在.NET平台怎么使用ReflectionDynamicObject优化反射

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基于封装的原则，API 的设计者会将部分成员（属性、字段、方法等）隐藏以保证健壮性。但总有需要直接访问这些私有成员的情况。

为了访问一个类型的私有成员，除了更改 API 设计还有就是使用反射技术：

public class MyApi {	public MyApi()	{	_createdAt = DateTime.Now;	}	private DateTime _createdAt;	public int ShowTimes { get; private set; }	public void ShowCreateTime()	{	Console.WriteLine(_createdAt);	ShowTimes++;	} } void Main() {	var api = new MyApi();	var field = api.GetType().GetField("_createdAt", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);	var value = field.GetValue(api);	Console.WriteLine(value); }

这种写法并不优雅：

代码冗长，编写麻烦。实现比较绕，不太直观。

笔者基于“动态类型技术”探索出了一种相对来说比较优雅的方案用于美化上述代码，并为其命名为 ReflectionDynamicObject ：

void Main() {     var api = new MyApi();     dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);     Console.WriteLine(wrapper._createdAt); }

除了支持获取值，ReflectionDynamicObject 还支持赋值：

void Main() {     var api = new MyApi();     dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);     wrapper._createdAt = new DateTime(2022, 2, 2, 22, 22, 22);     api.ShowCreateTime(); }

除了字段，当然也支持对属性的操作：

void Main() {     var api = new MyApi();     dynamic wrapper = ReflectionDynamicObject.Wrap(api);     wrapper.ShowTimes = 100;     Console.WriteLine(wraper.ShowTimes); }

在对属性的支持上，ReflectionDynamicObject 使用了“快速反射”技术，将取值和复制操作生成了委托以优化性能。

ReflectionDynamicObject 的实现原理

ReflectionDynamicObject 派生自 DynamicObject ，其内部通过反射技术获取到所有的属性和字段并对其 getter 和 setter 方法进行存储并通过 TryGetMember 和 TrySetMember 方法经运行时调用。

ReflectionDynamicObject 的源代码

public sealed class ReflectionDynamicObject : DynamicObject {     private readonly object _instance;     private readonly Accessor _accessor;     private ReflectionDynamicObject(object instance)     {         _instance = instance ?? throw new ArgumentNullException(nameof(instance));         _accessor = GetAccessor(instance.GetType());     }     public static ReflectionDynamicObject Wrap(Object value)         if (value == null) throw new ArgumentNullException(nameof(value));         return new ReflectionDynamicObject(value);     public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)         if (_accessor.TryFindGetter(binder.Name, out var getter))         {             result = getter.Get(_instance);             return true;         }         return base.TryGetMember(binder, out result);     public override bool TrySetMember(SetMemberBinder binder, object value)         if (_accessor.TryFindSetter(binder.Name, out var setter))             setter.Set(_instance, value);         return base.TrySetMember(binder, value);     #region 快速反射     private interface IGetter         object Get(object instance);     private interface ISetter         void Set(object instance, object value);     private class Getter : IGetter         private FieldInfo _field;         public Getter(FieldInfo field)             _field = field ?? throw new ArgumentNullException(nameof(field));         public object Get(object instance)             return _field.GetValue(instance);     private class Setter : ISetter         public Setter(FieldInfo field)         public void Set(object instance, object value)             _field.SetValue(instance, value);     private class Getter<T1, T2> : IGetter         private readonly Func<T1, T2> _getter;         public Getter(Func<T1, T2> getter)             _getter = getter ?? throw new ArgumentNullException(nameof(getter));             return _getter((T1)instance);     private class Setter<T1, T2> : ISetter         private readonly Action<T1, T2> _setter;         public Setter(Action<T1, T2> setter)             this._setter = setter ?? throw new ArgumentNullException(nameof(setter));             this._setter.Invoke((T1)instance, (T2)value);     private class Accessor         public Accessor(Type type)             this._type = type ?? throw new ArgumentNullException(nameof(_type));             var getter = new SortedDictionary<string, IGetter>();             var setter = new SortedDictionary<string, ISetter>();             var fields = _type.GetFields(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic);             foreach (var field in fields)             {                 getter[field.Name] = new Getter(field);                 setter[field.Name] = new Setter(field);             }             var props = _type.GetProperties(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic);             foreach (var item in props)                 if (item.CanRead)                 {                     var method = item.GetMethod;                     var funcType = typeof(Func<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);                     var func = method.CreateDelegate(funcType);                     var getterType = typeof(Getter<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);                     var get = (IGetter)Activator.CreateInstance(getterType, func);                     getter[item.Name] = get;                 }                 if (item.CanWrite)                     var method = item.SetMethod;                     var actType = typeof(Action<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);                     var act = method.CreateDelegate(actType);                     var setterType = typeof(Setter<,>).MakeGenericType(item.DeclaringType, item.PropertyType);                     var set = (ISetter)Activator.CreateInstance(setterType, act);                     setter[item.Name] = set;             _getters = getter;             _setters = setter;         private readonly Type _type;         private readonly IReadOnlyDictionary<string, IGetter> _getters;         private readonly IReadOnlyDictionary<string, ISetter> _setters;         public bool TryFindGetter(string name, out IGetter getter) => _getters.TryGetValue(name, out getter);         public bool TryFindSetter(string name, out ISetter setter) => _setters.TryGetValue(name, out setter);     private static Dictionary<Type, Accessor> _accessors = new Dictionary<Type, Accessor>();     private static object _accessorsLock = new object();     private static Accessor GetAccessor(Type type)         if (_accessors.TryGetValue(type, out var accessor)) return accessor;         lock (_accessorsLock)             if (_accessors.TryGetValue(type, out accessor)) return accessor;             accessor = new Accessor(type);             var temp = new Dictionary<Type, Accessor>(_accessors);             temp[type] = new Accessor(type);             _accessors = temp;             return accessor;     #endregion }

ReflectionDynamicObject 的局限性

基于复杂度的考虑，ReflectionDynamicObject 并未添加对“方法”的支持。这也就意味着对方法的调用是缺失的。虽然动态行为让程序摆脱了对字符串的依赖，但是该实现对“重构”的支持仍然不友好。

哪里用到了 ReflectionDynamicObject ？

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