c#使用dynamic類型優(yōu)化反射的方法

什么是dynamic類型?

微軟給出的官方文檔中這樣解釋：在通過 dynamic 類型實現(xiàn)的操作中，該類型的作用是繞過編譯時類型檢查。 改為在運行時解析這些操作。 dynamic 類型簡化了對 COM API（例如 Office Automation API）、動態(tài) API（例如 IronPython 庫）和 HTML 文檔對象模型 (DOM) 的訪問。在大多數(shù)情況下，dynamic 類型與 object 類型的行為類似。 但是，如果操作包含 dynamic 類型的表達式，那么不會通過編譯器對該操作進行解析或類型檢查。 編譯器將有關(guān)該操作信息打包在一起，之后這些信息會用于在運行時評估操作。 在此過程中，dynamic類型的變量會編譯為 object 類型的變量。 因此，dynamic 類型只在編譯時存在，在運行時則不存在。

dynamic的出現(xiàn)讓C#具有了弱語言類型的特性。編譯器在編譯的時候不再對類型進行檢查，編譯期默認dynamic對象支持你想要的任何特性。

下例中生成的類型是一致的：

dynamic dyn = "Fode";  　　　　　　Object obj = "Fode";
// Rest the mouse pointer over dyn and obj to see their
 // types at compile time.
 System.Console.WriteLine(dyn.GetType());
 System.Console.WriteLine(obj.GetType());

其輸出結(jié)果都是String類型，可知CLR可以正確的識別出dynamic是哪種類型，在反編譯看看其生成的IL代碼：

IL_0000: nop
 IL_0001: ldstr "Fode"
 IL_0006: stloc.0
 IL_0007: ldstr "Fode"
 IL_000c: stloc.1
 IL_000d: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
 IL_0012: pop
 IL_0013: ret

JIT編譯器將dynamic識別為String類型，并將其推算到運算棧中(IL代碼中 ldstr(將新對象引用推送到存儲在元數(shù)據(jù)中的字符串文字)、(stloc.*)從評估堆棧的頂部彈出當(dāng)前值，并將其存儲在索引*處的本地變量列表中),不同IL代碼也不所謂，前文只是介紹dynamic這個類型關(guān)鍵字，只需要你知道他的類型是繞過編譯器就可以，如以下操作，Object類型就會報編譯的錯誤。但是，對于 dyn + 3，不會報告任何錯誤。 在編譯時不會檢查包含 dyn 的表達式，原因是 dyn 的類型為 dynamic。

  dynamic dyn = "Fode";
  Object obj = "Fode";
  dyn = dyn + 3;
  obj = obj + 3; //這句代碼編譯器會報錯

dynamic是Framework 4.0的新特性。dynamic的出現(xiàn)讓C#具有了若語言的特性。編譯器在編譯時候不再對該類型進行檢查，編譯器默認dynamic對象支持開發(fā)者想要的任何特征。比如，即使你對 GetStudent()方法返回的對象一無所知，也可以像以下執(zhí)行代碼的調(diào)用，編譯器不會報錯：

static void Main(string[] args)
 {
  dynamic dyn = GetStudent();

  //正確的操作
  Console.WriteLine(dyn.Age);
  Console.WriteLine(dyn.Name);
  dyn.PrintName();

  //錯誤的操作
  //Console.WriteLine(dyn.Birthday); //該對象沒有包含該屬性
  //dyn.PrintAge(); //這行代碼會報錯誤，訪問級別不夠
  Console.ReadKey();
 }
 static Student GetStudent()
 {
  Student student = new Student();
  student.Age = 21;
  student.Name = "Fode";
  return student;
 }

 class Student
 {
  public String Name { get; set; }
  public Int32 Age { get; set; }

  public void PrintName()
  {
  Console.WriteLine(this.Name);
  }

  private void PrintAge()
  {
  Console.WriteLine(this.Age);
  }
 }

如果運行時dyn對象不包含指定的特性(屬性、字段、方法等)，運行時會拋出一個運行時的錯誤 RuntimeBinderException。

注意：有人可能會將var關(guān)鍵字與dynamic進行比較。實際上，var和dynamic完全是兩回事，兩個不同的概念。var實際上是編譯期間拋給我門的“語法糖”,一旦被編譯，編譯器會自動匹配var變量的實際類型，并用實際類型來替換給變量的聲明，這看上去就好像我們在編碼的時候用實際類型進行聲明一樣，優(yōu)點也顯而易見，當(dāng)【賦值方】類型發(fā)生變化時，【實現(xiàn)方】無需改變其類型，因為var會自動去適配。而dynamic被編譯后，實際上是一個Object類型，只不過編譯器會對dynamic類型進行特殊處理，讓它在編譯期間不進行任何的類型檢查，而是將類型檢查放到了運行期。這從VS這個IDE就能看出，在編輯窗口中，var支持【智能感知】，因為vs能推斷出var類型的實際類型；而dynamic聲明的變量卻不支持【智能感知】，因為對其運行期的類型一無所知。對dynamic變量使用【智能感知】會提示"此操作將在運行時解析"。

BB了這么久，重點來了，利用好了動態(tài)類型dynamic的這個特性，可以簡化C#中的反射語法，更高深的優(yōu)化將在以后的博客推出。在dynamic出現(xiàn)之前，我們先用基礎(chǔ)反射獲取一個類中的方法，并執(zhí)行它：

static void Main()
 {
  DynamicObj obj = new DynamicObj();
  var fun = obj.GetType().GetMethod(nameof(obj.CallFun));
  Int32 result = (Int32)fun.Invoke(obj, new Object[] { "Fode" });
  Console.WriteLine(result);
  Console.ReadKey();
 } 
 
 public class DynamicObj
 {
  public Int32 CallFun(String str)
  {
  return str.Length;
  }
 }

其結(jié)果沒有什么好講的，就是一個用反射調(diào)用 CallFun() 方法的例子，而用dynamic之后，代碼看上去更簡潔了，并且在可控制的范圍內(nèi)減少了一次拆箱的操作，代碼如下:

 dynamic dyn = new DynamicObj();
 Int32 result = dyn.CallFun("Fode");
 Console.WriteLine(result);

可能我們會對這樣的簡化不以為然，畢竟代碼看起來并沒有減少多少，但是，如果考慮到效率兼優(yōu)美兩個特性，那么dynamic的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。對上面的代碼個執(zhí)行10000000次，在進行分析，如下所示：

CodeTimer.Time("使用dynamic", 10000000, () => { //執(zhí)行里面的代碼10000000次
  dynamic dyn = new DynamicObj();
  Int32 result = dyn.CallFun("Fode");
  });

  CodeTimer.Time("使用基礎(chǔ)反射", 10000000, () => { //執(zhí)行里面的代碼10000000次
  DynamicObj obj = new DynamicObj();
  var fun = obj.GetType().GetMethod(nameof(obj.CallFun));
  Int32 result = (Int32)fun.Invoke(obj, new Object[] { "Fode" });
  });
  Console.ReadKey();

其運行結(jié)果如下所示：

從以上結(jié)果看出，使用dynamic使用時間為481ms，基礎(chǔ)反射使用時間為3063ms，CPU和時間上相差了5倍多，測試器 CodeTimer 的代碼隨后會貼出。

總結(jié)：

可以看到雖然用dynamic優(yōu)化后的反射跟基礎(chǔ)反射的相比，效率雖然在同一個數(shù)量級上?？墒腔A(chǔ)反射卻沒有dynamic代碼簡潔，因此建議:始終使用dynamic來簡化反射實現(xiàn)(前提你知道你要是實現(xiàn)的類型)，在往后的隨筆，將會提出用ExpressionTree和Emit技術(shù)深度優(yōu)化反射。

代碼下載：http://xiazai.jb51.net/201812/yuanma/ConsoleApp2_jb51.rar

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