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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,不管多么高大上的目標,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。

軟件設計存在過度設計,語法和框架的理解,也存在過度理解。比如,反編譯下,看看反射是怎么實現的。

有興趣是好事,但就算知道了反射的本質,了解了反射是如何設計的,你技術也沒什么質的改變。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,硬件比程序員便宜多了。。。(注意這里指的是代碼不是算法和數據庫性能)

所以,不論什么事,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,因為反射寫出來后,通常它會被直接封裝,然后調用者就只負責使用,不再關注他的具體實現。

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

反射的定義

官方定義:反射提供了封裝程序集、??楹屠嘈偷畝韻螅═ype 類型)??梢允褂梅瓷潿唇ɡ嘈偷氖道?,將類型綁定到現有對象,或從現有對象獲取類型并調用其方法或訪問其字段和屬性。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?沒關系,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數和屬性。正向調用的方法是,創建類,然后用類創建一個對象。接下來就可以用這個對象調用類中的方法和屬性了。

而反射,就是相對于這種正向調用的存在。即,它是反向調用。

反射可以通過類名的字符串來創建類,可以通過函數名的字符串和屬性名的字符串,來調用類下的函數和屬性。

有同學會問了, 既然正向可以調用,那么反向調用干什么呢?

會有這種問題的同學,先別著急,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

先看下面代碼;代碼為通過類名稱的字符,反射出類的對象。

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,反射時傳遞了字符串"Syntax.Kiba",然后通過解析字符串,獲取到了該字符串對應的類的類型,最后再借助Activator來輔助創建類的實例。

其中字符串"Syntax.Kiba"是一個完全限定名。什么是完全限定名?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,獲取類型的方式有兩種,一種是較復雜的,一種是簡單的。

GetType2方法是簡單的獲取類別,通過Type直接就解析了字符串。而GetType則先進行了加載Assembly(組件),然后再由組件獲取類型。

兩者有什么區別呢?

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

而GetType方法中的[Assembly.Load指定了程序集名],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序集下的類了。

[Assembly.Load指定了程序集名]這句話不好理解?

沒關系,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不止可以導入我們引入的程序集(或命名空間)。

也可以導入我們未引入程序集的dll。調用模式如下:

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

 

Assembly導入了程序集后,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,會使程序變慢。

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。

那么,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,那么速度就會變慢。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,那么速度就不會慢。

2、函數反射

函數的反射應用主要是使用類MethodInfo類反射,下面先看下基礎應用。

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后,就代表你的技術水平又進步了一個臺階。

下面講解一些這些代碼。

首先我們導入了命名空間,接著我們獲取了該命名空間下Kiba這個類的類型;接下來我們通過這個類型來獲取指定名稱的函數。

然后我們通過Assembly創建了一個Kiba的實例,接著定義了一個參數的Object數組,因為Kiba類下的函數PrintName只有一個參數,所以,我們只為這個Object數組添加一個對象[Kiba518]。

最后,我們通過method.Invoke來調用這個函數,由于是反射,所以調用時,需要指定Kiba類的實例對象和入參。

這樣,函數的反射就實現了。

3、屬性反射

屬性反射是用PropertyInfo類來實現,下面看基礎的屬性反射。

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的對象,并為Name賦值,然后我們通過GetPropertyValue方法,傳遞了Kiba對象和要獲取值的屬性名稱。

GetPropertyValue函數里通過使用PropertyInfo完成了反射。

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

別著急,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。那么什么是系統秩序呢?

首先我們看下系統的構成,系統個通常是由子系統,程序集,類,函數這四部分構成。如下圖所示。

C 語法:反射,架構師的入門

 

 

既然系統由子系統,程序集,類,函數這四個基礎元素構成,那么系統秩序,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數了。

很顯然,任何的項目都存在重復的函數,或者功能相近的函數。而徹底杜絕這種情況,顯然是不可能的。那么我們只好盡量是設計會避免重復元素的框架了。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,所以拘泥于一種設計模式是愚蠢的,實戰中要多種設計模式一起應用,局部設計有時候只取設計模式中一部分也可以。這樣才能實現項目的量身定制。

所以,這里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。下面請框架基礎代碼。

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的類的名稱的后綴 //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);//獲取函數基本信息 object[] pmts = new object[] { command }; //傳遞一個參數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,用于處理繼承了CommandBase的類的代理。

即,客戶端,不論傳來什么樣的Command,只要它是繼承自CommandBase的,這個代理都會找到對應的處理類,并執行處理,且返回結果。

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

C 語法:反射,架構師的入門

 

 

這個簡單的框架中,使用了一個概念,叫做約定優先原則,也叫做約定優于配置;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的類必須后綴名是Command的類名+Handler結尾。

第二個是,處理Command的類中的處理函數名必須為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,這里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模式的同學,請按照自己項目所需進行擴展。

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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??櫚募蚪?,反射也將會被封裝在各個??櫚牡撞?,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。

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

而利用反射并結合特性,完全可以簡化這種復雜操作的代碼量。

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<PropertyInfo> 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么做不值得,但如果一個對象有70個屬性的時候,這么做就值得了。

既然能清除屬性的數據,那么自然就可以為屬性賦值。至于如何實現反射賦值,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從數據庫查詢出DataTable的數據,然后將DataTable的數據轉換成Model實體類型。

我們在開發中,為了讓實體更加充血,往往會對數據實體增加一些屬性和方法。(什么是充血?充血就是充血模型,有興趣的同學可以自行百度了解下,簡單說就是為實體加屬性和方法。)

那么,在用反射,將DataTable轉存到Model實體的時候,遍歷屬性并賦值的時候,就會多遍歷那么幾次。

如果只是一個實體,那么,多遍歷幾次也沒影響。但,如果是數十萬的數據,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。

講了這么多為什么不給代碼呢?

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。那么,這個反射+特性的DataTable轉數據實體,如果能自己寫出來,就算是框架入門了。所以,這里給大家留下了一個練習的空間。

注意,我這里說的是框架,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??蚣薌幢愫蓯熗妨?,也不見得可以架構的很好。這個大家還是要注意區別。

結語

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

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,是高級軟件工程師的基礎,而將反射融入血液,就是架構師的基礎了。

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