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C#中的反射原理

 反射的定義:審查元資料並收集關於它的型別資訊的能力,元資料(編輯後的基本資料單元)就是一大堆表,編譯器會建立一個類定義表,一個欄位定義表,一個方法定義表等,System.Reflection名稱空間包含的幾個類,允許你反射(解析)這些元資料的程式碼

一、反射的作用:
動態的建立型別的例項,將型別邦定到現有物件,或從現有物件中獲取型別 
應用程式需要在執行時從某個特定的程式集中載入一個特定的型別,以便實現某個任務時可以用到反射 
反射主要應用於類庫,這些類庫需要知道一個型別的定義,以便提供更多的功能

二、應用要點:
現實應用程式中很少使用到反射 
使用反射動態邦定需要犧牲效能 
有些元資料資訊是不能通過反射獲取的 


某些反射型別是專門為那些CLR開發編輯器開發使用的,所以你要意思到不是所有反射型別都是可以使用的

三、取得Assembly的方法:
Assembly.Load 
Assembly.LoadFile 
Assembly.LoadFrom 
Type物件的Assembly方法

四、反射的成員:
MemberInfo-成員 
ConstructorInfo-結構 
FieldInfo-欄位 
MethodInfo-方法 
PropertyInfo-屬性 
EventInfo-事件

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 1. Type類

 
     static void Main(string[] args)
        {   Myclass my = new Myclass(); 
            Type type = my.GetType();          //通過物件獲取這個物件所屬類的Type物件
            Console.WriteLine(type.Name);      //關於類總體的:類名、名字空間、程式集
            Console.WriteLine(type.Namespace);
            Console.WriteLine(type.Assembly); 
            FieldInfo[] array = type.GetFields();      
 //關於類裡面的:獲取字元
            foreach(var temp in array)
            {
                Console.WriteLine(temp.Name);
            } 
            PropertyInfo[] array = type.GetProperties();//獲取屬性
            foreach(var temp in array)
            {
                Console.WriteLine(temp.Name);
            } 
            MethodInfo[] array = type.GetMethods();     //獲取方法
            foreach (var temp in array)
            {
                Console.WriteLine(temp.Name);
            } 
            Console.ReadKey();
        }


 2. 獲取當前程式的程式集Assembly 

static void Main(string[] args)
        {   Myclass my = new Myclass(); 
            Assembly assem = my.GetType().Assembly;  //通過類例項物件的type物件獲取它所在的程式集(載入程式集的方法1) 
            Console.WriteLine(assem.FullName);  
            Type[] array = assem.GetTypes();   //獲取程式集中所有的類(此處program和myclass兩個)
            foreach(var temp in array)
            {
                Console.WriteLine(array);
            }
               Console.ReadKey();
        } 

    附錄:

  方法2: Assembly assem = Assembly.Load("SomeAssembly");    //根據程式集的名字載入程式集,

                                                                                          //在本地目錄和全域性程式集緩 存目錄查詢  
      方法3: Assembly assem = Assembly.LoadFrom (@"C:\xx\SomeAssembly.dll");   //程式集的完整路徑

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原理其實很簡單,.net所編寫的程式集包含兩個重要部分:IL(中間語言程式碼) 和metadata(元資料)。我們編寫的程式碼中不是有很多很多的類嗎,類有很多很多的成員,在編譯程式碼的時候,元資料表就根據程式碼把類的所有資訊都記錄在了它裡面(其實它就是一個資料結構,組織類的資訊)。而反射的過程剛好相反,就是通過元資料裡記錄的關於類的詳細資訊找到該類的成員,並能使它“復活”(因為元資料裡所記錄的資訊足夠詳細,以致於可以根據metadata裡面記錄的資訊找到關於該類的IL code並加以利用)。

最後對比下:

元資料形成: 根據程式碼具體內容形成類的記錄資訊;

反射:根據元資料的記錄找到所需的程式碼;

至於例項,用Type類實現很方便:Type t = typeof(System.string);

MemberInfo[] mis = t.GetMembers();

foreach (MemberInfo mi in mis) { 

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

} //就會得到關於String類的所有資訊;

************************************** 相關 *********************************************************

反射的概述
反射的定義:審查元資料並收集關於它的型別資訊的能力。元資料(編譯以後的最基本資料單元)就是一大堆的表,當編譯程式集或者模組時,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名稱空間包含的幾個類,允許你反射(解析)這些元資料表的程式碼
和反射相關的名稱空間(我們就是通過這幾個名稱空間訪問反射資訊):
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. 可以使用反射動態地建立型別的例項,將型別繫結到現有物件,或從現 有物件中獲取型別
2. 應用程式需要在執行時從某個特定的程式集中載入一個特定的型別,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型別的定義,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型別
2. 使用反射動態繫結需要犧牲效能
3. 有些元資料資訊是不能通過反射獲取的
4. 某些反射型別是專門為那些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型別都是適合每個人的。
反射appDomain 的程式集
當你需要反射AppDomain 中包含的所有程式集,示例如下:
static void Main
{
//通過GetAssemblies 呼叫appDomain的所有程式集
foreach (Assembly assem in Appdomain.currentDomain.GetAssemblies())
{
//反射當前程式集的資訊
reflector.ReflectOnAssembly(assem)
}
}
說明:呼叫AppDomain 物件的GetAssemblies 方法將返回一個由System.Reflection.Assembly元素組成的陣列。
反射單個程式集
上面的方法講的是反射AppDomain的所有程式集,我們可以顯示的呼叫其中的一個程式集,system.reflecton.assembly 型別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,先後在全域性程式集緩衝區,應用程式基目錄和私有路徑下面查詢該程式集,如果找不到該程式集系統丟擲異常
2. LoadFrom 方法:傳遞一個程式集檔案的路徑名(包括副檔名),CLR會載入您指定的這個程式集,傳遞的這個引數不能包含任何關於版本號的資訊,區域性,和公鑰資訊,如果在指定路徑找不到程式集丟擲異常。
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。
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 方法是一種例項方法,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呼叫的AppDomain.儘量避免使用AppDomain的load 方法


利用反射獲取型別資訊
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,型別反射
一個簡單的利用反射獲取型別資訊的例子:
using system;
using sytem.reflection;
class reflecting
{
static void Main(string[]args)
{
reflecting reflect=new reflecting();//定義一個新的自身類
//呼叫一個reflecting.exe程式集
assembly myAssembly =assembly.loadfrom(“reflecting.exe”)
reflect.getreflectioninfo(myAssembly);//獲取反射資訊
}
//定義一個獲取反射內容的方法
void getreflectioninfo(assembly myassembly)
{
type[] typearr=myassemby.Gettypes();//獲取型別
foreach (type type in typearr)//針對每個型別獲取詳細資訊
{
//獲取型別的結構資訊
constructorinfo[] myconstructors=type.GetConstructors;
//獲取型別的欄位資訊
fieldinfo[] myfields=type.GetFiedls()
//獲取方法資訊
MethodInfo myMethodInfo=type.GetMethods();
//獲取屬性資訊
propertyInfo[] myproperties=type.GetProperties
//獲取事件資訊
EventInfo[] Myevents=type.GetEvents;
}
}
}
其它幾種獲取type物件的方法:
1. System.type 引數為字串型別,該字串必須指定型別的完整名稱(包括其名稱空間)
2. System.type 提供了兩個例項方法:GetNestedType,GetNestedTypes
3. Syetem.Reflection.Assembly 型別提供的例項方法是:GetType,GetTypes,GetExporedTypes
4. System.Reflection.Moudle 提供了這些例項方法:GetType,GetTypes,FindTypes
設定反射型別的成員
反射型別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物件的GetMembers 方法取得一個型別的成員。如果我們使用的是不帶引數的GetMembers,它只返回該型別的公共定義的靜態變數和例項成員,我們也可以通過使用帶引數的GetMembers通過引數設定來返回指定的型別成員。具體引數參考msdn 中system.reflection.bindingflags 列舉型別的詳細說明。
例如:
//設定需要返回的型別的成員內容
bindingFlags bf=bingdingFlags.DeclaredOnly|bingdingFlags.Nonpublic|BingdingFlags.Public;
foreach (MemberInfo mi int t.getmembers(bf))
{
writeline(mi.membertype) //輸出指定的型別成員
}
通過反射建立型別的例項
通過反射可以獲取程式集的型別,我們就可以根據獲得的程式集型別來建立該型別新的例項,這也是前面提到的在執行時建立物件實現晚繫結的功能
我們可以通過下面的幾個方法實現:
1. System.Activator 的CreateInstance方法。該方法返回新物件的引用。具體使用方法參見msnd
2. System.Activator 的createInstanceFrom 與上一個方法類似,不過需要指定型別及其程式集
3. System.Appdomain 的方法:createInstance,CreateInstanceAndUnwrap,CreateInstranceFrom和CreateInstraceFromAndUnwrap
4. System.type的InvokeMember例項方法:這個方法返回一個與傳入引數相符的建構函式,並構造該型別。
5. System.reflection.constructinfo 的Invoke例項方法
反射型別的介面
如果你想要獲得一個型別繼承的所有介面集合,可以呼叫Type的FindInterfaces GetInterface或者GetInterfaces。所有這些方法只能返回該型別直接繼承的介面,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呼叫上述方法。
反射的效能:
使用反射來呼叫型別或者觸發方法,或者訪問一個欄位或者屬性時clr 需要做更多的工作:校驗引數,檢查許可權等等,所以速度是非常慢的。所以儘量不要使用反射進行程式設計,對於打算編寫一個動態構造型別(晚繫結)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。讓該型別從一個編譯時可知的基礎型別派生出來,在執行時生成該型別的一個例項,將對其的引用放到其基礎型別的一個變數中,然後呼叫該基礎型別的虛方法。
2. 通過介面實現。在執行時,構建該型別的一個例項,將對其的引用放到其介面型別的一個變數中,然後呼叫該介面定義的虛方法。
3.通過委託實現。讓該型別實現一個方法,其名稱和原型都與一個在編譯時就已知的委託相符。在執行時先構造該型別的例項,然後在用該方法的物件及名稱構造出該委託的例項,接著通過委託呼叫你想要的方法。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