c#反射機制學習和利用反射擷取類型資訊

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1、.NET可執行應用程式結構

程式碼在編譯後產生可執行檔應用，我們首先要瞭解這種可執行應用程式的結構。

應用程式結構分為應用程式定義域—程式集—模組—類型—成員幾個層次，公用語言運行庫載入器管理應用程式域，這種管理組件括將每個程式集載入到相應的應用程式定義域以及控制每個程式集中類型階層的記憶體布局。

程式集包含模組，而模組包含類型，類型又包含成員，反射則提供了封裝程式集、模組和類型的對象。我們可以使用反射動態地建立類型的執行個體，將類型綁定到現有對象或從現有對象中擷取類型，然後調用類型的方法或訪問其欄位和屬性。反射通常具有以下用途。

（1）使用Assembly定義和載入程式集，載入在資訊清單中列出模組，以及從此程式集中尋找類型並建立該類型的執行個體。

（2）使用Module瞭解包含模組的程式集以及模組中的類等，還可以擷取在模組上定義的所有全域方法或其他特定的非全域方法。

（3）使用ConstructorInfo瞭解建構函式的名稱、參數、存取修飾詞（如pulic 或private）和實現詳細資料（如abstract或virtual）等。使用Type的GetConstructors或GetConstructor方法來調用特定的建構函式。

（4）使用MethodInfo瞭解方法的名稱、傳回型別、參數、存取修飾詞（如pulic 或private）和實現詳細資料（如abstract或virtual）等。使用Type的GetMethods或GetMethod方法來調用特定的方法。

（5）使用FiedInfo瞭解欄位的名稱、存取修飾詞（如public或private）和實現詳細資料（如static）等，並擷取或設定欄位值。

（6）使用EventInfo瞭解事件的名稱、事件處理常式資料類型、自訂屬性、宣告類型和反射類型等，添加或移除事件處理常式。

（7）使用PropertyInfo瞭解屬性的名稱、資料類型、宣告類型、反射類型和唯讀或可寫狀態等，擷取或設定屬性值。

（8）使用ParameterInfo瞭解參數的名稱、資料類型、是輸入參數還是輸出參數，以及參數在方法簽名中的位置等。

System.Reflection.Emit命名空間的類提供了一種特殊形式的反射，可以在運行時構造類型。

反射也可用於建立稱為類型瀏覽器的應用程式，使使用者能夠選擇類型，然後查看有關選定類型的資訊。

此外，Jscript等語言編譯器使用反射來構造符號表。System.Runtime.Serialization命名空間中的類使用反射來訪問資料並確定要永久儲存的欄位，System.Runtime.Remoting命名空間中的類通過序列化來間接地使用反射。

 

複製代碼代碼如下:
using System;
using System.Reflection;

 

namespace ReflectionExample
{
class Class1
{
   [STAThread]
   static void Main(string[] args)
   {
    System.Console.WriteLine("列出程式集中的所有類型");
    Assembly a = Assembly.LoadFrom("ReflectionExample.exe");

    Type[] mytypes = a.GetTypes();

    foreach(Type t in mytypes)
    {
     System.Console.WriteLine ( t.Name );
    }
    System.Console.ReadLine();

    System.Console.WriteLine("列出HelloWorld中的所有方法");

    Type ht = typeof(HelloWorld);

    MethodInfo [] mif = ht.GetMethods ();

    foreach(MethodInfo mf in mif)
    {
     System.Console.WriteLine(mf.Name);
       }

    System.Console.ReadLine();

    System.Console.WriteLine("執行個體化HelloWorld,並調用SayHello方法");

    Object obj = Activator.CreateInstance(ht);

    string [] s = {"ZhenLei"};

    Object objName = Activator.CreateInstance(ht,s);

    //BindingFlags flags = (BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public | 
    // BindingFlags.Static | BindingFlags.Instance | BindingFlags.DeclaredOnly);

    MethodInfo msayhello = ht.GetMethod("SayHello");

    msayhello.Invoke(obj,null);

    msayhello.Invoke(objName,null);

    System.Console.ReadLine();

   }

   }
}

using System;

namespace ReflectionExample
{
/// <summary>
/// HelloWorld 的摘要說明。
/// </summary>
public class HelloWorld
{
   string myName = null;

   public HelloWorld(string name)
   {
    myName = name;
   }
   public HelloWorld() : this(null)
   {

   }

   public string Name
   {
    get
     {return myName;}
   }

   public void SayHello()
   {
    if (myName==null)
     System.Console.WriteLine ("Hello World");
    else
     System.Console.WriteLine("Hello," + myName);
   }

}
}

 

3、在設計模式實現中使用反射技術

採用反射技術可以簡化工廠的實現。

（1）Factory 方法：通過反射可以將需要實現的子類名稱傳遞給Factory 方法，這樣無須在子類中實作類別的執行個體化。

（2）抽象工廠：使用反射可以減少抽象工廠的子類。

採用反射技術可以簡化工廠代碼的複雜程度，在.NET項目中，採用反射技術的工廠已經基本代替了Factory 方法。

採用反射技術可以極大地簡化對象的產生，對以下設計模式的實現也有很大影響。

（1）命令模式：可以採用命令的類型名稱作為參數直接獲得命令的執行個體，並且可以動態執行命令。

（2）享元模式：採用反射技術執行個體化享元可以簡化享元工廠。
4. 

反射的概述 

反射的定義：審查中繼資料並收集關於它的類型資訊的能力。中繼資料（編譯以後的最基本資料單元）就是一大堆的表，當編譯器集或者模組時，編譯器會建立一個類定義表，一個欄位定義表，和一個方法定義表等，。System.reflection命名空間包含的幾個類，允許你反射（解析）這些中繼資料表的代碼 
和反射相關的命名空間（我們就是通過這幾個命名空間訪問反射資訊）： 

複製代碼代碼如下:
System.Reflection.MemberInfo 
System.Reflection.EventInfo
System.Reflection.FieldInfo
System.Reflection.MethodBase
System.Reflection.ConstructorInfo
System.Reflection.MethodInfo
System.Reflection.PropertyInfo
System.Type
System.Reflection.Assembly

反射的層次模型：

 

註：層次間都是一對多的關係

反射的作用：
1．可以使用反射動態地建立類型的執行個體，將類型綁定到現有對象，或從現有對象中擷取類型
2．應用程式需要在運行時從某個特定的程式集中載入一個特定的類型，以便實現某個任務時可以用到反射。
3．反射主要應用與類庫，這些類庫需要知道一個類型的定義，以便提供更多的功能。

應用要點：
1．現實應用程式中很少有應用程式需要使用反射類型
2．使用反射動態綁定需要犧牲效能
3．有些中繼資料資訊是不能通過反射擷取的
4．某些反射類型是專門為那些clr開發編譯器的開發使用的，所以你要意識到不是所有的反射類型都是適合每個人的。

反射appDomain的程式集

當你需要反射AppDomain中包含的所有程式集，樣本如下：

複製代碼代碼如下:
staticvoidMain
{
//通過GetAssemblies調用appDomain的所有程式集
foreach(AssemblyasseminAppdomain.currentDomain.GetAssemblies())
{
//反射當前程式集的資訊
reflector.ReflectOnAssembly(assem)
}
}

 

說明：調用AppDomain對象的GetAssemblies方法將返回一個由System.Reflection.Assembly元素組成的數組。
反射單個程式集
上面的方法講的是反射AppDomain的所有程式集，我們可以顯示的調用其中的一個程式集，system.reflecton.assembly類型提供了下面三種方法：

1．Load方法：極力推薦的一種方法，Load方法帶有一個程式集標誌並載入它，Load將引起CLR把策略應用到程式集上，先後在全域程式集緩衝區，應用程式基底目錄和私人路徑下面尋找該程式集，如果找不到該程式集系統拋出異常

2．LoadFrom方法：傳遞一個組件檔的路徑名（包括副檔名），CLR會載入您指定的這個程式集，傳遞的這個參數不能包含任何關於版本號碼的資訊，地區性，和公開金鑰資訊，如果在指定路徑找不到程式集拋出異常。

3．LoadWithPartialName：永遠不要使用這個方法，因為應用程式不能確定再在載入的程式集的版本。該方法的唯一用途是協助那些在.Net架構的測試環節使用.net架構提供的某種行為的客戶，這個方法將最終被拋棄不用。
注意：system.AppDomain也提供了一種Load方法，他和Assembly的靜態Load方法不一樣，AppDomain的load方法是一種執行個體方法，返回的是一個對程式集的引用，Assembly的靜態Load方發將程式集按值封裝發回給發出調用的AppDomain.盡量避免使用AppDomain的load方法

利用反射擷取類型資訊

前面講完了關於程式集的反射，下面在講一下反射層次模型中的第三個層次，類型反射
一個簡單的利用反射擷取類型資訊的例子：

 

複製代碼代碼如下:
usingsystem;
usingsytem.reflection;
classreflecting
{
staticvoidMain(string[]args)
{
reflectingreflect=newreflecting();//定義一個新的自身類
//調用一個reflecting.exe程式集
assemblymyAssembly=assembly.loadfrom(“reflecting.exe”)
reflect.getreflectioninfo(myAssembly);//擷取反射資訊
}
//定義一個擷取反射內容的方法
voidgetreflectioninfo(assemblymyassembly)
{
type[]typearr=myassemby.Gettypes();//擷取類型
foreach(typetypeintypearr)//針對每個類型擷取詳細資料
{
//擷取類型的結構資訊
constructorinfo[]myconstructors=type.GetConstructors;
//擷取類型的欄位資訊
fieldinfo[]myfields=type.GetFiedls()
//擷取方法資訊
MethodInfomyMethodInfo=type.GetMethods();
//擷取屬性資訊
propertyInfo[]myproperties=type.GetProperties
//擷取事件資訊
EventInfo[]Myevents=type.GetEvents;
}
}
}

 

其它幾種擷取type對象的方法：

1．System.type參數為字串類型，該字串必須指定類型的完整名稱（包括其命名空間）
2．System.type提供了兩個執行個體方法：GetNestedType,GetNestedTypes
3．Syetem.Reflection.Assembly類型提供的執行個體方法是：GetType,GetTypes,GetExporedTypes
4．System.Reflection.Moudle提供了這些執行個體方法：GetType,GetTypes,FindTypes

設定反射類型的成員

反射類型的成員就是反射層次模型中最下面的一層資料。我們可以通過type對象的GetMembers方法取得一個類型的成員。如果我們使用的是不帶參數的GetMembers，它只返回該類型的公用定義的靜態變數和執行個體成員，我們也可以通過使用帶參數的GetMembers通過參數設定來返回指定的類型成員。具體參數參考msdn中system.reflection.bindingflags枚舉類型的詳細說明。

例如：

複製代碼代碼如下:
//設定需要返回的類型的成員內容

 

bindingFlagsbf=bingdingFlags.DeclaredOnly|bingdingFlags.Nonpublic|BingdingFlags.Public;
foreach(MemberInfomiintt.getmembers(bf))
{
writeline(mi.membertype)//輸出指定的類型成員
}

 

通過反射建立類型的執行個體

通過反射可以擷取程式集的類型，我們就可以根據獲得的程式集類型來建立該類型新的執行個體，這也是前面提到的在運行時建立對象實現晚綁定的功能
我們可以通過下面的幾個方法實現：

1．System.Activator的CreateInstance方法。該方法返回新對象的引用。具體使用方法參見msnd
2．System.Activator的createInstanceFrom與上一個方法類似，不過需要指定類型及其程式集
3．System.Appdomain的方法：createInstance,CreateInstanceAndUnwrap,CreateInstranceFrom和CreateInstraceFromAndUnwrap
4．System.type的InvokeMember執行個體方法：這個方法返回一個與傳入參數相符的建構函式，並構造該類型。
5．System.reflection.constructinfo的Invoke執行個體方法

反射類型的介面

如果你想要獲得一個類型繼承的所有介面集合，可以調用Type的FindInterfacesGetInterface或者GetInterfaces。所有這些方法只能返回該類型直接繼承的介面，他們不會返回從一個介面繼承下來的介面。要想返回介面的基礎介面必須再次調用上述方法。

反射的效能：

使用反射來調用類型或者觸發方法，或者訪問一個欄位或者屬性時clr需要做更多的工作：校正參數，檢查許可權等等，所以速度是非常慢的。所以盡量不要使用反射進行編程，對於打算編寫一個動態構造類型（晚綁定）的應用程式，可以採取以下的幾種方式進行代替：

1．通過類的繼承關係。讓該類型從一個編譯時間可知的基礎類型派生出來，在運行時產生該類型的一個執行個體，將對其的引用放到其基礎類型的一個變數中，然後調用該基礎類型的虛方法。

2．通過介面實現。在運行時，構建該類型的一個執行個體，將對其的引用放到其介面類型的一個變數中，然後調用該介面定義的虛方法。

3．通過委託實現。讓該類型實現一個方法，其名稱和原型都與一個在編譯時間就已知的委託相符。在運行時先構造該類型的執行個體，然後在用該方法的對象及名稱構造出該委託的執行個體，接著通過委託調用你想要的方法。這個方法相對與前面兩個方法所作的工作要多一些，效率更低一些。