[.net 面向对象程序设计进阶] (21) 反射(Reflection)（下）设计模式中利用反射解耦

[.net 面向对象程序设计进阶] (21) 反射(Reflection)（下）设计模式中利用反射解耦

本节导读:上篇文章简单介绍了.NET面向对象中一个重要的技术反射的基本应用，它可以让我们动态的调用一个程序集中的成员，本篇文章将介绍如何将这一重要特性应用到设计模式中，达到swich……case,if……else带来的耦合问题，让我们的代码更漂亮，更灵活。

读前必备：

[.net 面向对象编程基础](9)类和类的实例[.net 面向对象编程基础] (16) 接口 
[.net 面向对象程序设计进阶] (15) 缓存(Cache)(二) 利用缓存提升程序性能[.net 面向对象程序设计进阶] (20) 反射(Reflection)（上）利用反射技术实现动态编程

1.从一个实例解决问题开始

为了说的通俗易懂一些，本篇从一个常用实例开始，其实用过代码生成器的同学肯定很了解工厂反射模式了，这种模式应用在数据层面，主要解决了一个问题，那就是可以动态更换数据库而不需要改动代码，让我们的代码解耦。下面我们一步一步改进代码，最终实现我们的目标——动态数据访问层设计。

1.1最简单的数据访问设计

我们创建两个类，一个User类，一个UserSqlServer类，实现如下：

User.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class User
    {
        public int Id
        {
            get; set;
        }

        public string Name
        {
            get; set;
        }
    }
}

UserSqlServer.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class SqlServerUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一个用户");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个用户记录,Id:"+id);
            return null;
        }

    }
}

输出代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User();
            SqlServerUser li = new SqlServerUser();
            li.InserUser(user);
            li.GetUser();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

输出结果如下：

1.2 利用工厂模式来改进

上面的代码，让我们的代码死死的绑定在SqlServer上了，如果我们要换个Access数据库，换个Oracle呢，于是我们利用工厂模式改进一下。

首先说一下什么是工厂模式，简单说就是通过一个抽象出一个工厂类，可以实例不同的类，来达到解耦。

为了能让代码写的活一些，我们用工厂模式来改进上面的代码，假如除了User类之外，还有一个Product类，我需要代码实现能随时更换数据库。为了达到这个要求，我们创建了接口IUser,IProduct，然后分别用三种数据库的操作类来实现这两个接口，最后我们创建一个工厂类Factory，在工厂类中，我们可以更换数据库，来动态调用不同数据层。下面是类图：

程序集结构如下：

下面是具体代码：

User.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class User
    {
        public int Id{get; set;}
        public string Name{get; set;}
    }
}

Product.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Product
    {
        public int ProductId { get; set; }

        public string productName { get; set; }
    }
}

Factory.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Factory
    {
        //数据库选择（Access\SqlServer\Oracle）
        private static readonly string db = "Access";
        public static IUser CreateUser()
        {
            IUser result = null;
            switch (db)
            {
                case "Access":
                    result = new DataAccessUser();
                    break;
                case "SqlServer":
                    result = new DataSqlServerUser();
                    break;
                case "Oracle":
                    result = new DataOracleUser();
                    break;
            }
            return result;
        }
        public static IProduct CreateProduct()
        {
            IProduct result = null;
            switch (db)
            {
                case "Access":
                    result = new DataAccessProduct();
                    break;
                case "SqlServer":
                    result = new DataSqlServerProduct();
                    break;
                case "Oracle":
                    result = new DataOracleProduct();
                    break;
            }
            return result;
        }

    }
}

IUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    interface IUser
    {
        void InserUser(User user);
        User GetUser(int id);

    }
}

IProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    interface IProduct
    {
        void InsertProduct(Product product);
        Product GetProduct(int id);
    }
}

DataAccessUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataAccessUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一个用户");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }

}

DataSqlServerUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataSqlServerUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一个用户");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}

DataOracleUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataOracleUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中新增一个用户");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}

DataAccessProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataAccessProduct : IProduct
    {

        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一个产品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}

DataSqlServerProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataSqlServerProduct:IProduct
    {
        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一个产品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}

DataOracleProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataOracleProduct: IProduct
    {
        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中新增一个产品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}

应用程序调用入口：

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User();
            IUser userData = Factory.CreateUser();

            userData.InserUser(user);
            userData.GetUser();

            Product product = new Product();
            IProduct productData = Factory.CreateProduct();

            productData.InsertProduct(product);
            productData.GetProduct();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行结果如下：

1.3 利用工厂反射模式继续改进

上面的设计，已经能够实现多个数据库切换了，但是我们依然要改动工厂类的代码，来实现这一目标。并且还是有很多case语句来实现不同数据库的调用，这样如果不仅仅只有User和Product类，那么代码量也是相当大的。我们利用本节重点要说的.NET特性，就可以达成目标了。

先看改进后的类图：

增加了一个缓存类，可以提高反射运行效率，改进了工厂类Factory,在工厂中使用反射，从而不再需要使用switch……case,if……else来写不同数据库的选择。为了实现不需要改动代码而动态变更数据库，我们使用了配置文件，在程序运行过程中，只需要更改配置文件中的数据库类型和对应的连接字符，即可以动态实现了切换到不同数据库。下面是改进后的工厂类和配置文件

Factory.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Configuration;
using System.Reflection;
namespace DataBase
{
    class Factory
    {
        //能过Config文件来更改数据库
        private static readonly string db = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["db"];
        //程序集
        private static readonly string AssemblyPath = "DataBase";
        /// <summary>
        /// 创建对象或从缓存获取
        /// </summary>
        public static object CreateObject(string AssemblyPath, string ClassNamespace)
        {
            object objType = MyCache.GetCache(ClassNamespace);//从缓存读取
            if (objType == null)
            {
                try
                {
                    objType = Assembly.Load(AssemblyPath).CreateInstance(ClassNamespace);//反射创建
                    MyCache.SetCache(ClassNamespace, objType);// 写入缓存W
                }
                catch (Exception ex)
                { }
            }
            return objType;
        }
        /// <summary>
        /// 创建数据层接口IUser
        /// </summary>
        public static IUser CreateUser()
        {
            string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "User";
            object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
            return (IUser)objType;
        }
        /// <summary>
        /// 创建数据层接口IUser
        /// </summary>
        public static IProduct CreateProduct()
        {
            string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "Product";
            object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
            return (IProduct)objType;
        }
    }
}

下面是缓存类(需要引用System.Web.dll)

MyCache.cs

using System;
using System.Web;
namespace DataBase
{
    /// <summary>
    /// 缓存相关的操作类
    /// </summary>
    public class MyCache
    {
        /// <summary>
        /// 获取当前应用程序指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <returns></returns>
        public static object GetCache(string CacheKey)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            return objCache[CacheKey];
        }
        /// <summary>
        /// 设置当前应用程序指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <param name="objObject"></param>
        public static void SetCache(string CacheKey, object objObject)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            objCache.Insert(CacheKey, objObject);
        }
        /// <summary>
        /// 设置当前应用程序指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <param name="objObject"></param>
        public static void SetCache(string CacheKey, object objObject, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            objCache.Insert(CacheKey, objObject, null, absoluteExpiration, slidingExpiration);
        }
    }
}

配置文件：

App.config

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <startup>
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5.2" />
    </startup>
  <appSettings>

    <!--数据库类型选择 ConnectionType:Access|SqlServer|Oracle|MySql|Xml  -->
    <add key="db" value="SqlServer"/>
    <!-- 数据库连接字符串 -->
    <add key="ConStrAccess" value="Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;Data Source=D:aa.accdb;Persist Security Info=False"/>
    <add key="ConStrSqlServer" value="server=(local)\SQLEXPRESS;database=data;uid=sa;pwd=123456"/>
    <add key="ConStrOracel" value="Data Source=(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=local)(PORT=1521)) User ID=scott;Password=tiger;Unicode=True"/>
    <add key="ConStrMySql" value="server=localhost;user id=root;password=123456;database=ABC; pooling=true;"/>
    <add key="ConStrXml" value="C:/Data.xml"/>
  </appSettings>
</configuration>

下面是我们在app.config中选择了其中一个数据库后的输出结果：

我们更改为Oracle看看输出结果：

2.本节要点：

可以看到，完全达到了我们的目标：

A.多数据库切换

B.切换数据库不需要改动代码，从而减少重新编译重新部署的麻烦

C.各个数据库操作类相互独立，易于维护

D.使用反射解决了switch if等分支判断带来的耦合。

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