反射的妙用：C#通过反射动态生成类型继承接口并实现

起因

最近想自己鼓捣个RPC，想着简化RPC调用方式，直接申明接口，然后根据接口的属性去配置RPC调用的相关信息。有一种说法叫申明式调用。

简单来说就是，申明一个interface，动态继承并实例化，然后打点调用。

今天这边篇章讲的就是前半部分：动态继承并实例化。

相关知识点

反射、IL(中间语言)

框架背景

asp.net core

主要思路

通过反射，去动态生成class，并继承和实现interface。

相关属性说明

AssemblyBuilder：表示动态程序集

ModuleBuilder：表示动态程序集内的动态模块

TypeBuilder：表示动态类型

MethodBuilder：表示动态方法

ILGenerator：IL代码生成器

上述几点是这边文章中会用到的一些对象。

开干

第一步：得到类型构建器

/// <summary>
/// 生成动态类型
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="assemblyName">程序集名称</param>
/// <returns></returns>
private static TypeBuilder getTypeBuilder<T>()
{
	// T类型所属的程序集名称
	AssemblyName assName = typeof(T).Assembly.GetName();
	// 动态程序集（Run表示该程序集只运行不保存）
	AssemblyBuilder assyBuilder = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assName, AssemblyBuilderAccess.Run);
	// 在程序集中创建动态模块，模块名自定义
	ModuleBuilder modBuilder = assyBuilder.DefineDynamicModule("MyMod");
	// 动态类名
	String newTypeName = "User";
	// 动态类的属性，Class和Public
	TypeAttributes newTypeAttribute = TypeAttributes.Class | TypeAttributes.Public;
	// 动态类型的父类，这里不需要所以为null
	Type newTypeParent = null;
	// 动态类实现需要实现的接口
	Type[] newTypeInterfaces = new Type[] { typeof(T) };
	// 得到动态类型构建器
	return modBuilder.DefineType(newTypeName, newTypeAttribute, newTypeParent, newTypeInterfaces);
}

第二步：完善类型信息

/// <summary>
/// 完善类型信息并生成
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <returns></returns>
public static Type BuildType<T>()
{
	// 第一步得到的类型构建器
	var typeBuilder = getTypeBuilder<T>();
	// 获取类型的所有方法并遍历
	MethodInfo[] targetMethods = typeof(T).GetMethods();
	foreach (MethodInfo targetMethod in targetMethods)
	{
		// 只针对Public方法
		if (targetMethod.IsPublic)
		{
			// 得到方法的各个参数的类型
			ParameterInfo[] paramInfo = targetMethod.GetParameters();
			// 方法的参数类型
			Type[] paramType = new Type[paramInfo.Length];
			for (int i = 0; i < paramInfo.Length; i++)
			{
				paramType[i] = paramInfo[i].ParameterType;
			}
			// 传入方法签名，得到方法构建器(方法名、方法属性、返回参数类型、方法参数类型)
			MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod(targetMethod.Name, MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Virtual, targetMethod.ReturnType, paramType);

			// 要生成具体类，方法的实现是必不可少的，而方法的实现是通过Emit IL代码来产生的
			// 得到IL生成器
			ILGenerator ilGen = methodBuilder.GetILGenerator();
			// 定义一个字符串（为了判断方法是否被调用）
			ilGen.Emit(OpCodes.Ldstr, "我被调用了");
			// 调用WriteLine函数
			ilGen.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
			// 定义object类型的局部变量
			LocalBuilder local = ilGen.DeclareLocal(typeof(object));
			// 将索引为 0 的局部变量加载到栈的最顶层
			ilGen.Emit(OpCodes.Ldloc_0, local);
			// 判断是否需要返回值
			if (methodBuilder.ReturnType == typeof(void))
			{
				ilGen.Emit(OpCodes.Pop);
			}
			else
			{
				// 判断返回类型是否是值类型
				if (methodBuilder.ReturnType.IsValueType)
				{
					ilGen.Emit(OpCodes.Unbox_Any, methodBuilder.ReturnType);
				}
				else
				{
					// 强制转换变量为指定类型（返回值 类型）
					ilGen.Emit(OpCodes.Castclass, methodBuilder.ReturnType);
				}
			}
			// 返回
			ilGen.Emit(OpCodes.Ret);
		}
	}
	return typeBuilder.CreateType();
}

第三步：注入

前两步已经将动态生成类型并继承接口的过程描述完成了，我们现在将生成的动态类型注入到框架并使用。

// 先准备一个接口
public interface IUserService
{
	string getname();
}

// 自定义注入中间件
public static IServiceCollection AddEmit<T>(this IServiceCollection service)
{
	// 生成的动态类型
	var type = DynamicImplementation.BuildType<T>();
	// 继承的接口
	var itype = typeof(T);
	// 注入
	service.AddScoped(itype, type);
	return service;
}

// startup文件
// This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
	services.AddEmit<IUserService>();
}

第四步：调用

private readonly IUserService _userService;
public HomeController(IUserService userService)
{
	_userService = userService;
}

[HttpGet]
public IActionResult Get()
{
	_userService.getname();
	return Ok();
}

---

就这样，动态生成类型并实现接口的操作就完成了。文章中涉及到的：OpCodes 大家或许不太理解相关的意思，要理解需要对IL代码有一定的了解，大家可以自行去msdn进行了解。

如果动态实现的方法比较复杂，不知道怎么编写相关IL代码，教大家一种便捷的方式。

有一个工具叫ILDASM，可以查看相关代码对应的 IL(中间语言)代码。

在 vs 中集成 ILDASM

打开 工具 ⋙ 外部工具 ⋙ 添加

ILDASM工具在安装 vs 后就存在，我的地址（也就是命令）是：

C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v10.0A\bin\NETFX 4.8 Tools\x64\ildasm.exe

配置完毕后点击应用，工具选项中就会出现 ILDASM 选项

下面就是 ILDASM 工具的界面信息，以及具体的代码对照，大家先把需要动态生成的方法编写完成后通过ILDASM工具查看代码的接口再对照去编写动态生成的代码。

今天这篇文章就到这里了，下面我也要去继续完善相关的代码了，如果完成效果还行我也会继续分享出来。

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