如何在 JavaScript 中实现 Event Bus

#javascript

介绍

Event Bus 事件总线，通常作为多个模块间的通信机制，相当于一个事件管理中心，一个模块发送消息，其它模块接受消息，就达到了通信的作用。

比如，Vue 组件间的数据传递可以使用一个 Event Bus 来通信，也可以用作微内核插件系统中的插件和核心通信。

原理

Event Bus 本质上是采用了发布-订阅的设计模式，比如多个模块 A、B、C 订阅了一个事件 EventX，然后某一个模块 X 在事件总线发布了这个事件，那么事件总线会负责通知所有订阅者 A、B、C，它们都能收到这个通知消息，同时还可以传递参数。

// 关系图
                           模块X
                            ⬇发布EventX
╔════════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║                         Event Bus                                  ║
║                                                                    ║
║         【EventX】       【EventY】       【EventZ】   ...           ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  ⬆订阅EventX            ⬆订阅EventX           ⬆订阅EventX
 模块A                   模块B                  模块C

分析

如何使用 JavaScript 来实现一个简单版本的 Event Bus

  • 首先构造一个 EventBus 类，初始化一个空对象用于存放所有的事件
  • 在接受订阅时，将事件名称作为 key 值，将需要在接受发布消息后执行的回调函数作为 value 值，由于一个事件可能有多个订阅者，所以这里的回调函数要存储成列表
  • 在发布事件消息时，从事件列表里取得指定的事件名称对应的所有回调函数，依次触发执行即可

以下是代码详细实现，可以复制到谷歌浏览器控制台直接运行检测效果。

代码

class EventBus {
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this.eventObject = {};
  }
  // 发布事件
  publish(eventName) {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackList = this.eventObject[eventName];

    if (!callbackList) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let callback of callbackList) {
      callback();
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      this.eventObject[eventName] = [];
    }

    // 存储订阅者的回调函数
    this.eventObject[eventName].push(callback);
  }
}

// 测试
const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", () => {
  console.log("模块A");
});
eventBus.subscribe("eventX", () => {
  console.log("模块B");
});
eventBus.subscribe("eventX", () => {
  console.log("模块C");
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish("eventX");

// 输出
// > 模块A
// > 模块B
// > 模块C

上面我们实现了最基础的发布和订阅功能，实际应用中，还可能有更进阶的需求。

进阶

1. 如何在发送消息时传递参数

发布者传入一个参数到 EventBus 中，在 callback 回调函数执行的时候接着传出参数，这样每一个订阅者就可以收到参数了。

代码

class EventBus {
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this.eventObject = {};
  }
  // 发布事件
  publish(eventName, ...args) {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackList = this.eventObject[eventName];

    if (!callbackList) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let callback of callbackList) {
      // 执行时传入参数
      callback(...args);
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      this.eventObject[eventName] = [];
    }

    // 存储订阅者的回调函数
    this.eventObject[eventName].push(callback);
  }
}

// 测试
const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块A", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块B", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块C", obj, num);
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published!" }, 1);


// 输出
// > 模块A {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块B {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块C {msg: 'EventX published!'} 1

2. 订阅后如何取消订阅

有时候订阅者只想在某一个时间段订阅消息，这就涉及带取消订阅功能。我们将对代码进行改造。

首先，要实现指定订阅者取消订阅，每一次订阅事件时，都生成唯一一个取消订阅的函数，用户直接调用这个函数，我们就把当前订阅的回调函数删除。

// 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
const unSubscribe = () => {
  // 清除这个订阅者的回调函数
  delete this.eventObject[eventName][id];
};

其次，订阅的回调函数列表使换成对象结构存储，为每一个回调函数设定一个唯一 id， 注销回调函数的时候可以提高删除的效率，如果还是使用数组的话需要使用 split 删除，效率不如对象的 delete。

代码

class EventBus {
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this.eventObject = {};
    // 回调函数列表的id
    this.callbackId = 0;
  }
  // 发布事件
  publish(eventName, ...args) {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackObject = this.eventObject[eventName];

    if (!callbackObject) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let id in callbackObject) {
      // 执行时传入参数
      callbackObject[id](...args);
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this.eventObject[eventName] = {};
    }

    const id = this.callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this.eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this.eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this.eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this.eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }
}

// 测试
const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块A", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块B", obj, num);
});
const subscriberC = eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块C", obj, num);
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published!" }, 1);

// 模块C取消订阅
subscriberC.unSubscribe();

// 再次发布事件eventX，模块C不会再收到消息了
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published again!" }, 2);

// 输出
// > 模块A {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块B {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块C {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块A {msg: 'EventX published again!'} 2
// > 模块B {msg: 'EventX published again!'} 2

3. 如何只订阅一次

如果一个事件只发生一次，通常也只需要订阅一次，收到消息后就不用再接受消息。

首先，我们提供一个 subscribeOnce 的接口，内部实现几乎和 subscribe 一样，只有一个地方有区别，在 callbackId 前面的加一个字符 d，用来标示这是一个需要删除的订阅。

// 标示为只订阅一次的回调函数
const id = "d" + this.callbackId++;

然后，在执行回调函数后判断当前回调函数的 id 有没有标示，决定我们是否需要删除这个回调函数。

// 只订阅一次的回调函数需要删除
if (id[0] === "d") {
  delete callbackObject[id];
}

代码

class EventBus {
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this.eventObject = {};
    // 回调函数列表的id
    this.callbackId = 0;
  }
  // 发布事件
  publish(eventName, ...args) {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackObject = this.eventObject[eventName];

    if (!callbackObject) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let id in callbackObject) {
      // 执行时传入参数
      callbackObject[id](...args);

      // 只订阅一次的回调函数需要删除
      if (id[0] === "d") {
        delete callbackObject[id];
      }
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this.eventObject[eventName] = {};
    }

    const id = this.callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this.eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this.eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this.eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this.eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }

  // 只订阅一次
  subscribeOnce(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this.eventObject[eventName] = {};
    }

    // 标示为只订阅一次的回调函数
    const id = "d" + this.callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this.eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this.eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this.eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this.eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }
}

// 测试
const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块A", obj, num);
});
eventBus.subscribeOnce("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块B", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块C", obj, num);
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published!" }, 1);

// 再次发布事件eventX，模块B只订阅了一次，不会再收到消息了
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published again!" }, 2);

// 输出
// > 模块A {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块C {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块B {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块A {msg: 'EventX published again!'} 2
// > 模块C {msg: 'EventX published again!'} 2

4. 如何清除某个事件或者所有事件

我们还希望通过一个 clear 的操作来将指定事件的所有订阅清除掉，这个通常在一些组件或者模块卸载的时候用到。

// 清除事件
  clear(eventName) {
    // 未提供事件名称，默认清除所有事件
    if (!eventName) {
      this.eventObject = {};
      return;
    }

    // 清除指定事件
    delete this.eventObject[eventName];
  }

和取消订阅的逻辑相似，只不过这里统一处理了。

代码

class EventBus {
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this.eventObject = {};
    // 回调函数列表的id
    this.callbackId = 0;
  }
  // 发布事件
  publish(eventName, ...args) {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackObject = this.eventObject[eventName];

    if (!callbackObject) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let id in callbackObject) {
      // 执行时传入参数
      callbackObject[id](...args);

      // 只订阅一次的回调函数需要删除
      if (id[0] === "d") {
        delete callbackObject[id];
      }
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this.eventObject[eventName] = {};
    }

    const id = this.callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this.eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this.eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this.eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this.eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }

  // 只订阅一次
  subscribeOnce(eventName, callback) {
    // 初始化这个事件
    if (!this.eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this.eventObject[eventName] = {};
    }

    // 标示为只订阅一次的回调函数
    const id = "d" + this.callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this.eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this.eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this.eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this.eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }

  // 清除事件
  clear(eventName) {
    // 未提供事件名称，默认清除所有事件
    if (!eventName) {
      this.eventObject = {};
      return;
    }

    // 清除指定事件
    delete this.eventObject[eventName];
  }
}

// 测试
const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块A", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块B", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj, num) => {
  console.log("模块C", obj, num);
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published!" }, 1);

// 清除
eventBus.clear("eventX");

// 再次发布事件eventX，由于已经清除，所有模块都不会再收到消息了
eventBus.publish("eventX", { msg: "EventX published again!" }, 2);

// 输出
// > 模块A {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块B {msg: 'EventX published!'} 1
// > 模块C {msg: 'EventX published!'} 1
// > eventX not found!

5. TypeScript 版本

鉴于现在 TypeScript 已经被大规模采用，尤其是大型前端项目，我们简要的改造为一个 TypeScript 版本

可以复制以下代码到 TypeScript Playground 体验运行效果

代码

interface ICallbackList {
  [id: string]: Function;
}

interface IEventObject {
  [eventName: string]: ICallbackList;
}

interface ISubscribe {
  unSubscribe: () => void;
}

interface IEventBus {
  publish<T extends any[]>(eventName: string, ...args: T): void;
  subscribe(eventName: string, callback: Function): ISubscribe;
  subscribeOnce(eventName: string, callback: Function): ISubscribe;
  clear(eventName: string): void;
}

class EventBus implements IEventBus {
  private _eventObject: IEventObject;
  private _callbackId: number;
  constructor() {
    // 初始化事件列表
    this._eventObject = {};
    // 回调函数列表的id
    this._callbackId = 0;
  }
  // 发布事件
  publish<T extends any[]>(eventName: string, ...args: T): void {
    // 取出当前事件所有的回调函数
    const callbackObject = this._eventObject[eventName];

    if (!callbackObject) return console.warn(eventName + " not found!");

    // 执行每一个回调函数
    for (let id in callbackObject) {
      // 执行时传入参数
      callbackObject[id](...args);

      // 只订阅一次的回调函数需要删除
      if (id[0] === "d") {
        delete callbackObject[id];
      }
    }
  }
  // 订阅事件
  subscribe(eventName: string, callback: Function): ISubscribe {
    // 初始化这个事件
    if (!this._eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this._eventObject[eventName] = {};
    }

    const id = this._callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this._eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this._eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this._eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this._eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }

  // 只订阅一次
  subscribeOnce(eventName: string, callback: Function): ISubscribe {
    // 初始化这个事件
    if (!this._eventObject[eventName]) {
      // 使用对象存储，注销回调函数的时候提高删除的效率
      this._eventObject[eventName] = {};
    }

    // 标示为只订阅一次的回调函数
    const id = "d" + this._callbackId++;

    // 存储订阅者的回调函数
    // callbackId使用后需要自增，供下一个回调函数使用
    this._eventObject[eventName][id] = callback;

    // 每一次订阅事件，都生成唯一一个取消订阅的函数
    const unSubscribe = () => {
      // 清除这个订阅者的回调函数
      delete this._eventObject[eventName][id];

      // 如果这个事件没有订阅者了，也把整个事件对象清除
      if (Object.keys(this._eventObject[eventName]).length === 0) {
        delete this._eventObject[eventName];
      }
    };

    return { unSubscribe };
  }

  // 清除事件
  clear(eventName: string): void {
    // 未提供事件名称，默认清除所有事件
    if (!eventName) {
      this._eventObject = {};
      return;
    }

    // 清除指定事件
    delete this._eventObject[eventName];
  }
}

// 测试
interface IObj {
  msg: string;
}

type PublishType = [IObj, number];

const eventBus = new EventBus();

// 订阅事件eventX
eventBus.subscribe("eventX", (obj: IObj, num: number) => {
  console.log("模块A", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj: IObj, num: number) => {
  console.log("模块B", obj, num);
});
eventBus.subscribe("eventX", (obj: IObj, num: number) => {
  console.log("模块C", obj, num);
});

// 发布事件eventX
eventBus.publish<PublishType>("eventX", { msg: "EventX published!" }, 1);

// 清除
eventBus.clear("eventX");

// 再次发布事件eventX，由于已经清除，所有模块都不会再收到消息了
eventBus.publish<PublishType>("eventX", { msg: "EventX published again!" }, 2);

// 输出
// [LOG]: "模块A",  {
//   "msg": "EventX published!"
// },  1
// [LOG]: "模块B",  {
//   "msg": "EventX published!"
// },  1
// [LOG]: "模块C",  {
//   "msg": "EventX published!"
// },  1
// [WRN]: "eventX not found!"

6. 单例模式

在实际使用过程中，往往只需要一个事件总线就能满足需求，这里有两种情况，保持在上层实例中单例和全局单例。

  1. 保持在上层实例中单例

将事件总线引入到上层实例使用，只需要保证在一个上层实例中只有一个 EventBus，如果上层实例有多个，意味着有多个事件总线，但是每个上层实例管控自己的事件总线。
首先在上层实例中建立一个变量用来存储事件总线，只在第一次使用时初始化，后续其他模块使用事件总线时直接取得这个事件总线实例。

代码

// 上层实例
class LWebApp {
  private _eventBus?: EventBus;

  constructor() {}

  public getEventBus() {
    // 第一次初始化
    if (this._eventBus == undefined) {
      this._eventBus = new EventBus();
    }

    // 后续每次直接取唯一一个实例，保持在LWebApp实例中单例
    return this._eventBus;
  }
}

// 使用
const eventBus = new LWebApp().getEventBus();
  1. 全局单例

有时候我们希望不管哪一个模块想使用我们的事件总线，我们都想这些模块使用的是同一个实例，这就是全局单例，这种设计能更容易统一管理事件。

写法同上面的类似，区别是要把 _eventBus 和 getEventBus 转为静态属性。使用时无需实例化 EventBusTool 工具类，直接使用静态方法就行了。

代码

// 上层实例
class EventBusTool {
  private static _eventBus?: EventBus;

  constructor() {}

  public static getEventBus(): EventBus {
    // 第一次初始化
    if (this._eventBus == undefined) {
      this._eventBus = new EventBus();
    }

    // 后续每次直接取唯一一个实例，保持全局单例
    return this._eventBus;
  }
}

// 使用
const eventBus = EventBusTool.getEventBus();

总结

以上是小编对 Event Bus 的一些理解，基本上实现了想要的效果。通过自己动手实现一遍发布订阅模式，也加深了对经典设计模式的理解。其中还有很多不足和需要优化的地方，欢迎大家多多分享自己的经验。

参考

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