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对.NET Framework 反射的反思


来源:网络整理 时间:07-08-18 点击: 点击这里收藏本文

  前面讲过,对于您预期在源代码中见到的类型和对象使用之间的区别,这个示例使这种区别变得模糊。逻辑上,您检索了一个方法的句柄,然后调用该方法,就象它属于一个不同的对象一样。对于熟悉函数式编程语言的程序员来说,这可能轻而易举;但对于只熟悉 C# 的程序员来说,要分离对象实现和对象实例化,可能就不是那么直观了。

  组合在一起

  至此我已经探讨过检查和调用的基本原理,接下来我会用具体的例子把它们组合在一起。设想您希望交付一个库,带有必须处理对象的静态帮助器函数。但在设计的时候,您对这些对象的类型没有任何概念!这要看函数调用方的指示,看他希望如何从这些对象中提取有意义的信息。函数将接受一个对象集合,和一个方法的字符串描述符。然后它将遍历该集合,调用每个对象的方法,用一些函数聚合返回值。

  就此例而言,我要声明一些约束条件。首先,字符串参数描述的方法(必须由每个对象的底层类型实现)不会接受任何参数,并将返回一个整数。代码将遍历对象集合,调用指定的方法,逐步计算出所有值的平均值。最后,因为这不是生产代码,在求和的时候我不用担心参数验证或整数溢出。

  在浏览示例代码时,可以看到主函数与静态帮助器 ComputeAverage 之间的协议除了对象自身的通用基类之外,并不依赖任何类型信息。换句话说,您可以彻底改变正在传送的对象的类型和结构,但只要总是能使用字符串描述一个方法,且该方法返回整数,ComputeAverage 就可以正常工作!

  需要注意的一个关键问题跟隐藏在最后这个例子中的 MethodInfo(一般反射)有关。注意,在 ComputeAverage 的 foreach 循环中,代码只从集合中的第一个对象中抓取一个 MethodInfo,然后绑定用于所有后续对象的调用。正如编码所示,它运行良好 — 这是 MethodInfo 缓存的一个简单例子。但此处有一个根本性的局限。MethodInfo 实例仅能由其检索对象同等层级类型的实例调用。因为传入了 IntReturner 和 SonOfIntReturner(继承自 IntReturner)的实例,才能这样运行。

  在示例代码中,已经包含了名为 EnemyOfIntReturner 的类,它实现了与其他两个类相同的基本协议,但并没有共享任何常见共享类型。换句话说,该接口逻辑上等同,但在类型层级上没有重叠。要探讨 MethodInfo 在该情形下的使用,请尝试向集合添加其他对象,通过“new EnemyOfIntReturner(10)”得到一个实例,再次运行示例。您会遇到一个异常,指出 MethodInfo 不能用于调用指定的对象,因为它和获得 MethodInfo 时的原始类型完全无关(即使方法名称和基本协议是等同的)。要使您的代码达到生产水准,您需要做好遇到这一情形的准备。

  一个可能的解决方案可以是通过自己分析所有传入对象的类型,保留对其共享的类型层级(如果有)的解释。如果下一对象的类型与任意已知类型层级相异,就需要获取和存储一个新的 MethodInfo。另一解决方案是捕获 TargetException,并重新获取一个 MethodInfo 实例。这里提到的两种解决方案都各有其优缺点。Joel Pobar 为本杂志 2007 五月期写过一篇优秀的文章,内容关于 MethodInfo 缓冲和我所极力推荐的反射性能。

  希望此示例演示的向应用程序或框架中添加反射,可以为日后的自定义或可扩展性增加更多的灵活性。不可否认,较之本机编程语言中的同等逻辑,使用反射可能会有些繁琐。如果您感到对您或您的客户来说,向代码中添加基于反射的后期绑定过于麻烦(毕竟他们需要以某种方式在您的框架中说明他们的类型和代码),那么可能仅需要适度的灵活性以取得某种平衡。

  序列化的高效类型处理

  至此我们已通过若干示例讲述了 .NET 反射的基本原理,接下来让我们看一下现实世界中的情形。如果您的软件通过 Web 服务或其他进程外远程技术与其他系统进行交互,那么您很可能已经遇到序列化问题。序列化本质上是将活动的、占用内存的对象,转变成适合线上传输或磁盘存储的数据格式。

  .NET Framework 中的 System.Xml.Serialization 命名空间提供了拥有 XmlSerializer 的强大序列化引擎,它可以使用任意托管对象,并将其转换成 XML(日后也可将 XML 数据转换回类型化的对象实例,这一过程称之为反序列化)。XmlSerializer 类是一种强大的、企业就绪的软件片断,如果您在项目中面临序列化问题,它将是您的首选。但为了教学目的,我们来探讨如何实现序列化(或者其他类似的运行时类型处理实例)。

  设想情形:您正在交付一个框架,需要使用任意用户类型的对象实例,并将其转换成某种智能型数据格式。例如,假定有一个驻留内存的对象,类型为如下所示的 Address:

(pseudocode)
class Address
{
 AddressID id;
 String Street, City;
 StateType State;
 ZipCodeType ZipCode;
}


  如何生成适当的数据表示形式以方便日后使用?或许一个简单的文本呈现将解决这一问题:

  Address: 123

  Street: 1 Microsoft Way

  City: Redmond

  State: WA

  Zip: 98052

  如果事先完全了解需要转换的正式数据类型(例如自己编写代码时),事情就变得非常简单:

foreach(Address a in AddressList)
{
 Console.WriteLine(“Address:{0}”, a.ID);
 Console.WriteLine(“\tStreet:{0}”, a.Street);
 ... // and so on
}


  然而,如果预先不知道在运行时会遇到的数据类型,情况会变得十分有趣。您如何编写象这样的一般框架代码?

  MyFramework.TranslateObject(object input, MyOutputWriter output)

  首先,您需要决定哪些类型成员对序列化有用。可能的情况包括仅捕获特定类型的成员,例如基元系统类型,或提供一种机制以供类型作者说明哪些成员需要被序列化,例如在类型成员上使用自定义属性作为标记)。您仅可以捕获特定类型的成员,例如基元系统类型,或类型作者能够说明哪些成员需要被序列化(可能的方法是在类型成员上使用自定义属性作为标记)。

  一旦记录清楚需要转换的数据结构成员,您接着需要做的是编写逻辑,从传入的对象枚举和检索它们。反射在这里担负了繁重的任务,让您既可以查询数据结构又可以查询数据值。

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