C# 高性能动态获取对象属性值

前言

本文在探讨一种在C#中高效地动态获取对象属性值的方法。我们将深入研究反射（Reflection）、表达式树（Expression Trees）以及运行时代码生成等技术，并对比它们在不同场景下的性能表现。

通过分析这些技术背后的原理及其适用场合，我们希望能够帮助开发者们找到适合各自应用场景的最佳实践，从而在保证代码可维护性的同时，也实现高性能的目标。

动态获取对象的性能值，这个在开发过程中经常会遇到，这里我们探讨一下何如高性能的获取属性值。为了对比测试，我们定义一个类People

cs 复制代码

public class People
{
    public string Name { get; set; }
}

然后通过直接代码调用方式来取1千万次看要花多少时间：

cs 复制代码

private static void Directly()
{
    People people = new People { Name = "Wayne" };
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        object value = people.Name;
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("Directly: {0}ms", stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}

大概花了37ms:

反射

通过反射来获取对象的属性值，这应该是大家常用的方式，但这种方式的性能比较差。接下来我们来看看同样取1千万次需要多少时间：

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private static void Reflection()
{
    People people = new People { Name = "Wayne" };
    Type type = typeof(People);
    PropertyInfo property = type.GetProperty("Name");
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        object value = property.GetValue(people);
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("Reflection: {0}ms", stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}

大概花了1533ms，果然要慢很多：

那既然反射慢，那还有没有其它方式呢？

动态构建Lambda

我们知道可以动态构建Linq的Lambda表达式，然后通过编译后得到一个委托，如果能动态构建返回属性值的委托，就可以取到值了。所以我们想办法构建一个像这样的委托：

cs 复制代码

Func<People, object> getName = m => m.Name;

接下来我们就通过Expression来构建：

cs 复制代码

private static void Lambda()
{
    People people = new People { Name = "Wayne" };
    Type type = typeof(People);
    var parameter = Expression.Parameter(type, "m");//参数m
    PropertyInfo property = type.GetProperty("Name");
    Expression expProperty = Expression.Property(parameter, property.Name);//取参数的属性m.Name
    var propertyDelegateExpression = Expression.Lambda(expProperty, parameter);//变成表达式 m => m.Name
    var propertyDelegate = (Func<People, object>)propertyDelegateExpression.Compile();//编译成委托
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        object value = propertyDelegate.Invoke(people);
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("Lambda:{0}ms", stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}

然后我们测试一下，大概花了138ms，性能要比反射好非常多：

委托调用

虽然动态构建Lambda的性能已经很好了，但还是更好吗？毕竟比直接调用还是差了一些，要是能直接调用属性的取值方法就好了。

在C#中，可读属性都有一个对应的get_XXX()的方法，可以通过调用这个方法来取得对应属性的值。可以使用System.Delegate.CreateDelegate创建一个委托来调用这个方法。

通过委托调用方法来取得属性值

我们定义一个MemberGetDelegate的委托，然后通过它来调用取值方法：

cs 复制代码

delegate string MemberGetDelegate(People p);
private static void Delegate()
{
    People people = new People { Name = "Wayne" };
    Type type = typeof(People);
    PropertyInfo property = type.GetProperty("Name");
    MemberGetDelegate memberGet = (MemberGetDelegate)System.Delegate.CreateDelegate(typeof(MemberGetDelegate), property.GetGetMethod());
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        object value = memberGet(people);
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("Delegate: {0}ms", stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}

然后我们测试一下，大概花了38ms，性能几乎与直接调用一致：

但这个方法的限制在于需要知道返回类型，在返回类型未知的时候就显得不那么方便了。

Emit

Emit可以在运行时动态生成代码，我们可以动态构建一个方法，在这个方法里面调用取属性值的方法：

cs 复制代码

private static void Emit()
{
    People people = new People { Name = "Wayne" };
    Type type = typeof(People);
    var property = type.GetProperty("Name");
    DynamicMethod method = new DynamicMethod("GetPropertyValue", typeof(object), new Type[] { type }, true);
    ILGenerator il = method.GetILGenerator();
    il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
    il.Emit(OpCodes.Callvirt, property.GetGetMethod());
            
    if (property.PropertyType.IsValueType)
    {
        il.Emit(OpCodes.Box, property.PropertyType);//值类型需要装箱，因为返回类型是object
    }
    il.Emit(OpCodes.Ret);
    Func<People, object> fun = method.CreateDelegate(typeof(Func<People, object>)) as Func<People, object>;

    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        object value = fun.Invoke(people);
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("Emit:{0}ms", stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}

测试一下，大概119ms，性能与动态构建Lambda编译的委托接近

最后

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作者：ZKEASOFT

出处：zkea.net/codesnippet/detail

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