[C#|Visual Studio] C#: Reflection

Reflection to potężne narzędzie, za pomocą którego można zrobić wiele dobrego jak również i wiele złego w każdej .NET-owej aplikacji. Najważniejsze klasy, to Type, Assembly, Activator oraz wszystkie opisujące składowe typów, czyli MethodInfo, PropertyInfo, ConstructorInfo, FieldInfo, EventInfo itd. Poza swobodnym przeglądaniem assemblies za pomocą kodu, reflection ma zastosowanie w operacjach wykonywanych dynamicznie na starcie aplikacji. W każdym innym wypadku musimy liczyć się ze sporym spadkiem wydajności w stosunku do kodu statycznie typowanego.

Klasa assembly pozwala na odczytywanie metadanych z różnych assemblies a także ładowanie ich.

var current = Assembly.GetExecutingAssembly();

Console.WriteLine("Current assembly: " + current.FullName);

var fromGac =
    Assembly.Load("System.Xml.Linq,Version=4.0.0.0,Culture=neutral,PublicKeyToken=b77a5c561934e089");

var restSharpAssembly = Assembly.LoadFrom("RestSharp.dll");

Console.WriteLine("\nLoaded assembly: " + restSharpAssembly.FullName);
var dependant = restSharpAssembly.GetReferencedAssemblies();

Console.WriteLine("\nReferenced assemblies:");
foreach (var assemblyName in dependant)
    Console.WriteLine("\t" + assemblyName.FullName);

Metoda GetExecutingAssembly zwróci nam informacje o assembly, w którym ją wywołujemy (np. plik exe). Za pomocą metody Load możemy ładować assemblies z Global Assembly Cache, podając full name. Z kolei dla assemblies bez strong name możemy użyć metody LoadFrom lub LoadFile szukających na dysku. Jeżeli interesują nas zależne assemblies, możemy uzyskać do nich dostęp przy użyciu metody GetReferencedAssemblies.

Mając obiekt typu Assembly możemy pobrać wszystkie publiczne typy w nim zdefiniowane - służy do tego metoda GetExportedTypes..

Console.WriteLine("\nPublic types:");
            var types = restSharpAssembly.GetExportedTypes();

            foreach (Type type in types)
                Console.WriteLine("\t" + type);

            var stype = (from type in types
                        orderby type.GetCustomAttributes(true).Count() descending
                        select type).First();

            var instance = Activator.CreateInstance(stype);
            Console.WriteLine("\nCreated type instance:" + stype.FullName);

            var props = stype.GetProperties();
            Console.WriteLine("Properties:");
            foreach (var propertyInfo in props)
                Console.WriteLine("\t" + propertyInfo.Name);

            var tfields = (from type in types
                           let fields = type.GetFields(BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic)
                           orderby fields.Count() descending
                           select fields).First();

            foreach (var fieldInfo in tfields)
                Console.WriteLine("\t" + fieldInfo.Name);

Na każdym z typów możemy sprawdzić, jakie zdefiniowano atrybuty (GetCustomAttributes), a także pobrać wszystkie properties (GetProperties) czy pola (GetFields), także te prywatne, ustawiając odpowiednie flagi. Klasa Activator pozwala nam na tworzenie instancji dowolnego typu (rzutowanej do object). Mając taką instancję możemy pobrać MethodInfo i wywołać taką metodę przekazując do niej parametry.

var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
var jsonArray = new JsonArray();
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
    jsonArray.Add(i);
}
Console.WriteLine("Invoking instance method: {0} ms", sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Restart();

var methodInfo = stype.GetMethod("Add");
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
    methodInfo.Invoke(instance, new object[] {i});
}
Console.WriteLine("Invoking method via reflection: {0} ms", sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Reset();

Porównanie takie wypada zdecydowanie na niekorzyść Reflection, głównie przez iterowanie po metadanych i boxing parametrów wejściowych.

Invoking instance method: 83 ms
Invoking method via reflection: 2241 ms

[Wzorce projektowe] Service Locator

Analogia z życia:

Dzisiejsze telefony komórkowe oferuję wiele funkcjonalności. Możemy na przykład napisać wiadomość tekstową lub do kogoś zadzwonić. Z punktu widzenia użytkownika, wysłanie takiej wiadomości jest wykorzystaniem pewnej usługi. Piszemy wiadomość, podajemy numer i klikamy wyślij. To w jaki sposób wiadomość zostanie przekazana i ile za nią zapłacimy zależy między innymi od operatora sieci. Wkładając kartę SIM, możemy na starcie określić wspomniane warunki, aby później po uruchomieniu telefonu w każdej chwili korzystać z usługi w wybranej wersji.

Zastosowanie:

Wzorzec lokatora usług znajduje zastosowanie w sytuacji, gdy chcemy odseparować obiekty, od usług z których korzystają. Zwiększy to niezależność komponentów i ułatwi przyszłe wprowadzanie modyfikacji. Dodatkowo mając kilka podobnych serwisów, można wybierać któryś z nich przed uruchomieniem aplikacji przez odpowiednie ustawienia konfiguracyjne. Rozwiązanie takie wspiera testowalność.

Zasada działania:

Wprowadza się klasę lokatora usług, zawierającą statyczne pole typu HashTable z usługami. Kluczem do usługi w tablicy może być typ usługi lub podana nazwa. Dodatkowo klasa lokatora usług zawiera statyczne metody do pobrania i dodania nowego serwisu. Serwisy można dodawać na starcie aplikacji, np. w WPF czy Silverlight w metodzie OnStartup.

Przykład implementacyjny:

 public interface ILogger
    {
        void Write(string msg);
    }

    public class ConsoleLogger : ILogger
    {
        public void Write(string msg)
        {
            Console.WriteLine(msg);
        }
    }

internal class ServiceLocator
    {
        private static readonly Hashtable Services 
            = new Hashtable();

        public static void AddService<T>(T service)
        {
            Services.Add(typeof(T),service);
        }

        public static void AddService<T>(string name, T service)
        {
            Services.Add(name, service);
        }

        public static T GetService<T>()
        {
            return (T)Services[typeof(T)];
        }

        public static T GetService<T>(string name)
        {
            return (T)Services[name];
        }

    }

public class Fibonnaci
    {
        public int Number { get; set; }
        public int LastNum { get; set; }

        public Fibonnaci()
        {
            LastNum = 0;
            Number = 1;
        }

        public int Next()
        {
            var n = LastNum + Number;
            LastNum = Number;
            Number = n;
            IsDivisibleBy4();
            return n;
        }

        public void IsDivisibleBy4()
        {
            if (Number%4 != 0) return;
            var logger = ServiceLocator.GetService<ILogger>();
            logger.Write(String.Format
                             ("Number {0}, last : {1}",Number, LastNum));
        }
    }

class Program
    {
        static Program()
        {
            ServiceLocator.AddService<ILogger>(new ConsoleLogger());
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Fibonnaci fibonnaci = new Fibonnaci();
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                fibonnaci.Next();
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }