为什么System.Attribute的GetHashCode方法需要如此设计？

昨天我在实现《通过扩展改善ASP.NET MVC的验证机制[使用篇]》的时候为了Attribute 的一个小问题后耗费了大半天的精力，虽然最终找到了问题的症结并解决了问题，但是我依然不知道微软如此设计的目的何在。闲话少说，我们先来演示一下我具体遇到的问题如何发生的。

目录：
一、问题重现
二、通过Attribute的Equals方法和GetHashCode方法进行对等判断
三、Attribute对象和Attribute类型的HashCode
四、倘若为FooAttribute添加一个属性/字段
五、Attribute的GetHashCode方式是如何实现的？

一、问题重现

如下面的代码片断所示，我们定义了两个Attribute。其中抽象的BaseAttribute中定义了一个Name属性，而FooAttribute直接继承自BaseAttribute，并不曾定义任何属性和字段。在类型Bar上，我们应用了三个FooAttribute特性，其Name属性分别为A、B和C。

[Foo(Name = "A")]
[Foo(Name = "B")]
[Foo(Name = "C")]
public class Bar
{

}

[AttributeUsage( AttributeTargets.Class, Inherited=true, AllowMultiple=true)]
public abstract class BaseAttribute : Attribute
{
    public string Name { get; set; }
}
public class FooAttribute : BaseAttribute
{

}

在我的程序中具有类似于如下一段代码：我们调用Bar类型对象的GetCustomAttributes方法得到所有的Attribute特性并筛选出类型为FooAttribute特性列表，毫无疑问，这个列表包含Name属性分别为A、B和C的三个FooAttribute对象。然后我们从该列表中将Name属性为C的FooAttribute对象移掉，最终打印列表出余下的FooAttribute的Name属性。

var attributes = typeof(Bar).GetCustomAttributes(true).OfType<FooAttribute>().ToList<FooAttribute>();
var attribute = attributes.First(item => item.Name == "C");
attributes.Remove(attribute);
Array.ForEach(attributes.ToArray(), a => Console.WriteLine(a.Name));

按照绝大部分人思维，最终打印出来的肯定是A和B，但是真正执行的结果却是B和C。下面所示的确实就是最终的执行结果：

B
C

二、通过Attribute的Equals方法和GetHashCode方法进行对等判断

然后我们通过如下的方式判定两个FooAttribute对象的对等性。如下面的代码片断所示，我们直接调用构造函数创建了两个FooAttribute对象，它们的Name属性分别设置为“ABC”和“123”。最后两句代码分别通过调用Equals和HashCode判断两个FooAttribute是否相等。

FooAttribute attribute1 = new FooAttribute{ Name = "ABC" };
FooAttribute attribute2 = new FooAttribute{ Name = "123"};
Console.WriteLine("attribute1.Equals(attribute2) = {0}",attribute1.Equals(attribute2));
Console.WriteLine("attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = {0}", attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode());

通过如下的输出结果我们可以看出这两个分明具有不同Name属性值FooAttribute居然被认定为是“相等的”：

attribute1.Equals(attribute2) = True
attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = True

三、Attribute对象和Attribute类型的HashCode

实际上两个FooAttribute对象的HashCode和FooAttribute类型是相等的。为此我们添加了额外两行代码判断typeof（FooAttribute）和FooAttribute对象的HashCode之间的对等性。

FooAttribute attribute1 = new FooAttribute{ Name = "ABC" };
FooAttribute attribute2 = new FooAttribute{ Name = "123"};
Console.WriteLine("attribute1.Equals(attribute2) = {0}",attribute1.Equals(attribute2));
Console.WriteLine("attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = {0}", attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode());
Console.WriteLine("attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode() = {0}",
    attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode());

typeof（FooAttribute）和FooAttribute对象之间对等性可以通过如下的输出结果看出来：

attribute1.Equals(attribute2) = True
attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = True
attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode() = True

四、倘若为FooAttribute添加一个属性

但是不要以为Attribute的GetHashCode方法总是返回类型本身的HashCode，如果我们在FooAttribute定义一个属性/字段，最终的对等性判断又会不同。为此我们在FooAttribute定义了一个Type属性。

public class FooAttribute : BaseAttribute
{
    public Type Type {get;set;}
}

然后我们在创建FooAttribute时指定其Type属性：

FooAttribute attribute1 = new FooAttribute{ Name = "ABC", Type=typeof(string)};
FooAttribute attribute2 = new FooAttribute{ Name = "ABC" , Type=typeof(int)};
Console.WriteLine("attribute1.Equals(attribute2) = {0}",attribute1.Equals(attribute2));
Console.WriteLine("attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = {0}", attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode());
Console.WriteLine("attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode() = {0}",
    attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode());

现在具有不同Type属性值得两个FooAttribute就不相等了，这可以通过如下所示的输出结果看出来：

 

attribute1.Equals(attribute2) = False
attribute1.GetHashCode() == attribute2.GetHashCode() = False
attribute1.GetHashCode() == typeof(FooAttribute).GetHashCode() = False

五、Attribute的GetHashCode方式是如何实现的？

Attribute的HashCode是由定义在自身类型的字段值派生，不包括从基类继承下来的属性值。如果自身类型不曾定义任何字段，则直接使用类型的HashCode，这可以通过Attribute的GetHashCode方法的实现看出来，而Equals的逻辑与此类似。

[SecuritySafeCritical]
public override int GetHashCode()
{
    Type type = base.GetType();
    FieldInfo[] fields = type.GetFields(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance);
    object obj2 = null;
    for (int i = 0; i < fields.Length; i++)
    {
        object obj3 = ((RtFieldInfo) fields[i]).InternalGetValue(this, false, false);
        if ((obj3 != null) && !obj3.GetType().IsArray)
        {
            obj2 = obj3;
        }
        if (obj2 != null)
        {
            break;
        }
    }
    if (obj2 != null)
    {
        return obj2.GetHashCode();
    }
    return type.GetHashCode();
}