第13章 反射

第13章反射 (2)13.1 定制特性 (2)13.1.1 编写定制特性 (2)13.1.2 定制特性示例：WhatsNewAttributes (5)13.2 反射 (8)13.2.1 System.Type 类 (8)13.2.2 TypeView 示例 (10)13.2.3 Assembly 类 (12)13.2.4 完成WhatsNewAttributes 示例 (13)13.3 小结 (16)第13章反射反射是一个普通术语，描述了在运行过程中检查和处理程序元素的功能。

例如，反射允许完成以下任务：●枚举类型的成员●实例化新对象●执行对象的成员●查找类型的信息●查找程序集的信息●检查应用于类型的定制特性●创建和编译新程序集这个列表列出了许多功能，包括.NET Framework 类库提供的一些最强大、最复杂的功能。

但本章不可能介绍反射的所有功能，仅讨论最常用的功能。

首先讨论定制特性，定制特性允许把定制的元数据与程序元素关联起来。

这些元数据是在编译过程中创建的，并嵌入到程序集中。

接着就可以在运行期间使用反射的一些功能检查这些元数据了。

在介绍了定制特性后，本章将探讨支持反射的一些基类，包括System.Type 和System.Reflection.Assembly 类，它们可以访问反射提供的许多功能。

为了演示定制特性和反射，我们将开发一个示例，说明公司如何定期升级软件，自动解释升级的信息。

在这个示例中，要定义几个定制特性，表示程序元素最后修改或创建的日期，以及发生了什么变化。

然后使用反射开发一个应用程序，在程序集中查找这些特性，自动显示软件自某个给定日期以来升级的所有信息。

本章要讨论的另一个示例是一个应用程序，该程序读写数据库，并使用定制特性，把类和特性标记为对应的数据库表和列。

然后在运行期间从程序集中读取这些特性，使程序可以自动从数据库的相应位置检索或写入数据，无需为每个表或列编写特定的逻辑。

13.1 定制特性前面介绍了如何在程序的各个数据项上定义特性。

这些特性都是Microsoft 定义好的，作为.NET Framework 类库的一部分，许多特性都得到了C#编译器的支持。

对于这些特性，编译器可以以特殊的方式定制编译过程，例如，可以根据StructLayout 特性中的信息在内存中布置结构。

.NET Framework 也允许用户定义自己的特性。

显然，这些特性不会影响编译过程，因为编译器不能识别它们，但这些特性在应用于程序元素时，可以在编译好的程序集中用作元数据。

这些元数据在文档说明中非常有用。

但是，使定制特性非常强大的因素是使用反射，代码可以读取这些元数据，使用它们在运行期间作出决策，也就是说，定制特性可以直接影响代码运行的方式。

例如，定制特性可以用于支持对定制许可类进行声明代码访问安全检查，把信息与程序元素关联起来，由测试工具使用，或者在开发可扩展的架构时，允许加载插件或模块。

13.1.1 编写定制特性为了理解编写定制特性的方式，应了解一下在编译器遇到代码中某个应用了定制特性的元素时，该如何处理。

以数据库为例，假定有一个C#属性声明，如下所示。

[FieldName("SocialSecurityNumber")]public string SocialSecurityNumber{get {// etc.当C#编译器发现这个属性有一个特性FieldName 时，首先会把字符串Attribute 添加到这个名称中提及的命名空间)中搜索有指定名称的类。

但要注意，如果用一个特性标记数据项，而该特性的名称以字符串Attribute 结尾，编译器就不会把该字符串加到组合名称中，而是不修改该特性名。

因此，上面的代码实际上等价于：[FieldNameAttribute("SocialSecurityNumber")]public string SocialSecurityNumber{get {// etc.编译器会找到含有该名称的类，且这个类直接或间接派生自System.Attribute。

编译器还认为这个类包含控制特性用法的信息。

特别是属性类需要指定：●特性可以应用到哪些程序元素上(类、结构、属性和方法等)●它是否可以多次应用到同一个程序元素上●特性在应用到类或接口上时，是否由派生类和接口继承●这个特性有哪些必选和可选参数如果编译器找不到对应的特性类，或者找到一个这样的特性类，但使用特性的方式与特性类中的信息不匹配，编译器就会产生一个编译错误。

例如，如果特性类指定该特性只能应用于字段，但我们把它应用到结构定义上，就会产生一个编译错误。

继续上面的示例，假定定义了一个FieldName 特性：[AttributeUsage(AttributeTargets.Property,AllowMultiple=false,Inherited=false)]public class FieldNameAttribute : Attribute{private string name;public FieldNameAttribute(string name){ = name;}}下面几节讨论这个定义中的每个元素。

1. AttributeUsage特性要注意的第一个问题是特性(attribute)类本身用一个特性System.AttributeUsage 来标记。

这是Microsoft 定义的一个特性，C#编译器为它提供了特殊的支持(AttributeUsage 根本不是一个特性，它更像一个元特性，因为它只能应用到其他特性上，不能应用到类上)。

AttributeUsage 主要用于表示定制特性可以应用到哪些类型的程序元素上。

这些信息由它的第一个参数给出，该参数是必选的，其类型是枚举类型AttributeTargets。

在上面的示例中，指定FieldName 特性只能应用到属性(property)上——这是因为我们在前面的代码段中把它应用到属性上。

AttributeTargets 枚举的成员如下：●All●Assembly●Class●Constructor●Delegate●Enum●Event●GenericParameter(仅.NET 2.0 提供)●Interface●Method●Module●Parameter●Property●ReturnValue●Struct这个列表列出了可以应用该特性的所有程序元素。

注意在把特性应用到程序元素上时，应把特性放在元素前面的方括号中。

但是，在上面的列表中，有两个值不对应于任何程序元素：Assembly 和Module。

特性可以作为一个整体应用到程序集或模块中，而不是应用到代码中的一个元素上，在这种情况下，这个特性可以放在源代码的任何地方，但需要用关键字assembly 或module 来做前缀：[assembly: SomeAssemblyAttribute(Parameters)][module: SomeAssemblyAttribute(Parameters)]在指定定制特性的有效目标元素时，可以使用按位OR 运算符把这些值组合起来。

例如，如果指定FieldName 特性可以应用到属性和字段上，可以编写下面的代码：[AttributeUsage(AttributeTargets.Property | AttributeTargets.Field,AllowMultiple=false,Inherited=false)]public class FieldNameAttribute : Attribute也可以使用AttributeTargets.All 指定特性可以应用到所有类型的程序元素上。

AttributesUsage 特性还包含另外两个参数AllowMultiple 和Inherited。

它们用不同的语法来指定：<AttributeName>=<AttributeValue>，而不是只给出这些参数的值。

这些参数是可选的，如果需要，可以忽略它们。

AllowMultiple 参数表示一个特性是否可以多次应用到同一项上，这里把它设置为false，表示如果编译器遇到下述代码，就会产生一个错误：[FieldName("SocialSecurityNumber")][FieldName("NationalInsuranceNumber")]public string SocialSecurityNumber{// etc.如果Inherited 参数设置为true，就表示应用到类或接口上的特性也可以自动应用到所有派生的类或接口上。

如果特性应用到方法或属性上，也可以自动应用到该方法或属性的重载上。

2. 指定特性参数下面介绍如何指定定制特性的参数。

在编译器遇到下述语句时：[FieldName("SocialSecurityNumber")]public string SocialSecurityNumber{// etc.会检查传送给特性的参数(在本例中，是一个字符串)，并查找该特性中带这些参数的构造函数。

如果找到一个这样的构造函数，编译器就会把指定的元数据传送给程序集。

如果找不到，就生成一个编译错误。

如后面所述，反射会从程序集中读取元数据，并实例化它们表示的特性类。

因此，编译器需要确保存在这样的构造函数，才能在运行期间实例化指定的特性。

在本例中，仅为FieldNameAttribute 提供了一个构造函数，而这个构造函数有一个字符串参数。

因此，在把FieldNameAttribute 特性应用到一个属性上时，必须为它提供一个字符串参数，如上面的如果可以选择特性的参数类型，当然可以提供构造函数的不同重载方法，但一般是仅提供一个构造函数，使用属性来定义其他可选参数，下面将介绍可选参数。

3. 指定特性的可选参数在AttributeUsage 特性中，可以使用另一个语法，把可选参数添加到特性中。

这个语法指定可选参数的名称和值，处理特性类中的公共属性或字段。

例如，假定修改SocialSecurityNumber 属性的定义，如下所示：[FieldName("SocialSecurityNumber", Comment="This is the primary key field")]public string SocialSecurityNumber{// etc.在本例中，编译器识别第二个参数的语法<ParameterName>=<ParameterValue>，所以不会把这个参数传递给FieldNameAttribute 构造函数，而是查找一个有该名称的公用属性或字段(最好不要使用公用字段，所以一般情况下要使用属性)，编译器可以用这个属性设置第二个参数的值。