为什么有反射这个系列,这个系列后,asp net 将会进入深入篇,如果没有这个反射系列,那么asp net的源码,看了可能会觉得头晕,里面的依赖注入包括框架源码是大量的反射。
下面是官方文档的介绍:
https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/reflection
说的比较绕,反射就是用来动态创建对象的。
那么什么是动态创建对象? 动态创建对象就是运行时创建对象。
那么为什么需要动态创建对象呢?
可以思考一下,我们写代码的时候为什么需要动态创建?
这里我举一个例子。
比如说,eventbus,通过不同的字符串反射成不同的事件。
可能有人没怎么接触这个eventbus,再举个例子。
有一个api,用户可以传入动物的名字和该动物的一些属性,那么当我们拿到这些字符串的时候,我们在内部根据动物的名字和属性创建响应的对象。
反射动态创建对象:
static void Main(string[] args) { Assembly assembly = Assembly.GetExecutingAssembly(); // 获取当前程序集 dynamic obj = assembly.CreateInstance("ConsoleApp7.Cat"); Console.WriteLine(obj); }
可以看到,我们通过反射创建一个对象。
那么为什么反射能创建一个对象呢? 它的原理是什么呢?
在https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/reflection-and-codedom/viewing-type-information 文中写道:
当反射提出请求时,公共语言运行时为已加载的类型创建 Type 。 可使用 Type 对象的方法、字段、属性和嵌套类来查找该类型的任何信息。
也就是说在运行的时候,会为加载的类型,创建Type,那么如何获取Type 呢?
Type catType = Type.GetType("ConsoleApp7.Cat");
那么这里原理也清晰了,原来在.net 运行的时候会为加载的类型创建Type,通过Type 就能创建实例。
那么Type 里面有什么呢? 首先肯定有构造函数吧,不然怎么创建实例呢? 那么还有什么呢?
上文也提及到了里面有方法、字段、属性、嵌套类等用来描述这个类型的信息。
举个例子:比如说我这个Cat 类吧, 在加载的时候会创建Cat的Type,那么这个Type 里面就存有我这个Cat的方法、字段、属性等,这些可以统称为元数据。
元数据也就是metadata:
可以看下下面这篇介绍:
https://baike.baidu.com/item/元数据/1946090?fr=aladdin
元数据(Metadata),又称中介数据、中继数据,为描述数据的数据(data about data),主要是描述数据属性(property)的信息,用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。
这就是这个Type 就是对加载类型的描述了,有了它那么可以做事情。
例如获取属性,获取方法等。
举个例子:
Type catType = Type.GetType("ConsoleApp7.Cat"); var cat = Activator.CreateInstance(catType);
这个时候有人就问了,为什么c# 不设计成: catType.CreateInstance();
这样获取不是更加简单吗? 这就是c# 的优雅的地方。 Type 是仅仅对类型的描述,这样 Type 就不会随着扩展变得臃肿。不谈这个领域驱动篇马上开始了,这里面会介绍。
那么这里有一个问题了,其实我们反射创建对象也就是为了调用里面方法,那么这个怎么做呢?
比如说调用里面的Cat的Hi 方法?
public class Cat { public void Hi() { Console.WriteLine("hi master!"); } }
然后这样写:
static void Main(string[] args) { Type catType = Type.GetType("ConsoleApp7.Cat"); var cat = (Cat)Activator.CreateInstance(catType); cat.Hi(); Console.ReadKey(); }
这样写会运行正常吗? 那肯定能运行正常。
那么我们为什么一般不这样写?这里就有一个问题,我们反射的目的是什么?
是为了动态加载,动态加载是为了动态创建对象? 这显然不是,是为了动态能够执行某段代码,也就是动态运行。
既然我们在运行的时候才知道类型,那么我们是如何能保证知道我们要调用的方法呢?
所以一般这样写:
static void Main(string[] args) { Type catType = Type.GetType("ConsoleApp7.Cat"); var cat = (Cat)Activator.CreateInstance(catType); var hiMethod = catType.GetMethod("Hi"); hiMethod.Invoke(cat, null); Console.ReadKey(); }
这里不要看我写的是固定ConsoleApp7.Cat 和 Hi,到了真正写代码都是传入参数进去的。
一样的能够运行。
从上面可以看出,其实在反射的眼里,方法也就是对象,通过把Hi 这个方法当成了himethod 这个对象。
可能在c# 中表现的不是很明显,在js 语言中表现的非常明显,方法就是一个对象。
看起来反射挺好用的啊,那么现在反射的优点就是动态加载,那么反射的缺点有吗?
反射的缺点也很明显,那就是执行更慢,为什么会执行更慢呢? 那是因为反射是几乎是边解释边运行的。
为什么反射会边解释边运行呢? 因为他做不到先编译再运行,微软在新的c#版本中做了优化,如何能避免反射,这个后续说明。
下面测试一下性能:
cat 中加入方法:
static void Main(string[] args) { Type catType = Type.GetType("ConsoleApp7.Cat"); var cat = Activator.CreateInstance(catType); var hiMethod = catType.GetMethod("Hi"); Console.WriteLine("反射的运行时间"); Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew(); for (var i =0; i<9999999; i++) { hiMethod.Invoke(cat, null); } stopwatch.Stop(); var elapsed = stopwatch.Elapsed; Console.WriteLine(elapsed.Milliseconds); Console.WriteLine("正常创建对象的时间"); Cat cat2 = new Cat(); Stopwatch stopwatch2 = Stopwatch.StartNew(); for (var i = 0; i < 9999999; i++) { cat2.Hi(); } stopwatch2.Stop(); var elapsed2 = stopwatch2.Elapsed; Console.WriteLine(elapsed2.Milliseconds); Console.ReadKey(); }
结果:
可以看到相差非常远。
那么既然性能相差这么远,为什么我们还要用反射呢?
这个问题很简单,很多人喜欢拿性能说事,简单的说就是我们做工程的,考虑的是工程角度,性能是是否能满足需求的指标,反射大多数场景还是满足需求的。
那么反射是否可以优化?
可以。 我没有优化过,网上有很多文章,没有遇到过这种场景。
这一节只是介绍一下什么是反射,和反射的优缺点,这是一个系列,所以后面大多数是介绍一些反射的api调用 和 原理。以上为个人整理,如有错误望请指点。
很大一部分参考于官方文档: https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/reflection-and-codedom/reflection, 只是个人用通俗的语言整理一下。