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C#語法:反射,架構師的入門

來自:kiba518

鏈接:http://www.cnblogs.com/kiba/p/9446905.html

前言

編程其實就是寫代碼,而寫代碼目的就是實現業務,所以,語法和框架也是為了實現業務而存在的。因此,不管多麼高大上的標的,實質上都是業務。

所以,我認為不要把寫代碼上升到科學的高度。上升到藝術就可以了,因為藝術本身也沒有高度。

軟體設計存在過度設計,語法和框架的理解,也存在過度理解。比如,反編譯下,看看反射是怎麼實現的。

有興趣是好事,但就算知道了反射的本質,瞭解了反射是如何設計的,你技術也沒什麼質的改變。因為,技術水平最終還是要落實到應用上。

在比如,過度的追求代碼性能,也不見得是一件好事,因為,[大多數]情況下,硬體比程式員便宜多了。。。(註意這裡指的是代碼不是演算法和資料庫性能)

所以,不論什麼事,過度了,總不是好事。

本篇文章主要介紹C#反射【用法】。

反射是架構師必會的基礎,因為任何一個被設計出來的框架,都要使用反射。

反射也是最隱蔽的語法,因為反射寫出來後,通常它會被直接封裝,然後呼叫者就只負責使用,不再關註他的具體實現。

這與它的特性有關,因為反射就是為了減少代碼冗餘而存在的,所以,看不見很正常。

反射的定義

官方定義:反射提供了封裝程式集、模塊和型別的物件(Type 型別)。可以使用反射動態創建型別的實體,將型別系結到現有物件,或從現有物件獲取型別並呼叫其方法或訪問其欄位和屬性。如果代碼中使用了屬性,可以利用反射對它們進行訪問。

看不懂?沒關係,我們把它翻譯成人類可理解的語言。

C#編程語言中,最常使用的是類和類中的函式和屬性。正向呼叫的方法是,創建類,然後用類創建一個物件。接下來就可以用這個物件呼叫類中的方法和屬性了。

而反射,就是相對於這種正向呼叫的存在。即,它是反向呼叫。

反射可以通過類名的字串來創建類,可以通過函式名的字串和屬性名的字串,來呼叫類下的函式和屬性。

有同學會問了, 既然正向可以呼叫,那麼反向呼叫乾什麼呢?

會有這種問題的同學,先彆著急,繼續往下看,反射既然存在,就必然有存在的道理。

反射的基礎應用

1、類反射

先看下麵代碼;代碼為通過類名稱的字符,反射出類的物件。

public class ReflectionSyntax

{

    public static void Excute()

    {

        Type type = GetType(“Syntax.Kiba”);

        Kiba kiba = (Kiba)Activator.CreateInstance(type);

        Type type2 = GetType2(“Syntax.Kiba”);

        Kiba kiba2 = (Kiba)Activator.CreateInstance(type2);

    }

    public static Type GetType(string fullName)

    {

        Assembly assembly = Assembly.Load(“Syntax”);

        Type type = assembly.GetType(fullName, true, false);

        return type;

    }

 

    public static Type GetType2(string fullName)

    {

        Type t = Type.GetType(fullName);

        return t;

    }

}

public class Kiba

{

    public void PrintName()

    {

        Console.WriteLine(“Kiba518”);

    }

}

在代碼中我們看到,反射時傳遞了字串”Syntax.Kiba”,然後通過解析字串,獲取到了該字串對應的類的型別,最後再借助Activator來輔助創建類的實體。

其中字串”Syntax.Kiba”是一個完全限定名。什麼是完全限定名?完全限定名就是命名空間+類名。在反射的時候,需要我們傳遞完全限定名來確定到底要去哪個命名空間,找哪個類。

在代碼中我們還可以看到,獲取型別的方式有兩種,一種是較複雜的,一種是簡單的。

GetType2方法是簡單的獲取類別,通過Type直接就解析了字串。而GetType則先進行了加載Assembly(組件),然後再由組件獲取型別。

兩者有什麼區別呢?

區別是,用Type直接解析,只能解析當前命名空間下的類。如果該類存在於取用的DLL中,就解析不了。

而GetType方法中的[Assembly.Load指定了程式集名],所以,在反射時,就會去指定的命名空間里找對應的類。這樣就能找到非本程式集下的類了。

[Assembly.Load指定了程式集名]這句話不好理解?

沒關係,換個表達,Assembly.Load指定了命名空間的名稱,所以反射時,會去這個命名空間里找類,這樣是不是就好理解了。

Assembly

Assembly的存在讓反射變得特別靈活,其中Assembly.Load不止可以匯入我們引入的程式集(或命名空間)。

也可以匯入我們未引入程式集的dll。呼叫樣式如下:

System.Reflection.Assembly o = System.Reflection.Assembly.Load(“mscorlib.dll”);

Assembly匯入了程式集後,還可以不借助Activator來輔助,自己就可以創建類。如下:

Assembly assembly = Assembly.Load(“Syntax”);

Kiba kiba = (Kiba)assembly.CreateInstance(“Syntax.Kiba”);

有的同學可能會擔心性能,會覺得這樣反射,會使程式變慢。

有這種想法的同學,其實你已經是在過度理解語法了。這種地方的代碼性能其實是可以不用關心的。

那麼,到底會不會變慢呢?

答案是這樣的,如果你是使用完全限定名來反射,速度就是一樣的。如果是反射時,只寫了一個類名,那麼速度就會變慢。因為它要遍歷所有的命名空間,去找這個類。

即,只要反射時把類的命名空間寫全,那麼速度就不會慢。

2、函式反射

函式的反射應用主要是使用類MethodInfo類反射,下麵先看下基礎應用。

public static void ExcuteMethod()

{

    Assembly assembly = Assembly.Load(“Syntax”);

    Type type = assembly.GetType(“Syntax.Kiba”, true, false);

    MethodInfo method =  type.GetMethod(“PrintName”);

    object kiba = assembly.CreateInstance(“Syntax.Kiba”);

    object[] pmts = new object[] { “Kiba518” };

    method.Invoke(kiba, pmts);//執行方法 

}

public class Kiba

{

    public string Name { get; set; }

    public void PrintName(string name)

    {

        Console.WriteLine(name);

    }

}

一些同學第一眼看上去可能會有點不適應,因為好像很多類都是大家不經常用的。這也沒辦法,因為這是一個進階的過程,必須經歷從陌生到熟悉。當你熟悉了這樣的代碼後,就代表你的技術水平又進步了一個臺階。

下麵講解一些這些代碼。

首先我們匯入了命名空間,接著我們獲取了該命名空間下Kiba這個類的型別;接下來我們通過這個型別來獲取指定名稱的函式。

然後我們通過Assembly創建了一個Kiba的實體,接著定義了一個引數的Object陣列,因為Kiba類下的函式PrintName只有一個引數,所以,我們只為這個Object陣列添加一個物件[Kiba518]。

最後,我們通過method.Invoke來呼叫這個函式,由於是反射,所以呼叫時,需要指定Kiba類的實體物件和入參。

這樣,函式的反射就實現了。

3、屬性反射

屬性反射是用PropertyInfo類來實現,下麵看基礎的屬性反射。

public static void ExcuteProperty()

{

    Kiba kiba = new Kiba();

    kiba.Name = “Kiba518”;

    object name = ReflectionSyntax.GetPropertyValue(kiba, “Name”);

    Console.WriteLine(name);

}

public static object GetPropertyValue(object obj, string name)

{

    PropertyInfo property = obj.GetType().GetProperty(name);

    if (property != null)

    {

        object drv1 = property.GetValue(obj, null);

        return drv1;

    }

    else

    {

        return null;

    }

}

如代碼所示,首先我們定義了一個Kiba的物件,併為Name賦值,然後我們通過GetPropertyValue方法,傳遞了Kiba物件和要獲取值的屬性名稱。

GetPropertyValue函式里通過使用PropertyInfo完成了反射。

有的同學可能會覺得,這個很雞肋,既然已經得到物件,還反射做什麼,直接獲取就可以了呀。

彆著急,我們接下來一起看反射的架構應用。

反射的架構應用

框架編寫的核心目的之一,是統一系統秩序。那麼什麼是系統秩序呢?

首先我們看下系統的構成,系統個通常是由子系統,程式集,類,函式這四部分構成。如下圖所示。

既然系統由子系統,程式集,類,函式這四個基礎元素構成,那麼系統秩序,自然指的就是這四個元素的秩序。而這四個元素最難形成秩序的就是函式了。

很顯然,任何的專案都存在重覆的函式,或者功能相近的函式。而徹底杜絕這種情況,顯然是不可能的。那麼我們只好儘量是設計會避免重覆元素的框架了。而反射,正是為此而存在的。

反射的架構應用

現實中的框架因為這樣那樣的原因,會有千奇百怪的設計,所以拘泥於一種設計樣式是愚蠢的,實戰中要多種設計樣式一起應用,區域性設計有時候只取設計樣式中一部分也可以。這樣才能實現專案的量身定製。

所以,這裡只介紹一種實戰的架構應用,一種使用反射的框架基礎結構。下麵請框架基礎代碼。

public class Client

{

    public void ExcuteGetNameCommand()

    {

        Proxy proxy = new Proxy();

        GetNameCommand cmd = new GetNameCommand();

        ResultBase rb = proxy.ExcuteCommand(cmd);

    }

}

public class Proxy

{

    public ResultBase ExcuteCommand(CommandBase command)

    {

        var result = HandlerSwitcher.Excute(command);

        return result as ResultBase;

    }

}

public class HandlerSwitcher

{

    private const string methodName = “Excute”;//約定的方法名

    private const string classNamePostfix = “Handler”;//約定的處理Command的類的名稱的後綴

    //獲取命名空間的名稱

    public static string GetNameSpace(CommandBase command)

    {

        Type commandType = command.GetType();//獲取完全限定名

        string[] CommandTypeNames = commandType.ToString().Split(‘.’);

        string nameSpace = “”;

        for (int i = 0; i < CommandTypeNames.Length - 1; i++)

        {

            nameSpace += CommandTypeNames[i];

            if (i < CommandTypeNames.Length - 2)

            {

                nameSpace += “.”;

            }

        }

        return nameSpace;

    }

 

    public static object Excute(CommandBase command)

    {

        string fullName = command.GetType().FullName;//完全限定名

        string nameSpace = GetNameSpace(command);//命名空間 

        Assembly assembly = Assembly.Load(nameSpace);

        Type handlerType = assembly.GetType(fullName + classNamePostfix, true, false);

        object obj = assembly.CreateInstance(fullName + classNamePostfix);

        MethodInfo handleMethod = handlerType.GetMethod(methodName);//獲取函式基本信息

        object[] pmts = new object[] { command }; //傳遞一個引數command

        try

        {

            return handleMethod.Invoke(obj, pmts);

        }

        catch (TargetInvocationException tie)

        {

            throw tie.InnerException;

        }

    }

}

public class GetNameCommandHandler

{

    public ResultBase Excute(CommandBase cmd)

    {

        GetNameCommand command = (GetNameCommand)cmd;

        ResultBase result = new ResultBase();

        result.Message = “I’m Kiba518”;

        return result;

    }

}

public class GetNameCommand: CommandBase

}

public class CommandBase

{

    public int UserId { get; set; }

      

    public string UserName { get; set; }

     

    public string ArgIP { get; set; }

}

public class ResultBase

{

    public string Message { get; set; }

}

代碼中框架很簡單,主要目的是實現一個代理,用於處理繼承了CommandBase的類的代理。

即,客戶端,不論傳來什麼樣的Command,只要它是繼承自CommandBase的,這個代理都會找到對應的處理類,並執行處理,且傳回結果。

為了更清晰的理解這段代碼,我們可以參考下麵這個流程圖。結合了圖片在來看代碼,框架結構就會更清晰。

這個簡單的框架中,使用了一個概念,叫做約定優先原則,也叫做約定優於配置;喜歡概念的小伙伴可以自行百度。

框架中使用的兩個約定如下:

第一個是,處理Command的類必須後綴名是Command的類名+Handler結尾。

第二個是,處理Command的類中的處理函式名必須為Excute。

其實概念就是供大家使用的,會用即可;學習的過程中,概念之類的術語,有個印象即可。

PS:為了閱讀方便,這裡面的類都集中寫在了一個命名空間之下了,如果有想使用這種設計樣式的同學,請按照自己專案所需進行擴展。

—————————————————————————————————-

這樣,我們就通過反射實現了一個非常簡約的框架,通過使用這個框架,會讓代碼變的更加簡潔。

而為了實現每個模塊的簡潔,反射也將會被封裝在各個模塊的底層,所以,反射毫無疑問,就是框架設計的基礎。

反射與特性

反射在系統中另一個重要應用就是與特性的結合使用。

在一些相對複雜的系統中,難免會遇到一些場景,要講物件中的一部分屬性清空,或者要獲取物件中的某些屬性賦值。通常我們的實現方式就是手寫,一個一個的賦值。

而利用反射並結合特性,完全可以簡化這種複雜操作的代碼量。

public partial class ReflectionSyntax

{

    public void ExcuteKibaAttribute()

    {

        Kiba kiba = new Kiba();

        kiba.ClearName = “Kiba518”;

        kiba.NoClearName = “Kiba518”;

        kiba.NormalName = “Kiba518”;

        ClearKibaAttribute(kiba);

        Console.WriteLine(kiba.ClearName);

        Console.WriteLine(kiba.NoClearName);

        Console.WriteLine(kiba.NormalName);

    }

    public void ClearKibaAttribute(Kiba kiba)

    {

        List plist = typeof(Kiba).GetProperties(System.Reflection.BindingFlags.Instance | System.Reflection.BindingFlags.Public).ToList();//只獲取Public的屬性

        foreach (PropertyInfo pinfo in plist)

        {

            var attrs = pinfo.GetCustomAttributes(typeof(KibaAttribute), false);

            if (null != attrs && attrs.Length > 0)

            {

                var des = ((KibaAttribute)attrs[0]).Description;

                if (des == “Clear”)

                {

                    pinfo.SetValue(kiba, null);

                }

            }

        }

    }

}

public class Kiba

{

    [KibaAttribute(“Clear”)]

    public string ClearName { get; set; }

    [KibaAttribute(“NoClear”)]

    public string NoClearName { get; set; }

    public string NormalName { get; set; }

 

}

[System.AttributeUsage(System.AttributeTargets.All)]

public class KibaAttribute : System.Attribute

{

    public string Description { get; set; }

    public KibaAttribute(string description)

    {

        this.Description = description;

    }

}

如上述代碼所示, 我們通過反射,將擁有KibaAttribute特性的,且描述為Clear的屬性,清空了。

當然為了一個屬性這麼做不值得,但如果一個物件有70個屬性的時候,這麼做就值得了。

既然能清除屬性的資料,那麼自然就可以為屬性賦值。至於如何實現反射賦值,相信大家可以舉一反三。

反射+特性最常見的場景

反射+特性一起應用,最常見的場景就是用ADO.NET從資料庫查詢出DataTable的資料,然後將DataTable的資料轉換成Model物體型別。

我們在開發中,為了讓物體更加充血,往往會對資料物體增加一些屬性和方法。(什麼是充血?充血就是充血模型,有興趣的同學可以自行百度瞭解下,簡單說就是為物體加屬性和方法。)

那麼,在用反射,將DataTable轉存到Model物體的時候,遍歷屬性並賦值的時候,就會多遍歷那麼幾次。

如果只是一個物體,那麼,多遍歷幾次也沒影響。但,如果是數十萬的資料,那這多幾次的遍歷影響就大了。

而用反射+特性,就可以減少這些額外遍歷次數。

講了這麼多為什麼不給代碼呢?

因為我覺得,將上面的內容全理解的同學,應該可以說,已經框架啟蒙了。那麼,這個反射+特性的DataTable轉資料物體,如果能自己寫出來,就算是框架入門了。所以,這裡給大家留下了一個練習的空間。

註意,我這裡說的是框架,而不是架構。

框架與架構的區別是這樣的,框架是個名詞,而架構是個動詞。框架即便很熟練了,也不見得可以架構的很好。這個大家還是要註意區別。

結語

看完了整篇文章,有的同學可能會有疑問,這麼生疏的PropertyInfo和MethodInfo真的有人會用嗎?都是Copy代碼,然後使用吧。

答案是,當然有人可以熟練應用。反射是架構師的入門基礎,任何一個[可以實戰]的架構師,都需要隨時隨地的可以手寫出反射,因為優化框架是他們的責任。

所以,對此有所懷疑的小伙伴,可以努力練習了,將委托融入血液,是高級軟體工程師的基礎,而將反射融入血液,就是架構師的基礎了。


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