如何在C＃中使用反射在運(yùn)行時(shí)檢查和操縱類型，其性能含義是什么？
Jun 13, 2025 am 12:15 AM
反射在C#中是一種運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)檢查和操作類型及其成員的機(jī)制。其核心用途包括：1. 獲取類型信息并動(dòng)態(tài)創(chuàng)建實(shí)例；2. 動(dòng)態(tài)調(diào)用方法和訪問屬性，包括私有成員；3. 檢查程序集中的類型，適用于插件系統(tǒng)、序列化庫等場(chǎng)景。常見使用方式如加載DLL創(chuàng)建對(duì)象、遍歷屬性進(jìn)行統(tǒng)一處理、調(diào)用私有方法等。但反射性能較低，主要問題包括首次調(diào)用慢、頻繁調(diào)用更慢、無法內(nèi)聯(lián)優(yōu)化，因此建議緩存反射結(jié)果、使用委托調(diào)用或替代方案以提升效率。合理使用反射可在靈活性與性能間取得平衡。
在 C# 中，反射（Reflection）是一種強(qiáng)大的機(jī)制，它允許我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地檢查、加載和操作類型及其成員。雖然反射非常靈活，但它的使用需要權(quán)衡性能與功能之間的關(guān)系。
反射的基本用途：動(dòng)態(tài)查看和操作類型
反射最核心的作用就是讓你在程序運(yùn)行時(shí)能夠“看”到對(duì)象的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相應(yīng)的操作。比如你可以：
- 獲取一個(gè)類型的屬性、方法、字段等信息
- 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例
- 調(diào)用方法或訪問屬性，即使它們是私有的
- 檢查程序集中的所有類型
例如，如果你有一個(gè)字符串表示的類名，可以通過 Type.GetType() 或者從已知對(duì)象調(diào)用 .GetType() 來獲取其類型信息，然后通過反射創(chuàng)建實(shí)例并調(diào)用方法。
Type type = typeof(string); // 或者 Type.GetType("System.String")
object obj = Activator.CreateInstance(type);這種方式非常適合插件系統(tǒng)、序列化庫或者依賴注入容器等場(chǎng)景。
常見應(yīng)用場(chǎng)景與使用方式
1. 動(dòng)態(tài)加載類型并創(chuàng)建實(shí)例
適用于插件式架構(gòu)或模塊化系統(tǒng)，你可以在不修改主程序的情況下加載 DLL 并調(diào)用其中的功能。
Assembly assembly = Assembly.LoadFile("MyPlugin.dll");
Type pluginType = assembly.GetType("MyNamespace.MyPlugin");
object pluginInstance = Activator.CreateInstance(pluginType);2. 獲取和設(shè)置屬性值
用于數(shù)據(jù)綁定、ORM 映射、配置讀取等場(chǎng)景。比如你可以遍歷對(duì)象的所有屬性并做統(tǒng)一處理。
PropertyInfo prop = obj.GetType().GetProperty("Name");
prop.SetValue(obj, "New Value");3. 調(diào)用方法（包括私有方法）
這在單元測(cè)試中很有用，尤其是測(cè)試私有邏輯時(shí)。也可以用于實(shí)現(xiàn)通用的方法調(diào)用器。
MethodInfo method = obj.GetType().GetMethod("MyMethod", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
method.Invoke(obj, null);這些只是反射的一些常見用法，實(shí)際應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些。
性能問題：反射并不快
盡管反射功能強(qiáng)大，但它也有明顯的性能代價(jià)：
- 首次調(diào)用慢：反射操作需要解析元數(shù)據(jù)，比直接調(diào)用 IL 指令要慢很多。
- 頻繁調(diào)用更慢：如果在循環(huán)或高頻函數(shù)中使用反射，性能下降會(huì)非常明顯。
- 無法內(nèi)聯(lián)優(yōu)化：JIT 編譯器對(duì)反射調(diào)用無法做很多優(yōu)化，比如方法內(nèi)聯(lián)。
舉個(gè)例子：調(diào)用一個(gè)普通方法可能只需要幾納秒，而通過反射調(diào)用同一個(gè)方法可能需要幾百納秒甚至更多。
為了緩解性能問題，可以考慮以下做法：
- 盡量緩存反射結(jié)果（如
MethodInfo、PropertyInfo等），避免重復(fù)查詢 - 使用
Delegate.CreateDelegate或表達(dá)式樹（Expression Trees）將反射轉(zhuǎn)換為委托調(diào)用 - 對(duì)于極端性能要求的場(chǎng)景，可以考慮使用
IL Emit或第三方庫如 FastMember
小結(jié)
反射在 C# 中是一個(gè)非常實(shí)用的工具，尤其適合那些需要高度靈活性的場(chǎng)景。但在使用時(shí)要注意性能影響，尤其是在高頻路徑上。合理使用、適當(dāng)緩存、必要時(shí)替換為更快的方式，才能讓反射既好用又高效。
基本上就這些了。
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