C#中的反射原理

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反射的定义:审查元数据并收集关於它的类型信息的能力,元数据(编辑后的基本数据单元)就是一大堆表,编译器会创建一个类定义表,一个字段定义表,一个方法定义表等,System.Reflection命名空间包含的几个类,允许你反射(解析)这些元数据的代码






一、反射的作用:




动态的创建类型的实例,将类型邦定到现有对象,或从现有对象中获取类型




应用程序需要在运行时从某个特定的程序集中载入一个特定的类型,以便实现某个任务时可以用到反射




反射主要应用於类库,这些类库需要知道一个类型的定义,以便提供更多的功能






二、应用要点:




现实应用程序中很少使用到反射




使用反射动态邦定需要牺牲性能




有些元数据信息是不能通过反射获取的




某些反射类型是专门為那些CLR开发编辑器开发使用的,所以你要意思到不是所有反射类型都是可以使用的






三、取得Assembly的方法:




Assembly.Load




Assembly.LoadFile




Assembly.LoadFrom




Type对象的Assembly方法






四、反射的成员:




MemberInfo-成员




ConstructorInfo-结构




FieldInfo-字段




MethodInfo-方法




PropertyInfo-属性




EventInfo-事件





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1. Type类



static void Main(string[] args)

{   Myclass my = new Myclass();


Type type = my.GetType();

//通过对象获取这个对象所属类的Type对象

Console.WriteLine(type.Name);      //关于类总体的:类名、名字空间、程序集

Console.WriteLine(type.Namespace);

Console.WriteLine(type.Assembly);


FieldInfo[] array = type.GetFields();

//关于类里面的:获取字符

foreach(var temp in array)

{


Console.WriteLine(temp.Name);

}


PropertyInfo[] array = type.GetProperties();

//获取属性

foreach(var temp in array)

{


Console.WriteLine(temp.Name);

}


MethodInfo[] array = type.GetMethods();

//获取方法

foreach (var temp in array)

{


Console.WriteLine(temp.Name);

}

Console.ReadKey();

}







2. 获取当前程序的程序集Assembly




static void Main(string[] args)

{   Myclass my = new Myclass();


Assembly assem = my.GetType().Assembly;

//通过类实例对象的type对象获取它所在的程序集(加载程序集的方法1)

Console.WriteLine(assem.FullName);


Type[] array = assem.GetTypes();

//获取程序集中所有的类(此处program和myclass两个)

foreach(var temp in array)

{


Console.WriteLine(array);

}

Console.ReadKey();

}




附录:








方法2: Assembly assem = Assembly.Load(“SomeAssembly”);    //根据程序集的名字加载程序集,


//在本地目录和全局程序集缓 存目录查找

方法3: Assembly assem = Assembly.LoadFrom (@”C:\xx\SomeAssembly.dll”);   //程序集的完整路径

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原理其实很简单,.net所编写的程序集包含两个重要部分:IL(


中间语言


代码) 和metadata(


元数据


)。我们编写的代码中不是有很多很多的类吗,类有很多很多的成员,在编译代码的时候,元数据表就根据代码把类的所有信息都记录在了它里面(其实它就是一个


数据结构


,组织类的信息)。而反射的过程刚好相反,就是通过元数据里记录的关于类的详细信息找到该类的成员,并能使它“复活”(因为元数据里所记录的信息足够详细,以致于可以根据metadata里面记录的信息找到关于该类的IL code并加以利用)。







最后对比下:



元数据形成: 根据代码具体内容形成类的记录信息;



反射:根据元数据的记录找到所需的代码;



至于实例,用Type类实现很方便:Type t = typeof(System.string);



MemberInfo[] mis = t.GetMembers();



foreach (MemberInfo mi in mis) {



Console.WriteLine(mi.MemberType + mi.Name);



} //就会得到关于



String类


的所有信息;


************************************** 相关 *********************************************************



反射的概述


反射的定义:审查元数据并收集关于它的类型信息的能力。元数据(编译以后的最基本数据单元)就是一大堆的表,当编译程序集或者模块时,编译器会创建一个类定义表,一个字段定义表,和一个方法定义表等,。System.reflection命名空间包含的几个类,允许你反射(解析)这些元数据表的代码

和反射相关的命名空间(我们就是通过这几个命名空间访问反射信息):

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


反射的作用:


1. 可以使用反射动态地创建类型的实例,将类型绑定到现有对象,或从现 有对象中获取类型

2. 应用程序需要在运行时从某个特定的程序集中载入一个特定的类型,以便实现某个任务时可以用到反射。

3. 反射主要应用与类库,这些类库需要知道一个类型的定义,以便提供更多的功能。


应用要点:


1. 现实应用程序中很少有应用程序需要使用反射类型

2.

使用反射动态绑定需要牺牲性能


3. 有些元数据信息是不能通过反射获取的

4.

某些反射类型是专门为那些clr 开发编译器的开发使用的,所以你要意识到不是所有的反射类型都是适合每个人的。


反射appDomain 的程序集

当你需要反射AppDomain 中包含的所有程序集,示例如下:

static void Main

{


//通过GetAssemblies 调用appDomain的所有程序集

foreach (Assembly assem in Appdomain.currentDomain.GetAssemblies())

{


//反射当前程序集的信息

reflector.ReflectOnAssembly(assem)

}

}

说明:调用AppDomain 对象的GetAssemblies 方法将返回一个由System.Reflection.Assembly元素组成的数组。

反射单个程序集


上面的方法讲的是反射AppDomain的所有程序集,我们可以显示的调用其中的一个程序集,system.reflecton.assembly 类型提供了下面三种方法



1. Load 方法:极力推荐的一种方法,Load 方法带有一个程序集标志并载入它,Load 将引起CLR把策略应用到程序集上,先后在全局程序集缓冲区,应用程序基目录和私有路径下面查找该程序集,如果找不到该程序集系统抛出异常

2. LoadFrom 方法:传递一个程序集文件的路径名(包括扩展名),CLR会载入您指定的这个程序集,传递的这个参数不能包含任何关于版本号的信息,区域性,和公钥信息,如果在指定路径找不到程序集抛出异常。

3. LoadWithPartialName:永远不要使用这个方法,因为应用程序不能确定再在载入的程序集的版本。该方法的唯一用途是帮助那些在.Net框架的测试环节使用.net 框架提供的某种行为的客户,这个方法将最终被抛弃不用。


注意

:system.AppDomain 也提供了一种Load 方法,他和Assembly的静态Load 方法不一样,AppDomain的load 方法是一种实例方法,返回的是一个对程序集的引用,Assembly的静态Load 方发将程序集按值封装发回给发出调用的AppDomain.尽量避免使用AppDomain的load 方法



利用反射获取类型信息


前面讲完了关于程序集的反射,下面在讲一下反射层次模型中的第三个层次,类型反射

一个简单的利用反射获取类型信息的例子:

using system;

using sytem.reflection;

class reflecting

{


static void Main(string[]args)

{


reflecting reflect=new reflecting();//定义一个新的自身类

//调用一个reflecting.exe程序集

assembly myAssembly =assembly.loadfrom(“reflecting.exe”)

reflect.getreflectioninfo(myAssembly);//获取反射信息

}

//定义一个获取反射内容的方法

void getreflectioninfo(assembly myassembly)

{


type[] typearr=myassemby.Gettypes();//获取类型

foreach (type type in typearr)//针对每个类型获取详细信息

{


//获取类型的结构信息

constructorinfo[] myconstructors=type.GetConstructors;

//获取类型的字段信息

fieldinfo[] myfields=type.GetFiedls()

//获取方法信息

MethodInfo myMethodInfo=type.GetMethods();

//获取属性信息

propertyInfo[] myproperties=type.GetProperties

//获取事件信息

EventInfo[] Myevents=type.GetEvents;

}

}

}


其它几种获取type对象的方法:


1. System.type 参数为字符串类型,该字符串必须指定类型的完整名称(包括其命名空间)

2. System.type 提供了两个实例方法:GetNestedType,GetNestedTypes

3. Syetem.Reflection.Assembly 类型提供的实例方法是:GetType,GetTypes,GetExporedTypes

4. System.Reflection.Moudle 提供了这些实例方法:GetType,GetTypes,FindTypes


设置反射类型的成员


反射类型的成员就是反射层次模型中最下面的一层数据。我们可以通过type对象的GetMembers 方法取得一个类型的成员。如果我们使用的是不带参数的GetMembers,它只返回该类型的公共定义的静态变量和实例成员,我们也可以通过使用带参数的GetMembers通过参数设置来返回指定的类型成员。具体参数参考msdn 中system.reflection.bindingflags 枚举类型的详细说明。

例如:

//设置需要返回的类型的成员内容

bindingFlags bf=bingdingFlags.DeclaredOnly|bingdingFlags.Nonpublic|BingdingFlags.Public;

foreach (MemberInfo mi int t.getmembers(bf))

{


writeline(mi.membertype) //输出指定的类型成员

}


通过反射创建类型的实例


通过反射可以获取程序集的类型,我们就可以根据获得的程序集类型来创建该类型新的实例,这也是前面提到的在运行时创建对象实现晚绑定的功能

我们可以通过下面的几个方法实现:

1. System.Activator 的CreateInstance方法。该方法返回新对象的引用。具体使用方法参见msnd

2. System.Activator 的createInstanceFrom 与上一个方法类似,不过需要指定类型及其程序集

3. System.Appdomain 的方法:createInstance,CreateInstanceAndUnwrap,CreateInstranceFrom和CreateInstraceFromAndUnwrap

4. System.type的InvokeMember实例方法:这个方法返回一个与传入参数相符的构造函数,并构造该类型。

5. System.reflection.constructinfo 的Invoke实例方法


反射类型的接口


如果你想要获得一个类型继承的所有接口集合,可以调用Type的FindInterfaces GetInterface或者GetInterfaces。所有这些方法只能返回该类型直接继承的接口,他们不会返回从一个接口继承下来的接口。要想返回接口的基础接口必须再次调用上述方法。

反射的性能:

使用反射来调用类型或者触发方法,或者访问一个字段或者属性时clr 需要做更多的工作:校验参数,检查权限等等,所以速度是非常慢的。所以尽量不要使用反射进行编程,对于打算编写一个动态构造类型(晚绑定)的应用程序,可以采取以下的几种方式进行代替:

1.通过类的继承关系。让该类型从一个编译时可知的基础类型派生出来,在运行时生成该类型的一个实例,将对其的引用放到其基础类型的一个变量中,然后调用该基础类型的虚方法。

2. 通过接口实现。在运行时,构建该类型的一个实例,将对其的引用放到其接口类型的一个变量中,然后调用该接口定义的虚方法。

3.通过委托实现。让该类型实现一个方法,其名称和原型都与一个在编译时就已知的委托相符。在运行时先构造该类型的实例,然后在用该方法的对象及名称构造出该委托的实例,接着通过委托调用你想要的方法。这个方法相对与前面两个方法所作的工作要多一些,效率更低一些