反射替代技术

替代反射调用的几种方式及性能测试

2013-03-31 17:25 by 鹤冲天, 2648 阅读, 18 评论, 收藏, 编辑

非常简单，效率也不错，可以看后面的性能对比测试结果。

但有一点要注意，dynamic 遵守 .NET 的访问级别限定，会对成员进行可见性检查。也就是说，只能dynamic 调用public 成员；当然，如果是同一程序集内部，internal 成员也是可以访问的。

2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 var dynamicMethod = new DynamicMethod("", typeof(int), new[] { typeof(MyMath), typeof(in //

var il = dynamicMethod.GetILGenerator();

il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);

il.Emit(OpCodes.Ldarg_2);

il.Emit(OpCodes.Callvirt, addMethod);

il.Emit(OpCodes.Ret);

//

var add = (Func)dynamicMethod.CreateDelegate(typeof(Func

var math = new MyMath();

var result = add(math, 1, 2);

从第5 行起，使用几个IL 汇编指令，简单一说：

?第5 行，OpCodes.Ldarg_0 是将索引为0 的参数值推送到堆栈上，Ldarg_1、L darg_2 以此类推；

?第6 行，OpCodes.Callvirt 是调用对象的（后期绑定）方法，并且将返回值推送到计算堆栈上；

?第9 行，OpCodes.Ret 表达从当前方法返回，并将返回值（如果存在）从调用方的计算堆栈推送到被调用方的计算堆栈上。

反射发出是在汇编级别的，很底层，也就意味着效率更高、威力更强大。反射发出能绕过跳过JIT 可见性检查，访问private 成员（对于DynamicMethod 类，请查看：Dynami cMethod 构造函数(String, Type, Type[], Boolean)）。

下面是几种方法的性能测试。

性能对比测试

这里对直接、反射发出、dynamic 、表达式树编译、反射五种调用方式进行性能对比测试。测试结果

先给出测试的结果：

从上图中可以看出：

?直接调用性能最佳；

?反射发出和表达式树两种方式性能相当，速度接近直接调用；

?dynamic 性能居中，也不错；

?反射方式性能最差。

另外说明两点：

1.本次测试仅针对MyMath.Add 方法，其参数和返回值都是值类型，反射调用时存

在大量装箱、拆箱。如果测试方法的参数和返回值都是引用类型，反射方式与其它方式间的差距会小些。

2.从上图可以看出这几次方式性能差别较大，但此结果是重复100 万次的情况下得

出的。考虑单次调用，反射只比直接调用慢381 纳秒。如果你的代码不是位于循环的中心或是系统的瓶颈，调用次数不多，性能差异可以完全忽略。

测试代码

以下是测试用代码，仅参考：

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27 using System;

using System.Linq.Expressions;

using System.Reflection.Emit;

public class MyMath {

public int Add(int a, int b) { return a + b; }

}

class Program {

static void Main(string[] args) {

int result;

var math = new MyMath();

var count = 1000000;

Console.WriteLine("数据量：" + count);

Console.WriteLine("-----------------------------r\n");

using (Profiler.Step("循环：{0} ms")) {

for (int i = 0; i < count; i++)

result = 1;

}

using (Profiler.Step("直接调用：{0} ms")) {

for (int i = 0; i < count; i++)

result = math.Add(i, i);

}

using (Profiler.Step("反射发出：{0} ms")) {

var emitAdd = BuildEmitAddFunc();

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for (int i = 0; i < count; i++)

result = emitAdd(math, i, i);

}

using (Profiler.Step("表达式树：{0} ms")) {

var expressionAdd = BuildExpressionAddFunc();

for (int i = 0; i < count; i++)

result = expressionAdd(math, i, i);

}

using (Profiler.Step("dynamic 调用：{0} ms")) {

dynamic d = math;

for (int i = 0; i < count; i++)

result = d.Add(i, i);

}

using (Profiler.Step("反射调用：{0} ms")) {

var add = typeof(MyMath).GetMethod("Add");

for (int i = 0; i < count; i++)

result = (int)add.Invoke(math, new object[] { i, i });

}

Console.WriteLine("\r\n\r\n测试完成，任意键退出...");

Console.ReadKey();

}

static Func BuildExpressionAddFunc() {

var add = typeof(MyMath).GetMethod("Add");

var math = Expression.Parameter(typeof(MyMath));

var a = Expression.Parameter(typeof(int), "a");

var b = Expression.Parameter(typeof(int), "b");

var body = Expression.Call(math, add, a, b);

var lambda = https://www.360docs.net/doc/d27171800.html,mbda>(body, math, a, b);

return https://www.360docs.net/doc/d27171800.html,pile();

}

static Func BuildEmitAddFunc() {

var add = typeof(MyMath).GetMethod("Add");

var dynamicMethod = new DynamicMethod("", typeof(int), new[] { typeof(MyMath), typeo var il = dynamicMethod.GetILGenerator();

il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);

il.Emit(OpCodes.Ldarg_2);

il.Emit(OpCodes.Callvirt, add);

il.Emit(OpCodes.Ret);

return (Func)dynamicMethod.CreateDelegate(typeof(Func

}

Profiler 是我写的一个类，用于简化测试：

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28 using System;

using System.Diagnostics;

public class Profiler : IDisposable {

private Stopwatch watch;

private string message;

private Profiler(string message) {

this.watch = new Stopwatch();

this.watch.Start();

this.message = message;

}

public void Dispose() {

watch.Stop();

Console.WriteLine(message, watch.ElapsedMilliseconds); Console.WriteLine();

}

public static IDisposable Step(string message) {

return new Profiler(message);

}

public static T Inline(string message, Func func) { using (new Profiler(message))

return func();

}

}

总结

综上所述，我们可以使用 .NET 2.0 的DynamicMethod，.NET 3.5 引入的Expression Tree、.NET 4 新增的dynamic 来替换反射调用，带来更好的性能。

希望本文对大家有所帮助，也希望整天忙于项目、疲于工作的朋友抽点时间学习下 .NET F ramework 的一些“新”特性。

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