
434         /// 设置DEBUG模式
435         /// </summary>
436         public bool DebugMode
437         {
438             get => _debugMode;
439             set
440             {
441                 _debugMode = value;
442                 //设置是否显示警告窗体
443                 DisplayAlerts = value;
444                 //设置是否显示Excel
445                 Visible = value;
446                 //禁止刷新屏幕
447                 ScreenUpdating = value;
448             }
449         }
450     }
451     /// <summary>
452     /// 关闭Excel进程
453     /// </summary>
454     public class KeyMyExcelProcess
455     {
456         [DllImport("User32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
457         public static extern int GetWindowThreadProcessId(IntPtr hwnd, out int id);
458         public static void Kill(Application excel)
459         {
460             try
461             {
462                 IntPtr t = new IntPtr(excel.Hwnd);   //得到这个句柄,具体作用是得到这块内存入口
463                 GetWindowThreadProcessId(t, out var k);   //得到本进程唯一标志k
464                 System.Diagnostics.Process p = System.Diagnostics.Process.GetProcessById(k);   //得到对进程k的引用
465                 p.Kill();     //关闭进程k
466             }
467             catch (Exception e)
468             {
469                 Console.WriteLine(e.Message);
470             }
471 
472         }
473     }
474 }

下面我们来看最基础的事件定义。

  (1)我和女友点完餐后,不知道什么时候能做好,只好坐在餐厅里面等,直到做好,然后吃完才离开。

 

public delegate void TestDelegate(string message);                                                  
public event TestDelegate testEvent;

女友本想还和我一起逛街的,但是不知道饭能什么时候做好,只好和我一起在餐厅等,而不能去逛街,直到吃完饭才能去逛街,中间等待做饭的时间浪费掉了。这就是典型的阻塞。网络中IO阻塞如下图所示:

我们首先定义了一个委托,然后利用event关键字,定义一个事件。

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整体上看,好像就是在定义一个委托,只是在委托的定义之前,加了个event关键字。

  (2)我女友不甘心白白在这等,又想去逛商场,又担心饭好了。所以我们逛一会,回来询问服务员饭好了没有,来来回回好多次,饭都还没吃都快累死了啦。这就是非阻塞。需要不断的询问,是否准备好了。网络IO非阻塞如下图所示:澳门新葡亰平台官网 4

没错,事件的定义就是这样,因为要声明一个事件,需要两个元素:

  (3)与第二个方案差不多,餐厅安装了电子屏幕用来显示点餐的状态,这样我和女友逛街一会,回来就不用去询问服务员了,直接看电子屏幕就可以了。这样每个人的餐是否好了,都直接看电子屏幕就可以了,这就是典型的IO多路复用,如select、poll、epoll。网络IO具体模型如下图所示:

一,标识提供对事件的响应的方法的委托。

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二,一个类,用存储事件的数据。即,事件要定义在类中。

  (4)女友不想逛街,又餐厅太吵了,回家好好休息一下。于是我们叫外卖,打个电话点餐,然后我和女友可以在家好好休息一下,饭好了送货员送到家里来。这就是典型的异步,只需要打个电话说一下,然后可以做自己的事情,饭好了就送来了。linux提供了AIO库函数实现异步,但是用的很少。目前有很多开源的异步IO库,例如libevent、libev、libuv。异步过程如下图所示:

下面我们来为这个事件赋值。

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public void Init()
{   
    testEvent += new TestDelegate(EventSyntax_testEvent); 
    testEvent += EventSyntax_testEvent; 
}
private void EventSyntax_testEvent(string message)
{
    Console.WriteLine(message);
}

4、同步与异步

如代码所示,我们使用了+=这个符号来为事件赋值,赋值的内容是一个委托和一个函数。

  实际上同步与异步是针对应用程序与内核的交互而言的。同步过程中进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否完成。异步过程中进程触发IO操作以后,直接返回,做自己的事情,IO交给内核来处理,完成后内核通知进程IO完成。同步与异步如下图所示:

其中+=我们将他理解为【添加】。

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代码中,我们使用两种赋值模式,但实际上都是为事件testEvent添加一个委。

5、阻塞与非阻塞

第二种将函数直接【添加】到事件中,编译时也会把函数转换成委托【添加】到事件中。

  简单理解为需要做一件事能不能立即得到返回应答,如果不能立即获得返回,需要等待,那就阻塞了,否则就可以理解为非阻塞。详细区别如下图所示:

系统提供事件

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C#的框架都很经典,而每个经典框架都为我们提供了一些经典事件。

 

由于事件必须[标识响应方法的委托],所以这些事件所使用的委托都有一个共同的特点,命名中包含Event。

参考资料:

比如EventHandler,CancelEventHandler,RoutedEventHandler,ContextMenuEventHandler等。

其中最经典的就是EventHandler和RoutedEventHandler。

EventHandler:

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