蓝信子 发表于 2008-12-24 11:59:02

教你通过 Emit 实现动态生成一个类

  动态生成一个类对于AOP,O/R Mapping等技术非常有帮助。对于Java来说,问题不大,而对于.NET,则要麻烦些(主要麻烦在于实现代码的生成需要IL),故猜测这可能也是在AOP, O/R Mapping方面,Java走得略前的原因吧。
  
  麻烦归麻烦,非不能也,动态生成一个简单的类还不至于太难。
  
  假设有如下接口:
  interface IAnimal
  {
  void move();
  void eat();
  }
  
  希望能创建一个类生成器TypeCreator,并能以以下方式使用:
  
  TypeCreator tc=new TypeCreator(typeof(IAnimal));
  Type t = tc.build();
  IAnimal myAnimal= (IAnimal)Activator.CreateInstance(t);
  myAnimal.move();
  myAnimal.eat();
  首先,发现System.Reflection.Emit.TypeBuilder似乎就是一个现成的类生成器。 不过TypeBuilder既没有实用的static方法,也不能在外部实例化。不过ModuleBuilder倒有一个DefineType()方法,可以得到TypeBuilder;而ModuleBuilder和TyperBuilder一个德行,不能直接创建,得从AssemblyBuilder的DefineDynamicModule()方法得到。追根溯源,AssemblyBuilder得从AppDomain的DefineDynamicAssembly()的得来。最终好在AppDomain提供了一个静态方法:AppDomain.CurrentDomain. 这一连串并非没有道理,类型是依附于Module的,而Module依附于Assembly,而Assembly则被AppDomain装载。所谓“皮之不存,毛将焉附”,为了创建Type这个“毛”,得先把Assembly,Module这些“皮”依次构造出来:
  
  using System;
  using System.Reflection;
  using System.Reflection.Emit;
  
  public class TypeCreator
  {
  private Type targetType;
  
  ///
  /// 构造函数
  ///
  /// 被实现或者继承的类型
  public TypeCreator(Type targetType)
  {
  this.targetType = targetType;
  }
  
  public Type build()
  {
  //获取当前AppDomain
  AppDomain currentAppDomain = AppDomain.CurrentDomain;
  
  //System.Reflection.AssemblyName 是用来表示一个Assembly的完整名称的
  AssemblyName assyName = new AssemblyName();
  
  //为要创建的Assembly定义一个名称(这里忽略版本号,Culture等信息)
  assyName.Name = "MyAssyFor_"   targetType.Name;
  
  //获取AssemblyBuilder
  //AssemblyBuilderAccess有Run,Save,RunAndSave三个取值
  AssemblyBuilder assyBuilder = currentAppDomain.DefineDynamicAssembly(assyName,AssemblyBuilderAccess.Run);
  
  //获取ModuleBuilder,提供String参数作为Module名称,随便设一个
  ModuleBuilder modBuilder = assyBuilder.DefineDynamicModule("MyModFor_" targetType.Name);
  
  //新类型的名称:随便定一个
  String newTypeName = "Imp_" targetType.Name;
  
  //新类型的属性:要创建的是Class,而非Interface,Abstract Class等,而且是Public的
  TypeAttributes newTypeAttribute = TypeAttributes.Class | TypeAttributes.Public;
  
  //声明要创建的新类型的父类型
  Type newTypeParent;
  
  //声明要创建的新类型要实现的接口
  Type[] newTypeInterfaces;
  
  //对于基类型是否为接口,作不同处理
  if(targetType.IsInterface)
  {
  newTypeParent = null;
  newTypeInterfaces = new Type[]{targetType};
  }
  else
  {
  newTypeParent = targetType;
  newTypeInterfaces = new Type;
  }
  
  //得到类型生成器
  TypeBuilder typeBuilder = modBuilder.DefineType(newTypeName,newTypeAttribute,newTypeParent,newTypeInterfaces);
  
  //以下将为新类型声明方法:新类型应该override基类型的所以virtual方法
  
  //得到基类型的所有方法
  MethodInfo[] targetMethods = targetType.GetMethods();
  
  //遍历各个方法,对于Virtual的方法,获取其签名,作为新类型的方法
  foreach(MethodInfo targetMethod in targetMethods)
  {
  //只挑出virtual的方法
  if(targetMethod.IsVirtual)
  {
  //得到方法的各个参数的类型
  ParameterInfo[] paramInfo = targetMethod.GetParameters();
  Type[] paramType = new Type;
  for(int i=0;i  paramType = paramInfo.ParameterType;
  
  //传入方法签名,得到方法生成器
  MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod(targetMethod.Name,MethodAttributes.Public|MethodAttributes.Virtual,targetMethod.ReturnType,paramType);
  
  //由于要生成的是具体类,所以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();
  //以下三行相当于:{Console.Writeln("I'm "targetMethod.Name"ing");}
  ilGen.Emit(OpCodes.Ldstr,"I'm "targetMethod.Name"ing");
  ilGen.Emit(OpCodes.Call,typeof(Console).GetMethod("WriteLine",new Type[]{typeof(String)}));
  ilGen.Emit(OpCodes.Ret);
  }
  }
  //真正创建,并返回
  return(typeBuilder.CreateType());
  }
  }
  
  好了,测试一下试试看:using System;
  
  public class Tester
  {
  public static void Main(String[] args)
  {
  TypeCreator tc=new TypeCreator(typeof(IAnimal));
  Type t = tc.build();
  IAnimal animal= (IAnimal)Activator.CreateInstance(t);
  animal.move();
  animal.eat();
  
  Console.Read ();
  }
  }
  
  得到输出:I'm moveingI'm eating 总结:如果用于AOP的话,Emit可以动态生成一个装饰类,相比于基于Remoting架构的TP/RP的方法,效率可能要高些,而且还能拦截new操作符。缺点:对于非Virtual的方法,似乎无法拦截。用于O/R Mapping的类生成,倒是不错
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