如何在 Java 中實現「事件驅動架構」

[jingkecn]

背景

在軟件開發中，「事件驅動架構（簡稱 EDA，下同）」是實現松耦合系統設計的其中一種模式。

源於 .Net 的靈感

在 .Net 中，「委託（Delegation）」是實現 EDA 的基本模式，其「事件（Event）」通過 delegate 關鍵字和 event 關鍵字 聲明定義：

// A delegate is a type that represents references to methods 
// with a particular parameter list and return type.
delegate void SampleEventHandler(/* params */);

// The event keyword is used to declare an event in a publisher class.
event SampleEventHandler SampleEvent;

而「事件」則由「事件監聽目標（Event Target）」觸發（Dispatch），并由「事件監聽器（Event Listener）」監聽（Listen）。

事件監聽目標（Event Target）

一個「事件監聽目標」通常負責：

• 定義事件（Event Definition）
• 觸發事件（Event Dispatching）

/**
 * A sample of event target in C#.
 **/
class SampleEventTarget {
    // Event definition.
    delegate void SampleEventHandler(/* params */);
    event SampleEventHandler SampleEvent;

    // Event dispatching.
    // Dispatch SampleEvent somewhere in member methods.
    //     SampleEvent?.invoke(/* params */);
}

事件監聽器（Event Listener）

一個「事件監聽器」則負責在監聽到事件時處理（Handle）事件。

/**
 * A sample of event listener in C#.
 **/
class SampleEventListener {
    void OnSampleEventInvoked(/* params */) {
        // Handle event here.
    }
}

註冊（Registration）和註銷（Cancellation）

通常來說，在全局作用域，中控負責：

• 向事件目標「註冊」事件監聽器
• 向事件目標「註銷」事件監聽器

var sampleEventTarget = new SampleEventTarget();
var sampleEventListener = new SampleEventListener();

del lambdaEventHandler = (/* params */) => {
    sampleEventListener.OnSampleEventInvoked(/* params */);
};
// Register lambda event handler to event target.
sampleEventTarget.SampleEvent += lambdaEventHandler;
// Cancel lambda event handler from event target.
sampleEventTarget.SampleEvent -= lambdaEventHandler;

// Register event handler reference to event target.
sampleEventTarget.SampleEvent += sampleEventListener.OnSampleEventInvoked;
// Cancel event handler reference from event target.
sampleEventTarget.SampleEvent -= sampleEventListener.OnSampleEventInvoked;

在 Java 中實現

那麼在 Java 中，與 .Net 中 delegate 和 event 相對應的又是什麼呢？
綜上可知，delegate 聲明定義了事件處理方法的函數簽名，那麼這對應了 Java 中的函數式接口（Functional Interface）:

// Defines an event handler.
@FunctionalInterface
interface ISampleEventHandler {
    void invoke(/* params */);
}

那麼 event 呢？經觀察，我們可推定，.Net 中的 event 聲明了一個集合（由 += 和 -= 操作符推測），而其元素為 SampleEventHandler 委託類型：

// An event in Java can be a collection of event handlers.
HashSet<ISampleEventHandler> sampleEvent = new HashSet();

那麼，接下來我們只需要依樣畫葫蘆就好了：

事件監聽目標（Event Target）

/**
 * A sample of event target in Java.
 **/
class SampleEventTarget {
    // Defines an event handler.
    @FunctionalInterface
    interface ISampleEventHandler {
        void invoke(/* params */);
    }

    // An event in Java can be a collection of event handlers.
    HashSet<ISampleEventHandler> sampleEvent = new HashSet();

    // Event dispatching.
    // Dispatch sampleEvent somewhere in member methods.
    //     sampleEvent.forEach { handler -> handler.invoke(/* params */); };
}

事件監聽器（Event Listener）

/**
 * A sample of event listener in Java.
 **/
class SampleEventListener {
    void onSampleEventInvoked(/* params */) {
        // Handle event here.
    }
}

註冊（Registration）和註銷（Cancellation）

SampleEventTarget sampleEventTarget = new SampleEventTarget();
SampleEventListener sampleEventListener = new SampleEventListener();

ISampleEventHandler sampleEventHandler = new ISampleEventHandler() {
    @Override
    void invoke(/* params */) {
        sampleEventListener.onSampleEventInvoked(/* params */)
    }
};
// Register event handler to event target.
sampleEventTarget.sampleEvent.add(sampleEventHandler);
// Cancel event handler from event target.
sampleEventTarget.sampleEvent.remove(sampleEventHandler);

Function</* param types */, Void> lambdaEventHandler = (/* params */) => {
    sampleEventListener.onSampleEventInvoked(/* params */);
    return null;
};
// Register lambda event handler to event target (Java 8+ required).
sampleEventTarget.sampleEvent.add(lambdaEventHandler);
// Cancel lambda event handler from event target.
sampleEventTarget.sampleEvent.remove(lambdaEventHandler);

// Register event handler reference to event target (Java 8+ required).
sampleEventTarget.SampleEvent.add(sampleEventListener::OnSampleEventInvoked);
// Cancel event handler reference from event target.
sampleEventTarget.SampleEvent.remove(sampleEventListener::OnSampleEventInvoked);

總結

本篇實現的思路中最反直覺的地方有兩處：

Lambda 表達式

Java 8 新增了 lambda 表達式以觸發現有的方法，因此上面 Java 中的

sampleEventTarget.sampleEvent.add((/* params */) -> { /* ... */ });

實際上是

sampleEventTarget.sampleEvent.add(new ISampleEventHandler() { /* ... */ });

的語法糖。

方法引用（Method References）

Java 8 中還新增了「方法引用（Method References）」，因此我們完全可以擺脫 ISampleEventHandler 實現的強制性，直接註冊與 ISampleEventHandler 有相同函數簽名的方法即可。

[!TODO]
Android 新增了 Kotlin 支持，在 Kotlin 中實現相同的「事件驅動架構」會更加接近 .Net 的模式。

參見

No.	Link
[1]	Wikipedia - Event-driven Architecture
[2]	How to: Publish Events that Conform to .NET Framework Guidelines (C# Programming Guide).
[3]	The Java™ Tutorials > Method References.