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.NET中反射機制的使用與分析

編輯:關於.NET

.NET反射的定義:審查元數據並收集關於它的類型信息的能力。

元數據是一種二進制信息,用以對存儲在公共語言運行庫可移植可執行文件 (PE) 文件或存儲在內存 中的程序進行描述。將您的代碼編譯為 PE 文件時,便會將元數據插入到該文件的一部分中。

而將代碼轉換為 Microsoft 中間語言 (MSIL) 並將其插入到該文件的另一部分中。在模塊或程序集中 定義和引用的每個類型和成員都將在元數據中進行說明。

當執行代碼時,運行庫將元數據加載到內存中,並引用它來發現有關代碼的類、成員、繼承等信息。

元數據以非特定語言的方式描述在代碼中定義的每一類型和成員。元數據存儲以下信息:

程序集的說明:

1.標識(名稱、版本、區域性、公鑰)。

2.導出的類型。

3.該程序集所依賴的其他程序集。

4.運行所需的安全權限。

類型的說明:

1.名稱、可見性、基類和實現的接口。

2.成員(方法、字段、屬性、事件、嵌套的類型)。

屬性:

1.修飾類型和成員的其他說明性元素。  

System.reflection命名空間包含的幾個類,允許你反射(解析)這些元數據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信息):

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

.NET反射的作用:

1. 可以使用反射動態地創建類型的實例,將類型綁定到現有對象,或從現 有對象中獲取類型。

2. 應用程序需要在運行時從某個特定的程序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.在.net實現工廠模式的時候好多都會用到反射。而工廠模式用的很多。

2. 使用反射動態綁定需要犧牲性能。

3. 有些元數據信息是不能通過反射獲取的。

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。  

反射單個程序集

1.    Load 方法:極力推薦的一種方法,Load 方法帶有一個程序集標志並載入它,Load 將引起 CLR把策略應用到程序集上。

先後在全局程序集緩沖區,應用程序基目錄和私有路徑下面查找該程序集,如果找不到該程序集系統 拋出異常。

2. LoadFrom 方法:傳遞一個程序集文件的路徑名(包括擴展名),CLR會載入您指定的這個程序集 ,傳遞的這個參數不能包含任何關於版本號的信息,區域性,和公鑰信息,如果在指定路徑找不到程序集 拋出異常。

3. LoadWithPartialName:永遠不要使用這個方法,因為應用程序不能確定再在載入的程序集的版本 。該方法的唯一用途是幫助那些在.Net框架的測試環節使用.net 框架提供的某種行為的客戶,這個方法 將最終被拋棄不用。

反射的層次模型

.NET反射的概述:

應用程序結構分為應用程序域—程序集—模塊—類型—成員幾個層次,公共語言運行庫加載器管理應 用程序域。

這些域在擁有相同應用程序范圍的對象周圍形成了確定邊界。

這種管理包括將每個程序集加載到相應的應用程序域以及控制每個程序集中類型層次結構的內存布局 。

程序集包含模塊,而模塊包含類型,類型又包含成員,反射則提供了封裝程序集、模塊和類型的對象 。

我們可以使用反射動態地創建類型的實例,將類型綁定到現有對象或從現有對象中獲取類型,然後調 用類型的方法或訪問其字段和屬性。反射通常具有以下用途:

(1)使用Assembly定義和加載程序集,加載在程序集清單中列出模塊,以及從此程序集中查找類型並 創建該類型的實例。

(2)使用Module了解包含模塊的程序集以及模塊中的類等,還可以獲取在模塊上定義的所有全局方法 或其他特定的非全局方法。

(3)使用ConstructorInfo了解構造函數的名稱、參數、訪問修飾符(如pulic 或private)和實現詳 細信息(如abstract或virtual)等。

使用Type的GetConstructors或GetConstructor方法來調用特定的構造函數。

(4)使用MethodInfo了解方法的名稱、返回類型、參數、訪問修飾符(如pulic 或private)和實現 詳細信息(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了解字段的名稱、訪問修飾符(如public或private)和實現詳細信息(如static )等,並獲取或設置字段值。

(6)使用EventInfo了解事件的名稱、事件處理程序數據類型、自定義屬性、聲明類型和反射類型等 ,添加或移除事件處理程序。

(7)使用PropertyInfo了解屬性的名稱、數據類型、聲明類型、反射類型和只讀或可寫狀態等,獲取 或設置屬性值。

(8)使用ParameterInfo了解參數的名稱、數據類型、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。

反射也可用於創建稱為類型浏覽器的應用程序,使用戶能夠選擇類型,然後查看有關選定類型的信息 。

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 使用反射來訪問數據並確定要永久保存的字段,System.Runtime.Remoting命名空間中的類通過序列化來 間接地使用反射。

反射的性能:

使用反射來調用類型或者觸發方法,或者訪問一個字段或者屬性時clr 需 要做更多的工作:校驗參數 ,檢查權限等等,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)的應用程序,可以采取 以下的幾種方式進行代替:

1、通過類的繼承關系。讓該類型從一個編譯時可知的基礎類型派生出來,在運行時生成該類 型的一 個實例,將對其的引用放到其基礎類型的一個變量中,然後調用該基礎類型的虛方法。

2、通過接口實現。在運行時,構建該類型的一個實例,將對其的引用放到其接口類型的一個變量中, 然後調用該接口定義的虛方法。

3、通過委托實現。讓該類型實現一個方法,其名稱和原型都與一個在編譯時就已知的委托相符。

在運行時先構造該類型的實例,然後在用該方法的對象及名稱構造出該委托的實例,接著通過委托調 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。  

提高反射的性能:反射的性能損失主要來源於比較類型、遍歷成員、調用成員三種情形,其中比較類 型耗時最小。

調用成員耗時最多,所以盡量減少采用成員動態調用等反射方式可以提高應用程序性能。除此之外, 采取後期綁定、避免將反射方法放到循環內產生放大效應等辦法均可提升反射性能。

示例如下:這是一個Calculator.dll

下面是通過反射檢查和調用Calculator.dll中的的方法:

下面是運行出來的效果:

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