反射简介—C#特性和反射

.NET编译器的任务之一就是为所有定义和引用的类型生成元数据描述。除了程序集中标准的元数据外，.NET平台还支持特定（attribute）把更多的元数据嵌入到程序集中。

.NET特性扩展了抽象的System.Attribute基类，.NET中有很多预定义的特性，例如：[DllImport]、[Obsolete]和[Serializable]等等。

看一个Obsolete使用的例子，Obsolete特性用来标记不用的类或成员，当其他程序试图访问该项的时候，将会得到一个警告或错误描述。

static class StringUtil
{
    public static string ReverseString(string str)
    {
        Console.WriteLine("call reverseString");
        return "";
    }

    [Obsolete("this legacy method should not be used", true)]
    public static string LegacyReverseString(string str)
    {
        Console.WriteLine("call legacyReverseString");
        return "";
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string str = StringUtil.LegacyReverseString("Hello World!");
        Console.Read();
    }
}

使用上面的代码，我们就会的到一个错误消息，提示我们不应该在使用这个方法了

当然，我们也可以通过代码来添加自定义特性，在开始自定义特性之前，我们需要知道以下概念。

自定义特性

在代码中，我们可以创建自定义的特性类型，但是这个类型一定要直接或间接从System.Attribute派生。下面我们就定义了一个TableAttribute特性：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited=false, AllowMultiple=false)]
public class TableAttribute : Attribute
{
    public TableAttribute()
    {
    }

    public TableAttribute(string tableName)
    {
        this.TableName = tableName;
    }

    public string TableName { get; set; }
}

注意：对一个特性类名使用Attribute后缀是一个惯例。然而，当我们把特性添加到一个程序实体，可以选择省略Atrribute后缀。编译器会首先在System.Attribute的派生类中查找被添加的特性类。如果没有找到，那么编译器会添加 Attribute后缀继续查找。

例如：当我们在代码中使用的时候，特性表现为[Obsolete]，但是实际上类型是ObsoleteAttribute，而不是代码中的Obsolete。当.NET Framework进行名称转换的时候，所有的.NET特性（包括自定义特性）都将加上一个Attribute标记的后缀。

AttributeUsage

在上面的自定义特性中，有下面一行代码，我们给自定义特性应用了一个AttributeUsage特性。

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited=false, AllowMultiple=false)]

AttributeUsage类是一个预定义特性类，通过这个特性，我们可以控制自定义特性的使用，它描述了一个定制特性如和被使用。

[Serializable]
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = true)]
[ComVisible(true)]
public sealed class AttributeUsageAttribute : Attribute
{
    public AttributeUsageAttribute(AttributeTargets validOn);

    public bool AllowMultiple { get; set; }

    public bool Inherited { get; set; }

    public AttributeTargets ValidOn { get; }
}

通过代码可以看到，AttributeUsage有三个属性：

• ValidOn

  从代码中可以看到ValidOn的类型为System.AttributeTargets， 而AttributeTargets本身是

  一个枚举，这样就可以通过按位"或"运算组合 AttributeTargets，从而指示哪些程序元素是有效的。

  例如：

  [AttributeUsage(AttributeTargets.Assembly | AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, Inherited = false, AllowMultiple = false)]

  

• AllowMultiple

  这个属性标记了特性能否被重复放置在同一个程序实体前多次。

• Inherited

  这个属性来控制定制特性的继承规则，表示特性能否被继承。

从上面的介绍可以看到，创建自定义特性的大概步骤：

1. 声明特性类，由 System.Attribute 直接或间接派生
2. 使用AttributeUsage特性来控制自定义特性
3. 声明特性类构造函数

特性和反射结合

当我们使用特性的时候，只是给程序集添加了一些元数据。当结合反射使用的时候，特性就能发挥很大的作用了。

下面看一个特性和反射结合的例子，在例子中自定义了Table和Column特性，然后把这些特性应用到了我们的User类型上面；然后结合一个自定义的ORM类型，将对象的Inster()操作转换成SQL语句。

namespace AttributeTest
{
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited=false, AllowMultiple=false)]
    public class TableAttribute : Attribute
    {
        public TableAttribute()
        {
        }

        public TableAttribute(string tableName)
        {
            this.TableName = tableName;
        }

        public string TableName { get; set; }
    }

    [AttributeUsage(AttributeTargets.Property, Inherited=false, AllowMultiple=false)]
    public class ColumnAttribute:Attribute
    {
        public ColumnAttribute()
        {
        }

        public ColumnAttribute(string columnName)
        {
            this.ColumnName = columnName;
        }

        public ColumnAttribute(string colunmName, DbType dbType)
        {
            this.ColumnName = colunmName;
            this.DbType = dbType;
        }

        public string ColumnName { get; set; }
        public DbType DbType { get; set; }
    }

    public class CustomizeORM
    {
        public void Insert(object table)
        {
            Type type = table.GetType();
            Dictionary<string, string> columnValueDict = new Dictionary<string, string>();
            StringBuilder SqlStr = new StringBuilder();
            SqlStr.Append("insert into ");
            TableAttribute tableAttribute = (TableAttribute)type.GetCustomAttributes(typeof(TableAttribute), false).First();
            SqlStr.Append(tableAttribute.TableName);
            SqlStr.Append("(");

            foreach (var prop in type.GetProperties())
            {
                foreach (var attr in prop.GetCustomAttributes())
                {
                    string value = prop.GetValue(table).ToString();
                    ColumnAttribute columnAttribute = attr as ColumnAttribute;
                    if (columnAttribute != null)
                    {
                        columnValueDict.Add(columnAttribute.ColumnName, value);
                    }
                }
            }

            foreach (var item in columnValueDict)
            {
                SqlStr.Append(item.Key);
                SqlStr.Append(",");

            }
            SqlStr.Remove(SqlStr.Length - , );
            SqlStr.Append(") values('");
            foreach (var item in columnValueDict)
            {
                SqlStr.Append(item.Value);
                SqlStr.Append("','");
            }
            SqlStr.Remove(SqlStr.Length - , );
            SqlStr.Append(")");
            Console.WriteLine(SqlStr.ToString());
        }
    }

    [Table("Users")]
    public class User
    {
        [Column(ColumnName="Id",DbType=DbType.Int32)]
        public int UserID{get;set;}
        [Column(ColumnName="Name",DbType=DbType.String)]
        public string UserName { get; set; }
        [Column(ColumnName = "Age", DbType = DbType.Int32)]
        public int Age { get; set; }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CustomizeORM customizeORM = new CustomizeORM();
            User user = new User() { UserID = , UserName = "Wilber", Age = };
            customizeORM.Insert(user);

            Console.Read();
        }
    }

}

代码的执行结果为：

从这个例子中可以看到，通过特性给程序集加入的元数据，可以在运行时被反射程序得到并使用。

通过IL代码可以看到特性的简化，代码中我们使用Table、Column对User类型进行修饰，在IL代码中都加上了Attribute后缀；同时还可以看到，这些特性都变成了User类型的元数据。

总结

通过本文介绍了.NET特性，同时介绍了自定义特性需要的基本知识。

特性本身只是给程序集添加一些元数据，当结合反射使用的时候，这些被添加的元数据才能发挥更大的作用。