C# 反射、與dynamic最佳組合

在 C# 中反射技術應用廣泛，至於什么是反射.........你如果不了解的話，請看下段說明，否則請跳過下段。廣告一下：喜歡我文章的朋友請關注一下我的blog，這也有助於提高本人寫作的動力。

反射：當你背對一個美女或帥哥卻不能回頭仔細觀察研究時（純屬虛構，如有巧合、純屬雷同），一面小鏡子就能滿足你的需求。在 C# 編程過程中也經常遇到類似的情況：有一個別人寫的 dll 類庫你想使用卻沒程序文檔資料......此時通過 C# Runtime 提供的功能，你可以把該 dll 類庫加載到你的程序中，並細細研究 dll 的每一部分內容，這就是 C# 中的反射。

個人認為反射最突出的優點或存在的合理性：在不修改程序原碼的情況下，實現程序功能的動態調整（Runtime動態對象創建）

示例：

    interface IRun {
        void Run();
    }
    class Person : IRun
    {
        public void Run()
        {
            Console.WriteLine("走，去LOL啊！");
        }
    }
    class Car : IRun
    {
        public void Run()
        {
            Console.WriteLine("嗚...........");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IRun e = new Person();
            e.Run();
            Console.ReadLine();
        }
    }

如果將上面的Run功能並不一定是由Person來執行，有時需要是Car有時需要Person。常見的解決方案是添加 if 等判斷結構，如下：

       static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("請輸入：Car或Person");
            string type = Console.ReadLine();
            IRun e = null;
            if ("Car" == type)
            {
                e = new Car();
            }else if("Person" == type)
            {
                e = new Person();
            }
            if(null != e)
                e.Run();

            Console.ReadLine();
        }

這種結構確是解決了現在的需求，但並不健壯。隨着 IRun 接口實現、相關類的繼承的增加，上面的判斷結構也會飛速增長。面向對象編程、設計模式均遵循的一大原則就是封裝變換，所以上面的程序無法很好的應對變化。在此我們並不涉及 “設計模式的” 的知識，因此下面的示例代碼只為簡化上面的程序、並未刻意套用設計模式相關知識。如下：

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("請輸入：Car或Person");
            string type = Console.ReadLine();
            string classPath = String.Format("namespace.{0}", type);
            IRun e = Activator.CreateInstance(null, classPath).Unwrap() as IRun;

            if(null != e)
                e.Run();

            Console.ReadLine();
        }

經過上面的修改，程序可自行根據用戶的輸入，通過Activator.CreateInstance創建 IRun 的實例，程序此處不會再隨 IRun 的實現者增多這種問題的影響而發生變化。上面的這種優點就是通過反射得到的，也是我所認為的“反射存在的合理性”。

Activator、Assembly 實現反射方式創建對象

C#中反射方式創建對象可以通過 Activator.CreateInstance（靜態）和 Assembly.CreateInstance（非靜態）來實現，其中Assembly.CreateInstance 內部調用的仍是Activator.CreateInstance。

根據要動態創建的類型對象是否處於當前程序集之中，可將反射創建對象分為：創建程序集內的類型對象與創建程序集外的類型對象。

創建程序集內的類型對象

        private static void ReflectionIRun1(string className)
        {
            string classPath = String.Format("namespace.{0}", className);
            //參數 null ,指出所要創建類型對象位於當前程序集 
            var handler = Activator.CreateInstance(null, classPath);
            IRun e = (IRun)handler.Unwrap();
            Console.WriteLine(e.Run());
        }
        private static void ReflectionIRun2(string className)
        {
            string classPath = String.Format("namespace.{0}", className);
            //typeof(IRun).Assembly 獲取 IRun 類型所在的程序集
            object obj = typeof(IRun).Assembly.CreateInstance(null, classPath);
            IRun e = (IRun)obj;
            Console.WriteLine(e.Run());
        }

創建程序集外的類型對象

項目中增加一個 類庫 （另一個程序集），如下圖：

添加一個 Boss 類，如下：

namespace Lib
{
    public class Boss
    {
        private string name = "老大";
        
        public string Name{
            get {return name;}
        }
        public string Talk()
        {
            return "你們都被開除了......";
        }
        //老板不會算賬，總是多付錢，所以很有自知之明的將Payfor設為private，防止外部人員調用
        private int Payfor(int total)
        {
            return total + 10;
        }
    }
}    

獲取 一個 Boss 對象前，首先添加對 Lib 的引用，獲取示例如下：

        private static void ReflectionBoss1()
        {
            string classPath ="Lib.Boss";
            //"Lib" 參數指明要加載的程序集（即要創建的對象類型在哪個程序集中定義）
            var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
            Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
            Console.WriteLine(b.Talk());
        }
        private static void ReflectionBoss2()
        {
            string classPath ="Lib.Boss";
            //Assembly.Load("Lib") 加載的程序集（即要創建的對象類型在哪個程序集中定義）
            var assembly = Assembly.Load("Lib");
            Boss b = (Boss)assembly.CreateInstance(classPath);
            Console.WriteLine(b.Talk());
        }  

關於反射時CLR如何查找並定位要加載的程序集，請參考MSDN中關於反射相關的知識。

反射訪問字段、調用方法（屬性）

反射除可以幫我們動態創建對象外，還可幫我們動態訪問對象的方法（屬性）或字段，因 C# 版本不同具體方法會有變更或擴展，更深入內容請參考MSDN。下面僅作簡單示例（標准用法）。

給老板改名，示例： 

        private static void ReflectionBoss1()
        {
            string classPath = "Lib.Boss";
            //"Lib" 參數指明要加載的程序集（即要創建的對象類型在哪個程序集中定義）
            var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
            Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
            //關鍵代碼
            FieldInfo f = b.GetType().GetField("name", BindingFlags.GetField | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
            f.SetValue(b, "小二");

            Console.WriteLine("{0}:{1}", b.Name, b.Talk());
        }

輸出：

讓老板付錢：

private static void ReflectionBoss1()
        {
            string classPath = "Lib.Boss";
            //"Lib" 參數指明要加載的程序集（即要創建的對象類型在哪個程序集中定義）
            var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
            Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
            //關鍵代碼
            MethodInfo method = b.GetType().GetMethod("Payfor", BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
            object money = method.Invoke(b, new object[] { 10 });

            Console.WriteLine("DW039：老大給我報銷10元錢車費......");
            Console.WriteLine("{0}:.....，算不清了，給你這些吧。",b.Name);
            Console.WriteLine("DW039：......");
            Console.WriteLine("{0}:{1}", b.Name,money);
            Console.WriteLine("DW039：老大你真棒!");
        }

輸出：

dynamic 與 反射 雙劍合璧

因為反射是運行時的類型操作，所以在編程時面臨類型不確定的問題。根據上一篇《C# 匿名對象（匿名類型）、var、動態類型 dynamic》講得 dynamic 動態類型結合我們編寫的反射程序，可以大大優化程序邏輯（訪問受保護級別限制的代碼不在此范圍內）。

上面代碼的優化：

 private static void ReflectionBoss1()
        {
            string classPath ="Lib.Boss";
            var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
            dynamic b = handler.Unwrap();
            Console.WriteLine(b.Talk());
        }
        private static void ReflectionBoss2()
        {
            string classPath ="Lib.Boss";
            var assembly = Assembly.Load("Lib");
            dynamic b = assembly.CreateInstance(classPath);
            Console.WriteLine(b.Talk());
        }  

通過 dynamic 動態類型對象 b 來調用反射得到對象的屬性、方法可直接調用，從而省去了頻繁的類型轉換操作。

反射常見應用場景

應用場景我印象最深刻的是 MS Petshop 示例，從SQL Server 數據庫切換到 oracle 數據庫時反射獲得不同的數據訪問層。然我實際項目中從未遇到過中途切換數據庫的情況，其他應用場景基本類似上面的示例。如果朋友你發現更多的應用場景，請給予補充，3ks。

反射的優缺點

優點：反射使程序更靈活

缺點：反射運行速度相對較慢

至於反射相比普通程序慢，我沒有進行過測試也不打算進行。現實情況是：Ms提倡使用 dynamic、Mvc流行、Ms對CLR不斷優化、機器性能的提升，所以你在開發中無需過多考慮反射的性能問題。如果你寫的程序運行速度出現了瓶頸（應首先確保自己程序寫的合理），研究一下數據庫優化、數據緩存、web緩存、負載均衡等技術我認為更實際一些。

請放心大膽的使用反射技術吧，朋友！

隨后我將寫一系列關於C# 異步編程的文章，感興趣的朋友請點下面的 “關注我” ，謝謝。