C# 高级--反射详解

一、反射是什么

1、C#编译运行过程

高级语言->编译->dll/exe文件->CLR/JIT->机器码

2、原理解析
metadata：元数据数据清单，记录了dll中包含了哪些东西,是一个描述。
IL：中间语言，编译把高级语言编译后得到的C#中最真实的语言状态，面向对象语言。

反射：来自于System.Reflection，是一个帮助类库，可以读取dll/exe中metadata，使用metadata创建对象。

Emit：一种反射技术，可以动态创建dll/exe。

反编译工具：ILSpy可以反编译dll/exe，查看对应的C#/IL代码。

二、反射创建对象

1、动态读取dll

LoadFrom：dll全名称，需要后缀
LoadFile：全路径，需要dll后缀
Load：dll名称不需要后缀

//1、动态读取dll的三种方式
//（1）LoadFrom：dll全名称，需要后缀                        
Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("Business.DB.SqlServer.dll");
//（2）LoadFile：全路径，需要dll后缀
//Assembly assembly1 = Assembly.LoadFile(@"dll文件全路径");
//（3）Load：dll名称 不需要后缀
//Assembly assembly2 = Assembly.Load("Business.DB.SqlServer");

2、获取类型

//2、获取某一个具体的类型，参数需要是类的全名称
Type type1 = assembly.GetType("Business.DB.SqlServer.SqlServerHelper");

3、创建对象

直接传类型
重载方法，传dll的全名称
返回值是object类型，不能直接调用方法

//3、创建对象
//（1）直接传类型
object? oInstance = Activator.CreateInstance(type1);
//（2）重载方法，传dll的全名称
//object? oInstanc1= Activator.CreateInstance("Business.DB.SqlServer.dll", "Business.DB.SqlServer.SqlServerHelper");
//a.oInstance.Query();//报错了：因为oInstance当做是一个object类型，object类型是没有Query方法；C#语言是一种强类型语言；编译时决定你是什么类型,以左边为准；不能调用是因为编译器不允许；实际类型一定是SqlServerHelper；
//b.如果使用dynamic 作为类型的声明，在调用的时候，没有限制；
//c.dynamic :动态类型：不是编译时决定类型，避开编译器的检查；运行时决定是什么类型
//d.dynamic dInstance = Activator.CreateInstance(type);
//e.dInstance.Query();
//f.dInstance.Get(); //报错了--因为SqlServerHelper没有Get方法

4、类型转换

//4、类型转换
// SqlServerHelper helper = (SqlServerHelper)oInstance; //不建议这样转换--如果真实类型不一致--会报报错； 
IDBHelper helper = oInstance as IDBHelper;//如果类型一直，就转换，如果不一致；就返回null

三、反射创建对象详解

using System;

namespace MyReflecttion
{
    /// <summary>
    /// 反射测试类
    /// </summary>
    public class ReflectionTest
    {
        #region Actor
        /// <summary>
        /// 无参构造函数
        /// </summary>
        public ReflectionTest()
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()} 无参数构造函数");
        }

        /// <summary>
        /// 带参数构造函数
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public ReflectionTest(string name)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()} 有参数构造函数");
        }

        public ReflectionTest(int id)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()} 有参数构造函数");
        }

        public ReflectionTest(int id, string name)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()} 有参数构造函数");
        }

        public ReflectionTest(string name,int id )
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()} 有参数构造函数");
        }
        #endregion

        #region Method
        /// <summary>
        /// 无参方法
        /// </summary>
        public void Show1()
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show1" );
        }

        /// <summary>
        /// 有参数方法
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        public void Show2(int id)
        {

            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show2");
        }

        /// <summary>
        /// 重载方法之一
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        /// <param name="name"></param>
        public void Show3(int id, string name)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show3");
        }

        /// <summary>
        /// 重载方法之二
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        /// <param name="id"></param>
        public void Show3(string name, int id)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show3_2");
        }

        /// <summary>
        /// 重载方法之三
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        public void Show3(int id)
        {

            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show3_3");
        }

        /// <summary>
        /// 重载方法之四
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public void Show3(string name)
        {

            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show3_4");
        }

        /// <summary>
        /// 重载方法之五
        /// </summary>
        public void Show3()
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show3_1");
        }

        /// <summary>
        /// 私有方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        private void Show4(string name)  //肯定是可以的
        {
            Console.WriteLine($"这里是{this.GetType()}的Show4");
        }
        /// <summary>
        /// 静态方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public static void Show5(string name)
        {
            Console.WriteLine($"这里是{typeof(ReflectionTest)}的Show5");
        }
        #endregion
    }
}

泛型方法泛型类

using System;

namespace MyReflecttion
{

    public class GenericMethod
    {
        public void Show<T, W, X>(T t, W w, X x)
        {
            Console.WriteLine($"t.type={t.GetType().Name},w.type={ w.GetType().Name},x.type={x.GetType().Name}");
        }
    }


    public class GenericClass<T, W, X>
    {
        public void Show(T t, W w, X x)
        {
            Console.WriteLine($"t.type={t.GetType().Name},w.type={w.GetType().Name},x.type={x.GetType().Name}");
        }
    }
     
    public class GenericDouble<T>
    {
        public void Show<W, X>(T t, W w, X x)
        {
            Console.WriteLine($"t.type={t.GetType().Name},w.type={w.GetType().Name},x.type={x.GetType().Name}");
        }
    }
}

1、创建对象

（1）调用无参数构造函数的

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
object noParaObject = Activator.CreateInstance(type);

（2）调用有参数构造函数的

需要传递一个object类型的数组作为参数，参数按照从昨往右严格匹配，如果没有匹配的报异常

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
object paraObject = Activator.CreateInstance(type, new object[] { 123 });
object paraObject1 = Activator.CreateInstance(type, new object[] { "三三" });
object paraObject2 = Activator.CreateInstance(type, new object[] { 234, "四四" });
object paraObject3 = Activator.CreateInstance(type, new object[] { "五五", 456 });
四、反射调用方法详解

获取方法MethodInfo，执行MethodInfo 的Invoke方法，传递方法所在的类的实例对象+参数

1、调用无参数的方法

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
object oInstance = Activator.CreateInstance(type);
MethodInfo show1 = type.GetMethod("Show1");
show1.Invoke(oInstance, new object[] { });
show1.Invoke(oInstance, new object[0]);
show1.Invoke(oInstance, null);

2、调用有参数的方法

需要通过方法参数类型类区别方法，传递参数，严格匹配参数类型

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
object oInstance = Activator.CreateInstance(type);
MethodInfo show2 = type.GetMethod("Show2");
show2.Invoke(oInstance, new object[] { 123 });
MethodInfo show31 = type.GetMethod("Show3", new Type[] { typeof(string), typeof(int) });
show31.Invoke(oInstance, new object[] { "一一一", 234 });
MethodInfo show32 = type.GetMethod("Show3", new Type[] { typeof(int) });
show32.Invoke(oInstance, new object[] { 345 });
MethodInfo show33 = type.GetMethod("Show3", new Type[] { typeof(string) });
show33.Invoke(oInstance, new object[] { "二二二" });
MethodInfo show34 = type.GetMethod("Show3", new Type[0]);
show34.Invoke(oInstance, null);

3、调用私有方法

在获取方法的时候，加上参数BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
object oInstance = Activator.CreateInstance(type);
MethodInfo show4 = type.GetMethod("Show4", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
show4.Invoke(oInstance, new object[] { "String" });

4、调用静态方法

不需要创建对象也可以调用

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.ReflectionTest");
MethodInfo show5 = type.GetMethod("Show5");
show5.Invoke(null, new object[] { "String" });

5、调用普通类的泛型方法

获取到泛型方法后需要先确定类型

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.GenericMethod");
object oInstance = Activator.CreateInstance(type);
MethodInfo show = type.GetMethod("Show");
//获取到泛型方法后需要先确定类型
MethodInfo genericshow = show.MakeGenericMethod(new Type[] { typeof(int), typeof(string), typeof(DateTime) });
genericshow.Invoke(oInstance, new object[] { 123, "三三三", DateTime.Now });

6、调用泛型类的普通方法

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
//泛型类的类型需要在类后面加占位符
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.GenericClass`3");
//泛型类获取到类型后需要先确定类型
Type generType = type.MakeGenericType(new Type[] { typeof(int), typeof(string), typeof(DateTime) });
object oInstance = Activator.CreateInstance(generType);
MethodInfo show = generType.GetMethod("Show");
show.Invoke(oInstance, new object[] { 123, "四四四", DateTime.Now });

7、调用泛型类的泛型方法

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyReflecttion.dll");
//泛型类的类型需要在类后面加占位符
Type type = assembly.GetType("MyReflecttion.GenericDouble`1");
//泛型类获取到类型后需要先确定类型
Type generType = type.MakeGenericType(new Type[] { typeof(int) });
object oInstance = Activator.CreateInstance(generType);
MethodInfo show = generType.GetMethod("Show");
//获取到泛型方法后需要先确定类型
MethodInfo genericMethod = show.MakeGenericMethod(new Type[] { typeof(string), typeof(DateTime) });
genericMethod.Invoke(oInstance, new object[] { 123, "五五五", DateTime.Now });

五、反射操作属性字段

普通方法调用属性字段简单快捷，反射操作麻烦点。
类增加一个字段呢，普通方法调用需要修改代码，重新编译发布，代码不稳定，反射赋值没啥优势，反射取值不需要修改代码，代码就更加稳定。
type.GetProperties()获取属性，type.GetFields()获取字段。

1、创建测试类

using System;

namespace Business.DB.Model
{
    /// <summary>
    /// 实体---属性是不能保存数据，只有字段才能保存数据
    /// </summary>
    public class People
    {
        public People()
        {
            Console.WriteLine("{0}被创建", this.GetType().FullName);
        }
         
        public int Id { get; set; }//带有Get Set 方法的叫做属性

        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }
         
        public string Description;//字段
    }
}

2、传统方式赋值取值

//传统手艺赋值取值
Console.WriteLine("***********传统手艺赋值取值*************");
People people = new People();
people.Id = 134;
people.Name = "WWWW";
people.Age = 25;
people.Description = "XXXXX";
Console.WriteLine($"people.Id={people.Id}");
Console.WriteLine($"people.Name={people.Name}");
Console.WriteLine($"people.Age={people.Age}");
Console.WriteLine($"people.Description={people.Description}");

3、反射方式赋值取值

//反射方式赋值取值
Console.WriteLine("***********反射方式赋值取值*************");
Type type = typeof(People);
object pObject = Activator.CreateInstance(type);
foreach (var prop in type.GetProperties())
{
    if (prop.Name.Equals("Id"))
    {
        prop.SetValue(pObject, 134);
    }
    else if (prop.Name.Equals("Name"))
    {
        prop.SetValue(pObject, "WWWW");
    }
    else if (prop.Name.Equals("Age"))
    {
        prop.SetValue(pObject, 25);
    }                            
}                        
foreach (var prop in type.GetProperties())
{
    Console.WriteLine($"people.{prop.Name}={prop.GetValue(pObject)}");
}

4、运行结果

***********传统手艺赋值取值*************
Business.DB.Model.People被创建
people.Id=134
people.Name=WWWW
people.Age=25
people.Description=XXXX
***********反射方式赋值取值*************
Business.DB.Model.People被创建
people.Id=134
people.Name=WWWW
people.Age=25

六、反射的局限/性能问题

1、性能对比代码实现

using Business.DB.Interface;
using Business.DB.SqlServer;
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Reflection;

namespace MyReflecttion
{
    public class Monitor
    {
        public static void Show()
        {
            Console.WriteLine("*******************Monitor*******************");
            long commonTime = 0;
            long reflectionTime = 0;
            {
                Stopwatch watch = new Stopwatch();
                watch.Start();
                for (int i = 0; i < 1000_000; i++) //1000000000
                {
                    IDBHelper iDBHelper = new SqlServerHelper();
                    iDBHelper.Query();
                }
                watch.Stop();
                commonTime = watch.ElapsedMilliseconds;
            }
            {
                Stopwatch watch = new Stopwatch();
                watch.Start();
                //优化代码，加载dll放到循环外面
                Assembly assembly = Assembly.Load("Business.DB.SqlServer");//1 动态加载
                Type dbHelperType = assembly.GetType("Business.DB.SqlServer.SqlServerHelper");//2 获取类型
                for (int i = 0; i < 1000_000; i++)
                {
                    //创建对象+方法调用
                    object oDBHelper = Activator.CreateInstance(dbHelperType);//3 创建对象
                    IDBHelper dbHelper = (IDBHelper)oDBHelper;//4 接口强制转换
                    dbHelper.Query();//5 方法调用
                }
                watch.Stop();
                reflectionTime = watch.ElapsedMilliseconds;
            }

            Console.WriteLine($"commonTime={commonTime} reflectionTime={reflectionTime}");
        }
    }
}