用TypeScript实现一个类型安全的EventBus

RR9
2,075 阅读7分钟

前言

随着vue3的发布，TypeScript在国内越来越流行，学习TypeScript也随即变成了大势所趋。本文就通过实现一个类型安全的EventBus来练习TypeScript，希望对小伙伴们有所帮助。

准备工作

生成一个TypeScript的基础架子：

// 创建目录
mkdir ts-event-bus && cd ts-event-bus
// 初始化工程
yarn init -y
// 安装typescript
yarn add typescript -D
// 生成typescript配置文件
npx tsc --init

这样一来我们就搭建好了一个TypeScript的基础架子，为了方便我们后续的测试，我们需要下载ts-node,它可以让我们在不编译TypeScript代码的情况下运行TypeScript。

yarn add ts-node -D

目标

  • 基础功能完备,包括注册，发布，取消订阅三个核心功能。
  • 类型安全，能约束我们输入的参数，并且有代码提示。

思路

每一个Event都可以注册多个处理函数，我们用一个Set来保存这些处理函数，再用一个Map来保存Event到对应Set的映射,如图所示:

image.png

具体实现

// 定义泛型函数类型
type Handler<T = any> = (val: T) => void;

class EventBus<Events extends Record<string, any>> {
  /** 保存 key => set 映射 */
  private map: Map<string, Set<Handler>> = new Map();
  
  on<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    handler: Handler<Events[EventName]>
  ) {
    let set: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!set) {
      set = new Set();
      this.map.set(name as string, set);
    }
    set.add(handler);
  }
}

这里我们分成逻辑和类型两方面来讲

逻辑方面，我们初始化了一个空的Map，然后当调用on 用来注册事件的时候，先去根据EventName来找有没有对应的Set，没有就创建一个，并且把事件添加到Set中，这一部分的代码相当简单，实现起来也没什么难度。

类型方面，我们将EventBus 定义为一个泛型类，并约束泛型为 Events extends Record<string, any>,这样就约束了传入的泛型参数必须是一个对象类型，例如：

type Events = {
    foo : number;
    bar : string;
}

我们可以通过这个类型来获取key对应value的类型

// number;
type ValueTypeOfFoo = Events['foo']

进而可以获取foo事件对应的handler函数的类型,即:

// (val:number) => void;
type HandlerOfFoo = Handler<Events['foo']>

我们又将on方法设置为泛型函数，同时约束EventName extends keyof Events，这样一来Events[EventName] 就是对应值的类型，Handler<Events[EventName]>就是处理函数的类型。通过这样的方式我们实现了一个类型安全的on方法。

接着我们编写一段代码测试一下

可以看到，我们在vscode中编写代码的时候，编辑器能给我们代码提示了。 image.png

我们键入handler函数，编辑器也会提醒我们val是一个string类型。 image.png

当我们传的参数不合法的时候，TypeScript也会给我们警告 image.png

image.png

接下来我们依葫芦画瓢实现emit函数。

class EventBus<Events extends Record<string, any>> {
 ... others code
  /** 触发事件 */
  emit<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    value: Events[EventName]
  ) {
    const set: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!set) return;
    const copied = [...set];
    copied.forEach((fn) => fn(value));
  }
}

先找到EventName对应的Set，如果有就取出并依次执行。这里的逻辑也相当简单，我们编写代码测试一下

const bus = new EventBus<{
  foo: string;
  bar: number;
}>();

bus.on("foo", (val) => {
  console.log(val);
});

// 输出 hello
bus.emit("foo", "hello");

我们在终端运行npx ts-node ./index.ts,输出hello,说明我们的程序已经生效。

接下来我们实现取消订阅的功能。

{
  ...
  off<EventName extends keyof Events>(
    name?: EventName,
    handler?: Handler<Events[EventName]>
  ): void {
    // 什么都不传，则清除所有事件
    if (!name) {
      this.map.clear();
      return;
    }

    // 只传名字，则清除同名事件
    if (!handler) {
      this.map.delete(name as string);
      return;
    }

    // name 和 handler 都传了，则清除指定handler
    const handlers: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!handlers) {
      return;
    }
    handlers.delete(handler);
  }
}

取消订阅我们这样设计，它传入0至2个参数，什么都不传代表清除所有事件，只传一个参数代表清除同名事件，传两个参数代表只清除该事件指定的处理函数，所以它的两个参数都是可选的，实现的逻辑也非常简单，我们这里不多赘述。

我们编写一段测试代码看下效果

const bus = new EventBus<{
  foo: string;
  bar: number;
}>();

// 测试传2个参数的情况
const handlerFoo1 = (val: string) => {
  console.log("2个参数 handlerFoo1 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo1);
bus.emit("foo", "hello");
// 打印 2个参数 handlerFoo1 => hello
bus.off("foo", handlerFoo1);
bus.emit("foo", "hello");
// 什么都没打印

// 测试传1个参数的情况
const handlerFoo2 = (val: string) => {
  console.log("1个参数 handlerFoo2 => ", val);
};
const handlerFoo3 = (val: string) => {
  console.log("1个参数 handlerFoo3 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo2);
bus.on("foo", handlerFoo3);

bus.emit("foo", "hello");
// 打印 1个参数 handlerFoo2 => hello
// 打印 1个参数 handlerFoo3 => hello
bus.off("foo");
bus.emit("foo", "hello");
// 什么都没输出

// 测试传0个参数的情况
const handlerFoo4 = (val: string) => {
  console.log("0个参数 handlerFoo4 => ", val);
};
const handlerBar1 = (val: number) => {
  console.log("0个参数 handlerBar1 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo4);
bus.on("bar", handlerBar1);

bus.emit("foo", "hello");
bus.emit("bar", 123);
// 打印 1个参数 handlerFoo4 => hello
// 打印 1个参数 handlerBar1 => 123
bus.off();
bus.emit("foo", "hello");
bus.emit("bar", 123);
// 什么都没输出

从测试结果来看，我们的off方法功能也没问题，这样就完成了我们的EventBus。

此外，我们还可以给我们的方法加上注释，这样在我们鼠标移到api上方和我们输入参数的时候，编辑器就会有提示。

  /**
   * 订阅事件
   * @param name 事件名
   * @param handler 事件处理函数
   */
  on<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    handler: Handler<Events[EventName]>
  ) {
    let set: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!set) {
      set = new Set();
      this.map.set(name as string, set);
    }
    set.add(handler);
  }

image.png

image.png

可以看到，编辑器给我们提供了很好的提示，极大方便了我们的编码。

我们还可以用函数重载来改进我们的off方法,以获得更友好的提示

{
  /**
   *  清除所有事件
   */
  off(): void;
  /**
   * 清除同名事件
   * @param name 事件名
   */
  off<EventName extends keyof Events>(name: EventName): void;
  /**
   * 清除指定事件
   * @param name 事件名
   * @param handler 事件处理函数
   */
  off<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    handler: Handler<Events[EventName]>
  ): void;
  off<EventName extends keyof Events>(
    name?: EventName,
    handler?: Handler<Events[EventName]>
  ): void {
    // 什么都不传，则清除所有事件
    if (!name) {
      this.map.clear();
      return;
    }

    // 只传名字，则清除同名事件
    if (!handler) {
      this.map.delete(name as string);
      return;
    }

    // name 和 handler 都传了，则清除指定handler
    const handlers: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!handlers) {
      return;
    }
    handlers.delete(handler);
  }
}

改造前的提示:

image.png

改造后的提示:

image.png

image.png

image.png

至此，我们就完成了一个功能完备，类型安全的EventBus了。

全部代码

type Handler<T = any> = (val: T) => void;

class EventBus<Events extends Record<string, any>> {
  private map: Map<string, Set<Handler>> = new Map();

  /**
   * 订阅事件
   * @param name 事件名
   * @param handler 事件处理函数
   */
  on<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    handler: Handler<Events[EventName]>
  ) {
    let set: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!set) {
      set = new Set();
      this.map.set(name as string, set);
    }
    set.add(handler);
  }

  /**
   * 触发事件
   * @param name 事件名
   * @param handler 事件处理函数
   */
  emit<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    value: Events[EventName]
  ) {
    const set: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!set) return;
    const copied = [...set];
    copied.forEach((fn) => fn(value));
  }
  /**
   *  清除所有事件
   */
  off(): void;
  /**
   * 清除同名事件
   * @param name 事件名
   */
  off<EventName extends keyof Events>(name: EventName): void;
  /**
   * 清除指定事件
   * @param name 事件名
   * @param handler 处理函数
   */
  off<EventName extends keyof Events>(
    name: EventName,
    handler: Handler<Events[EventName]>
  ): void;

  off<EventName extends keyof Events>(
    name?: EventName,
    handler?: Handler<Events[EventName]>
  ): void {
    // 什么都不传，则清除所有事件
    if (!name) {
      this.map.clear();
      return;
    }

    // 只传名字，则清除同名事件
    if (!handler) {
      this.map.delete(name as string);
      return;
    }

    // name 和 handler 都传了，则清除指定handler
    const handlers: Set<Handler<Events[EventName]>> | undefined = this.map.get(
      name as string
    );
    if (!handlers) {
      return;
    }
    handlers.delete(handler);
  }
}

const bus = new EventBus<{
  foo: string;
  bar: number;
}>();

// 测试传2个参数的情况
const handlerFoo1 = (val: string) => {
  console.log("2个参数 handlerFoo1 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo1);
bus.emit("foo", "hello");
// 打印 2个参数 handlerFoo1 => hello
bus.off("foo", handlerFoo1);
bus.emit("foo", "hello");
// 什么都没打印

// 测试传1个参数的情况
const handlerFoo2 = (val: string) => {
  console.log("1个参数 handlerFoo2 => ", val);
};
const handlerFoo3 = (val: string) => {
  console.log("1个参数 handlerFoo3 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo2);
bus.on("foo", handlerFoo3);

bus.emit("foo", "hello");
// 打印 1个参数 handlerFoo2 => hello
// 打印 1个参数 handlerFoo3 => hello
bus.off("foo");
bus.emit("foo", "hello");
// 什么都没输出

// 测试传0个参数的情况
const handlerFoo4 = (val: string) => {
  console.log("0个参数 handlerFoo4 => ", val);
};
const handlerBar1 = (val: number) => {
  console.log("0个参数 handlerBar1 => ", val);
};
bus.on("foo", handlerFoo4);
bus.on("bar", handlerBar1);

bus.emit("foo", "hello");
bus.emit("bar", 123);
// 打印 1个参数 handlerFoo4 => hello
// 打印 1个参数 handlerBar1 => 123
bus.off();
bus.emit("foo", "hello");
bus.emit("bar", 123);
// 什么都没输出

后记

EventBus是工作中常用的工具,本文用Typescript实现一个具备基础功能且类型安全的EventBus，是我近期学习Typescript的知识总结，希望小伙伴们有所帮助。

本文的代码已同步到GitHub上，喜欢的同学可以 clone 下来学习，如果喜欢那就点个👍吧！

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