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在?.NET?平臺(tái)使用?ReflectionDynamicObject?優(yōu)化反射調(diào)用的代碼詳解

更新時(shí)間：2022年03月10日 08:50:55 作者：Soar、毅

這篇文章主要介紹了在?.NET?平臺(tái)使用?ReflectionDynamicObject?優(yōu)化反射調(diào)用代碼,代碼簡(jiǎn)單易懂，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下

基于封裝的原則，API 的設(shè)計(jì)者會(huì)將部分成員（屬性、字段、方法等）隱藏以保證健壯性。但總有需要直接訪問(wèn)這些私有成員的情況。

為了訪問(wèn)一個(gè)類型的私有成員，除了更改 API 設(shè)計(jì)還有就是使用反射技術(shù)：

public class MyApi
{
	public MyApi()
	{
		_createdAt = DateTime.Now;
	}
	private DateTime _createdAt;
	public int ShowTimes { get; private set; }
	public void ShowCreateTime()
	{
		Console.WriteLine(_createdAt);
		ShowTimes++;
	}
}

void Main()
{
	var api = new MyApi();
	var field = api.GetType().GetField("_createdAt", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
	var value = field.GetValue(api);
	Console.WriteLine(value);
}

這種寫法并不優(yōu)雅：

代碼冗長(zhǎng)，編寫麻煩。實(shí)現(xiàn)比較繞，不太直觀。

筆者基于“動(dòng)態(tài)類型技術(shù)”探索出了一種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較優(yōu)雅的方案用于美化上述代碼，并為其命名為 ReflectionDynamicObject ：

void Main()
{
    var api = new MyApi();
    dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);
    Console.WriteLine(wrapper._createdAt);
}

除了支持獲取值，ReflectionDynamicObject 還支持賦值：

void Main()
{
    var api = new MyApi();
    dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);
    wrapper._createdAt = new DateTime(2022, 2, 2, 22, 22, 22);
    api.ShowCreateTime();
}

除了字段，當(dāng)然也支持對(duì)屬性的操作：

void Main()
{
    var api = new MyApi();
    dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);
    wrapper.ShowTimes = 100;
    Console.WriteLine(wraper.ShowTimes);
}

在對(duì)屬性的支持上，ReflectionDynamicObject 使用了“快速反射”技術(shù)，將取值和復(fù)制操作生成了委托以優(yōu)化性能。

ReflectionDynamicObject 的實(shí)現(xiàn)原理

ReflectionDynamicObject 派生自 DynamicObject ，其內(nèi)部通過(guò)反射技術(shù)獲取到所有的屬性和字段并對(duì)其 getter 和 setter 方法進(jìn)行存儲(chǔ)并通過(guò) TryGetMember 和 TrySetMember 方法經(jīng)運(yùn)行時(shí)調(diào)用。

ReflectionDynamicObject 的源代碼

public sealed class ReflectionDynamicObject : DynamicObject
{
    private readonly object _instance;
    private readonly Accessor _accessor;
    private ReflectionDynamicObject(object instance)
    {
        _instance = instance ?? throw new ArgumentNullException(nameof(instance));
        _accessor = GetAccessor(instance.GetType());
    }
    public static ReflectionDynamicObject Wrap(Object value)
        if (value == null) throw new ArgumentNullException(nameof(value));
        return new ReflectionDynamicObject(value);

    public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)
        if (_accessor.TryFindGetter(binder.Name, out var getter))
        {
            result = getter.Get(_instance);
            return true;
        }
        return base.TryGetMember(binder, out result);
    public override bool TrySetMember(SetMemberBinder binder, object value)
        if (_accessor.TryFindSetter(binder.Name, out var setter))
            setter.Set(_instance, value);
        return base.TrySetMember(binder, value);
    #region 快速反射
    private interface IGetter
        object Get(object instance);
    private interface ISetter
        void Set(object instance, object value);
    private class Getter : IGetter
        private FieldInfo _field;
        public Getter(FieldInfo field)
            _field = field ?? throw new ArgumentNullException(nameof(field));
        public object Get(object instance)
            return _field.GetValue(instance);
    private class Setter : ISetter
        public Setter(FieldInfo field)
        public void Set(object instance, object value)
            _field.SetValue(instance, value);
    private class Getter<T1, T2> : IGetter
        private readonly Func<T1, T2> _getter;
        public Getter(Func<T1, T2> getter)
            _getter = getter ?? throw new ArgumentNullException(nameof(getter));
            return _getter((T1)instance);
    private class Setter<T1, T2> : ISetter
        private readonly Action<T1, T2> _setter;
        public Setter(Action<T1, T2> setter)
            this._setter = setter ?? throw new ArgumentNullException(nameof(setter));
            this._setter.Invoke((T1)instance, (T2)value);
    private class Accessor
        public Accessor(Type type)
            this._type = type ?? throw new ArgumentNullException(nameof(_type));
            var getter = new SortedDictionary<string, IGetter>();
            var setter = new SortedDictionary<string, ISetter>();
            var fields = _type.GetFields(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic);
            foreach (var field in fields)
            {
                getter[field.Name] = new Getter(field);
                setter[field.Name] = new Setter(field);
            }
            var props = _type.GetProperties(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic);
            foreach (var item in props)
                if (item.CanRead)
                {
                    var method = item.GetMethod;
                    var funcType = typeof(Func<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);
                    var func = method.CreateDelegate(funcType);
                    var getterType = typeof(Getter<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);
                    var get = (IGetter)Activator.CreateInstance(getterType, func);
                    getter[item.Name] = get;
                }
                if (item.CanWrite)
                    var method = item.SetMethod;
                    var actType = typeof(Action<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);
                    var act = method.CreateDelegate(actType);
                    var setterType = typeof(Setter<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);
                    var set = (ISetter)Activator.CreateInstance(setterType, act);
                    setter[item.Name] = set;
            _getters = getter;
            _setters = setter;
        private readonly Type _type;
        private readonly IReadOnlyDictionary<string, IGetter> _getters;
        private readonly IReadOnlyDictionary<string, ISetter> _setters;
        public bool TryFindGetter(string name, out IGetter getter) => _getters.TryGetValue(name, out getter);
        public bool TryFindSetter(string name, out ISetter setter) => _setters.TryGetValue(name, out setter);
    private static Dictionary<Type, Accessor> _accessors = new Dictionary<Type, Accessor>();
    private static object _accessorsLock = new object();
    private static Accessor GetAccessor(Type type)
        if (_accessors.TryGetValue(type, out var accessor)) return accessor;
        lock (_accessorsLock)
            if (_accessors.TryGetValue(type, out accessor)) return accessor;
            accessor = new Accessor(type);
            var temp = new Dictionary<Type, Accessor>(_accessors);
            temp[type] = new Accessor(type);
            _accessors = temp;
            return accessor;
    #endregion
}

ReflectionDynamicObject 的局限性

基于復(fù)雜度的考慮，ReflectionDynamicObject 并未添加對(duì)“方法”的支持。這也就意味著對(duì)方法的調(diào)用是缺失的。雖然動(dòng)態(tài)行為讓程序擺脫了對(duì)字符串的依賴，但是該實(shí)現(xiàn)對(duì)“重構(gòu)”的支持仍然不友好。

哪里用到了 ReflectionDynamicObject ？

Liquid 主題引擎是筆者根據(jù) Liquid 語(yǔ)言和 Shopify 主題機(jī)制并采用 Fluid 模板引擎實(shí)現(xiàn)的一套 HTML 主題引擎。該引擎允許最終用戶自由的修改自己的主題模板而不會(huì)對(duì)宿主造成影響。最終目標(biāo)是做到多語(yǔ)言、多主題、高擴(kuò)展性以及所見(jiàn)即所得。

在編寫 Liquid 主題引擎時(shí)，筆者需要重寫 Fluid 模板引擎的 render 標(biāo)簽讓子視圖從 snippets 文件夾加載。在實(shí)現(xiàn)該標(biāo)簽時(shí)，需要訪問(wèn) TemplateContext 的 LocalScope 和 RootScope 字段，不幸的是上述字段被標(biāo)記為了 internal ，無(wú)法在外部程序集中訪問(wèn)到。于是便有了 ReflectionDynamicObject ，幫助筆者完成對(duì) LocalScope 和 RootScope 的訪問(wèn)。

參考鏈接

Liquid 模板語(yǔ)言： https://www.coderbusy.com/liquid

Fluid 模板引擎：https://github.com/sebastienros/fluid

Liquid 主題引擎：https://gitee.com/zyingnet_kf/liquid-theme-engine

到此這篇關(guān)于在 .NET 平臺(tái)使用 ReflectionDynamicObject 優(yōu)化反射調(diào)用代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān).NET ReflectionDynamicObject 優(yōu)化反射調(diào)用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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