C#反射(Reflection)详解

时间  2019-11-22
标签 c# 反射 reflection 详解 栏目 C# 繁體版
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一、 什么是反射
二、 命名空间与装配件的关系
三、 运行期获得类型信息有什么用
四、 如何使用反射获取类型
五、 如何根据类型来动态建立对象
六、 如何获取方法以及动态调用方法
七、 动态建立委托

一、什么是反射
        Reflection，中文翻译为反射。
        这是.Net中获取运行时类型信息的方式，.Net的应用程序由几个部分：‘程序集(Assembly)’、‘模块(Module)’、‘类型(class)’组成，而反射提供一种编程的方式，让程序员能够在程序运行期得到这几个组成部分的相关信息，例如：

        Assembly类能够得到正在运行的装配件信息，也能够动态的加载装配件，以及在装配件中查找类型信息，并建立该类型的实例。
Type类能够得到对象的类型信息，此信息包含对象的全部要素：方法、构造器、属性等等，经过Type类能够获得这些要素的信息，而且调用之。
MethodInfo包含方法的信息，经过这个类能够获得方法的名称、参数、返回值等，而且能够调用之。
诸如此类，还有FieldInfo、EventInfo等等，这些类都包含在System.Reflection命名空间下。

二、命名空间与装配件的关系
        不少人对这个概念可能仍是很不清晰，对于合格的.Net程序员，有必要对这点进行澄清。
        命名空间相似与Java的包，但又不彻底等同，由于Java的包必须按照目录结构来放置，命名空间则不须要。

        装配件是.Net应用程序执行的最小单位，编译出来的.dll、.exe都是装配件。

        装配件和命名空间的关系不是一一对应，也不互相包含，一个装配件里面能够有多个命名空间，一个命名空间也能够在多个装配件中存在，这样说可能有点模糊，举个例子：
装配件A：javascript

  1. namespace  N1
{
      public  class  AC1  {…}
      public  class  AC2  {…}
}
namespace  N2
{
      public  class  AC3  {…}
      public  class  AC4{…}
}

装配件B：java

  1. namespace  N1
{
      public  class  BC1  {…}
      public  class  BC2  {…}
}
namespace  N2
{
      public  class  BC3  {…}
      public  class  BC4{…}
}

这两个装配件中都有N1和N2两个命名空间，并且各声明了两个类，这样是彻底能够的，而后咱们在一个应用程序中引用装配件A，那么在这个应用程序中，咱们能看到N1下面的类为AC1和AC2，N2下面的类为AC3和AC4。
        接着咱们去掉对A的引用，加上对B的引用，那么咱们在这个应用程序下能看到的N1下面的类变成了BC1和BC2，N2下面也同样。
        若是咱们同时引用这两个装配件，那么N1下面咱们就能看到四个类：AC一、AC二、BC1和BC2。

        到这里，咱们能够清楚一个概念了，命名空间只是说明一个类型是那个族的，好比有人是汉族、有人是回族；而装配件代表一个类型住在哪里，好比有人住在北京、有人住在上海；那么北京有汉族人，也有回族人，上海有汉族人，也有回族人，这是不矛盾的。

        上面咱们说了，装配件是一个类型居住的地方，那么在一个程序中要使用一个类，就必须告诉编译器这个类住在哪儿，编译器才能找到它，也就是说必须引用该装配件。
        那么若是在编写程序的时候，也许不肯定这个类在哪里，仅仅只是知道它的名称，就不能使用了吗？答案是能够，这就是反射了，就是在程序运行的时候提供该类型的地址，而去找到它。
有兴趣的话，接着往下看吧。

三、运行期获得类型信息有什么用
        有人也许疑问，既然在开发时就可以写好代码，干吗还放到运行期去作，不光繁琐，并且效率也受影响。
这就是个见仁见智的问题了，就跟早绑定和晚绑定同样，应用到不一样的场合。有的人反对晚绑定，理由是损耗效率，可是不少人在享受虚函数带来的好处的时侯尚未意识到他已经用上了晚绑定。这个问题说开去，不是三言两语能讲清楚的，因此就点到为止了。
        个人见解是，晚绑定可以带来不少设计上的便利，合适的使用可以大大提升程序的复用性和灵活性，可是任何东西都有两面性，使用的时侯，须要再三衡量。

接着说，运行期获得类型信息到底有什么用呢？
仍是举个例子来讲明，不少软件开发者喜欢在本身的软件中留下一些接口，其余人能够编写一些插件来扩充软件的功能，好比我有一个媒体播放器，我但愿之后能够很方便的扩展识别的格式，那么我声明一个接口：程序员

  1. public  interface  IMediaFormat
{
string  Extension  {get;}
Decoder  GetDecoder();
}

这个接口中包含一个Extension属性，这个属性返回支持的扩展名，另外一个方法返回一个解码器的对象（这里我假设了一个Decoder的类，这个类提供把文件流解码的功能，扩展插件能够派生之），经过解码器对象我就能够解释文件流。
那么我规定全部的解码插件都必须派生一个解码器，而且实现这个接口，在GetDecoder方法中返回解码器对象，而且将其类型的名称配置到个人配置文件里面。
这样的话，我就不须要在开发播放器的时侯知道未来扩展的格式的类型，只须要从配置文件中获取如今全部解码器的类型名称，而动态的建立媒体格式的对象，将其转换为IMediaFormat接口来使用。

这就是一个反射的典型应用。


四、如何使用反射获取类型
        首先咱们来看如何得到类型信息。
        得到类型信息有两种方法，一种是获得实例对象
        这个时侯我仅仅是获得这个实例对象，获得的方式也许是一个object的引用，也许是一个接口的引用，可是我并不知道它的确切类型，我须要了解，那么就能够经过调用System.Object上声明的方法GetType来获取实例对象的类型对象，好比在某个方法内，我须要判断传递进来的参数是否实现了某个接口，若是实现了，则调用该接口的一个方法：编程

  1. …
public  void  Process(  object  processObj  )
{
Type  t  =  processsObj.GetType();
if(  t.GetInterface(“ITest”)  !=null  )
                    …
}
…

另一种获取类型的方法是经过Type.GetType以及Assembly.GetType方法，如：
              Type  t  =  Type.GetType(“System.String”);
        须要注意的是，前面咱们讲到了命名空间和装配件的关系，要查找一个类，必须指定它所在的装配件，或者在已经得到的Assembly实例上面调用GetType。
        本装配件中类型能够只写类型名称，另外一个例外是mscorlib.dll，这个装配件中声明的类型也能够省略装配件名称（.Net装配件编译的时候，默认都引用了mscorlib.dll，除非在编译的时候明确指定不引用它），好比：
          System.String是在mscorlib.dll中声明的，上面的Type  t  =  Type.GetType(“System.String”)是正确的
          System.Data.DataTable是在System.Data.dll中声明的，那么：
Type.GetType(“System.Data.DataTable”)就只能获得空引用。
          必须：
Type  t  =  Type.GetType("System.Data.DataTable,System.Data,Version=1.0.3300.0,  Culture=neutral,  PublicKeyToken=b77a5c561934e089");
          这样才能够，你们能够看下面这个帖子：
                http://expert.csdn.net/Expert/to ... 2.xml?temp=.1919977
          qqchen的回答很精彩


五、如何根据类型来动态建立对象
        System.Activator提供了方法来根据类型动态建立对象，好比建立一个DataTable：设计模式

  1. Type  t  =  Type.GetType("System.Data.DataTable,System.Data,Version=1.0.3300.0,  Culture=neutral,  PublicKeyToken=b77a5c561934e089");
DataTable  table  =  (DataTable)Activator.CreateInstance(t);

例二：根据有参数的构造器建立对象数组

  1. namespace  TestSpace  
{
  public  class  TestClass
      {
      private  string  _value;
      public  TestClass(string  value)  
    {
      _value=value;
      }
  }
}
…
Type  t  =  Type.GetType(“TestSpace.TestClass”);
Object[]  constructParms  =  new  object[]  {“hello”};  //构造器参数
TestClass  obj  =  (TestClass)Activator.CreateInstance(t,constructParms);
…

把参数按照顺序放入一个Object数组中便可


六、如何获取方法以及动态调用方法app

  1. namespace  TestSpace
{
      public  class  TestClass  {
          private  string  _value;
          public  TestClass()  {
          }
          public  TestClass(string  value)  {
                _value  =  value;
          }
          public  string  GetValue(  string  prefix  )  {
          if(  _value==null  )
          return  "NULL";
          else
            return  prefix+"  :  "+_value;
            }
            public  string  Value  {
set  {
_value=value;
}
get  {
if(  _value==null  )
return  "NULL";
else
return  _value;
}
            }
      }
}

上面是一个简单的类，包含一个有参数的构造器，一个GetValue的方法，一个Value属性，咱们能够经过方法的名称来获得方法而且调用之，如：框架

  1. //获取类型信息
Type  t  =  Type.GetType("TestSpace.TestClass");
//构造器的参数
object[]  constuctParms  =  new  object[]{"timmy"};
//根据类型建立对象
object  dObj  =  Activator.CreateInstance(t,constuctParms);
//获取方法的信息
MethodInfo  method  =  t.GetMethod("GetValue");
//调用方法的一些标志位，这里的含义是Public而且是实例方法，这也是默认的值
BindingFlags  flag  =  BindingFlags.Public  |  BindingFlags.Instance;
//GetValue方法的参数
object[]  parameters  =  new  object[]{"Hello"};
//调用方法，用一个object接收返回值
object  returnValue  =  method.Invoke(dObj,flag,Type.DefaultBinder,parameters,null);

属性与方法的调用大同小异，你们也能够参考MSDN

七、动态建立委托
        委托是C#中实现事件的基础，有时候不可避免的要动态的建立委托，实际上委托也是一种类型：System.Delegate，全部的委托都是从这个类派生的
        System.Delegate提供了一些静态方法来动态建立一个委托，好比一个委托：dom

  1. namespace  TestSpace  {
      delegate  string  TestDelegate(string  value);
      public  class  TestClass  {
public  TestClass()  {
                  }
                  public  void  GetValue(string  value)  {
                          return  value;
                  }
        }
}

使用示例：函数

  1. TestClass  obj  =  new  TestClass();
//获取类型，实际上这里也能够直接用typeof来获取类型
Type  t  =  Type.GetType(“TestSpace.TestClass”);
//建立代理，传入类型、建立代理的对象以及方法名称
TestDelegate  method  =  (TestDelegate)Delegate.CreateDelegate(t,obj,”GetValue”);
String  returnValue  =  method(“hello”);

---------------------------------------------------------------------------------

另一篇关于反射的文章

---------------原文以下------------------

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（编译之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，编译器会建立一个类定义表，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，容许你反射（解析）这些元数据表的代码   

System.Reflection.Assembly 
System.Reflection.MemberInfo
System.Reflection.EventInfo
System.Reflection.FieldInfo
System.Reflection.MethodBase
System.Reflection.ConstructorInfo
System.Reflection.MethodInfo
System.Reflection.PropertyInfo
System.Type
如下是上面几个类的使用方法：
（1）使用Assembly定义和加载程序集，加载在程序集清单中列出模块，以及今后程序集中查找类型并建立该类型的实例。 
（2）使用Module了解包含模块的程序集以及模块中的类等，还能够获取在模块上定义的全部全局方法或其余特定的非全局方法。 
（3）使用ConstructorInfo了解构造函数的名称、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。使用Type的GetConstructors或 GetConstructor方法来调用特定的构造函数。 
（4）使用MethodInfo了解方法的名称、返回类型、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。使用Type的GetMethods或GetMethod方法来调用特定的方法。 
（5）使用FiedInfo了解字段的名称、访问修饰符（如public或private）和实现详细信息（如static）等，并获取或设置字段值。 
（6）使用EventInfo了解事件的名称、事件处理程序数据类型、自定义属性、声明类型和反射类型等，添加或移除事件处理程序。 
（7）使用PropertyInfo了解属性的名称、数据类型、声明类型、反射类型和只读或可写状态等，获取或设置属性值。 
（8）使用ParameterInfo了解参数的名称、数据类型、是输入参数仍是输出参数，以及参数在方法签名中的位置等。
反射的层次模型：

（注：层次间都是一对多的关系）

 

反射的做用：
一、可使用反射动态地建立类型的实例，将类型绑定到现有对象，或从现有对象中获取类型
二、应用程序须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能够用到反射。
三、反射主要应用与类库，这些类库须要知道一个类型的定义，以便提供更多的功能。

应用要点：
一、现实应用程序中不多有应用程序须要使用反射类型
二、使用反射动态绑定须要牺牲性能
三、有些元数据信息是不能经过反射获取的
四、某些反射类型是专门为那些clr 开发编译器的开发使用的，因此你要意识到不是全部的反射类型都是适合每一个人的。

 

反射appDomain 的程序集：

当你须要反射AppDomain 中包含的全部程序集，示例以下：
static void Main
{
       //经过GetAssemblies 调用appDomain的全部程序集
       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的全部程序集，咱们能够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：
一、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 将引发CLR把策略应用到程序集上，前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，若是找不到该程序集系统抛出异常
二、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，若是在指定路径找不到程序集抛出异常。
三、LoadWithPartialName：永远不要使用这个方法，由于应用程序不能肯定再在载入的程序集的版本。该方法的惟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 方法不同，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.尽可能避免使用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)//针对每一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：
一、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）
二、System.type 提供了两个实例方法：GetNestedType,GetNestedTypes
三、Syetem.Reflection.Assembly 类型提供的实例方法是：GetType,GetTypes,GetExporedTypes
四、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。咱们能够经过type对象的GetMembers 方法取得一个类型的成员。若是咱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，咱们也能够经过使用带参数的 GetMembers经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：
//设置须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
}


经过反射建立类型的实例：

经过反射能够获取程序集的类型，咱们就能够根据得到的程序集类型来建立该类型新的实例，这也是前面提到的在运行时建立对象实现晚绑定的功能
咱们能够经过下面的几个方法实现：
一、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msdn
二、System.Activator 的createInstanceFrom 与上一个方法相似，不过须要指定类型及其程序集
三、System.Appdomain 的方法：createInstance,CreateInstanceAndUnwrap,CreateInstranceFrom和CreateInstraceFromAndUnwrap
四、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。
五、System.reflection.constructinfo 的Invoke实例方法

反射类型的接口：

若是你想要得到一个类型继承的全部接口集合，能够调用Type的FindInterfaces GetInterface或者GetInterfaces。全部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 须要作更多的工做：校验参数，检查权限等等，因此速度是很是慢的。因此尽可能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，能够采起如下的几种方式进行代替：
一、经过类的继承关系。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，而后调用该基础类型的虚方法。
二、经过接口实现。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，而后调用该接口定义的虚方法。
三、经过委托实现。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，而后在用该方法的对象及名称构造出该委托的实例，接着经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做的工做要多一些，效率更低一些。

 

我的操做方案：

源DLL类：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Web.UI;
using System.Collections;


namespace cn.SwordYang
{

    public class TextClass:System.Web.UI.Page
    {

public static void RunJs(Page _page, string Source)
        {
            _page.ClientScript.RegisterStartupScript(_page.GetType(), "", "<script type=\"text/javascript\">" + Source + ";</script>");

        }

}

}

//调用代码

System.Reflection.Assembly ass = Assembly.LoadFrom(Server.MapPath("bin/swordyang.dll")); //加载DLL
            System.Type t = ass.GetType("cn.SwordYang.TextClass");//得到类型
            object o = System.Activator.CreateInstance(t);//建立实例

            System.Reflection.MethodInfo mi = t.GetMethod("RunJs");//得到方法


            mi.Invoke(o, new object[] { this.Page,"alert('测试反射机制')"});//调用方法

反射机制对应设计模式中的策略模式。

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