C# 反射（Reflection）详解

反射（Reflection）是 C# 中一种‌动态分析程序集、类型及成员‌的机制，允许在‌运行时‌获取类型信息、创建对象、调用方法或访问字段，无需在编译时明确知道具体类型。

一、‌反射的核心功能‌

1‌、动态类型操作‌

获取类型信息（类、接口、结构体等）。
实例化对象、调用方法、读写字段/属性。

2‌、程序集分析‌

加载外部程序集（DLL），遍历其包含的类型和成员。

3‌、元数据访问‌

读取特性（Attribute）、泛型参数、方法签名等元数据。

二、‌核心类与用法‌

1‌、System.Type 类‌

‌获取类型的途径‌：

csharp 复制代码

// 通过对象获取  
Type type1 = obj.GetType();  

// 通过类型名获取  
Type type2 = typeof(int);  
Type type3 = Type.GetType("System.String");  

// 通过程序集获取  
Assembly assembly = Assembly.Load("MyLibrary");  
Type type4 = assembly.GetType("MyLibrary.MyClass");

‌常用方法‌：

GetMethods()：获取所有公共方法。
GetProperties()：获取所有属性。
GetCustomAttributes()：读取特性。

2‌、System.Reflection.Assembly 类‌

‌加载程序集‌：

csharp 复制代码

// 从文件加载  
Assembly asm1 = Assembly.LoadFrom("MyLibrary.dll");  

// 通过程序集名加载  
Assembly asm2 = Assembly.Load("MyLibrary");

‌遍历程序集中的类型‌：

csharp 复制代码

foreach (Type type in asm1.GetTypes())  
{  
    Console.WriteLine(type.FullName);  
}

3‌、Activator 类‌

‌动态创建对象‌：

csharp 复制代码

Type type = typeof(MyClass);  
object instance = Activator.CreateInstance(type);  

// 带参数的构造函数  
object instance2 = Activator.CreateInstance(type, "参数1", 100);

4‌、MethodInfo 与调用方法‌

csharp 复制代码

Type type = typeof(MyClass);  
MethodInfo method = type.GetMethod("MyMethod");  
object instance = Activator.CreateInstance(type);  

// 调用无参方法  
method.Invoke(instance, null);  

// 调用有参方法  
method.Invoke(instance, new object[] { "参数", 42 });

三、‌典型应用场景‌

1‌、动态插件系统‌

‌加载外部 DLL，实现模块化扩展。

csharp 复制代码

Assembly pluginAsm = Assembly.LoadFrom("Plugin.dll");  
Type pluginType = pluginAsm.GetType("Plugin.MyPlugin");  
IPlugin plugin = (IPlugin)Activator.CreateInstance(pluginType);  
plugin.Execute();

2‌、依赖注入（DI）框架‌

‌通过反射自动解析构造函数参数并实例化服务。

csharp 复制代码

public static T Resolve<T>()  
{  
    Type type = typeof(T);  
    ConstructorInfo ctor = type.GetConstructors().First();  
    ParameterInfo[] paramsInfo = ctor.GetParameters();  
    object[] args = paramsInfo.Select(p => Resolve(p.ParameterType)).ToArray();  
    return (T)ctor.Invoke(args);  
}

3‌、序列化与反序列化‌

‌动态读取对象的字段/属性并转换为 JSON 或 XML。

csharp 复制代码

public static string ToJson(object obj)  
{  
    var sb = new StringBuilder("{");  
    foreach (PropertyInfo prop in obj.GetType().GetProperties())  
    {  
        object value = prop.GetValue(obj);  
        sb.Append($"\"{prop.Name}\":\"{value}\",");  
    }  
    sb.Remove(sb.Length - 1, 1).Append("}");  
    return sb.ToString();  
}

4‌、ORM（对象关系映射）‌

‌将数据库查询结果映射到实体类。

csharp 复制代码

public static T MapToEntity<T>(DataRow row) where T : new()  
{  
    T entity = new T();  
    foreach (DataColumn column in row.Table.Columns)  
    {  
        PropertyInfo prop = typeof(T).GetProperty(column.ColumnName);  
        if (prop != null && row[column] != DBNull.Value)  
            prop.SetValue(entity, row[column]);  
    }  
    return entity;  
}

四、‌性能与优化‌

1‌、反射的性能问题‌

‌反射操作（如 Invoke）比直接代码调用慢 ‌10~100 倍‌。
‌频繁使用反射可能导致性能瓶颈。

2‌、优化策略‌

‌缓存反射结果‌：

csharp 复制代码

private static readonly MethodInfo _cachedMethod = typeof(MyClass).GetMethod("MyMethod");

‌‌使用 Delegate 或 Expression‌：

csharp 复制代码

// 将 MethodInfo 转换为委托  
Action<object, object[]> methodDelegate = (Action<object, object[]>)  
    Delegate.CreateDelegate(typeof(Action<object, object[]>), _cachedMethod);

‌‌预编译表达式树‌：

csharp 复制代码

var param = Expression.Parameter(typeof(MyClass));  
var call = Expression.Call(param, _cachedMethod);  
var lambda = Expression.Lambda<Action<MyClass>>(call, param).Compile();  
lambda(obj); // 高速调用

五、‌反射的局限性‌

1‌、安全性限制‌

‌在部分受信任环境（如沙箱）中，反射可能被限制。
2‌、破坏封装性‌
‌反射可访问私有成员，过度使用可能导致代码脆弱性。
3‌、类型强依赖‌
‌动态代码若类型不匹配，会引发运行时异常（而非编译错误）。

总结

C# 反射是处理动态类型和元数据的强大工具，广泛应用于插件系统、序列化、ORM 等场景。尽管其灵活性极高，但需谨慎使用以避免性能问题和代码维护困难。‌优化策略‌（如缓存、表达式树）和‌合理设计‌（如接口隔离）是高效使用反射的关键。