Emit技术使用实例及应用思路
System.Reflection.Emit提供了动态创建类并生成程序集的功能。 适用于.NET Framework 2.0及其以后的版本。
动态生成类在对于O/R Mapping来说有很大的作用,在实际应用中用到的一些场景,比如支持用户自定义字段,自定义公式的解析、动态插件等等。
下面就详细介绍一下Emit的实际应用:
Emit动态创建类型
目标:创建类型Employee,两个简单属性:Name(姓名),BirthDate(生日) ,一个方法void PropertyChanged(string propertyName)
其中Name必填,预设值“新同事”,String类型;BirthDate是日期类型
准备工作:定义类型EntityDictionary和DynamicField,用于动态产生实体类型。
public class EntityDictionary { private string _name; /// <summary> /// 实体名称 /// </summary> public string Name { get { return _name; } set { _name = value; } } private string _caption; /// <summary> /// 显示值 /// </summary> public string Caption { get { return _caption; } set { _caption = value; } } private List<string> _interfaceList; /// <summary> /// 接口列表 /// </summary> public List<string> InterfaceList { get { return _interfaceList; } set { _interfaceList = value; } } private List<DynamicField> _dynamicFieldList; /// <summary> /// 字段列表 /// </summary> public List<DynamicField> DynamicFieldList { get { return _dynamicFieldList; } set { _dynamicFieldList = value; } } }
public class DynamicField { private string _name; /// <summary> /// 字段名称 /// </summary> public string Name { get { return _name; } set { _name = value; } } private string _entityName; /// <summary> /// 实体名称 /// </summary> public string EntityName { get { return _entityName; } set { _entityName = value; } } private string _type; /// <summary> /// 类型 /// </summary> public string Type { get { return _type; } set { _type = value; } } private int _size; /// <summary> /// 长度 /// </summary> public int Size { get { return _size; } set { _size = value; } } private byte _scale; /// <summary> /// 小数位数 /// </summary> public byte Scale { get { return _scale; } set { _scale = value; } } private string _refType; /// <summary> /// 引用类型 /// </summary> public string RefType { get { return _refType; } set { _refType = value; } } private string _control; /// <summary> /// 显示控件类型 /// </summary> public string Control { get { return _control; } set { _control = value; } } private string _caption; /// <summary> /// 显示值 /// </summary> public string Caption { get { return _caption; } set { _caption = value; } } private bool _isRequired; /// <summary> /// 是否必填 /// </summary> public bool IsRequired { get { return _isRequired; } set { _isRequired = value; } } private string _defaultValue; /// <summary> /// 默认值 /// </summary> public string DefaultValue { get { return _defaultValue; } set { _defaultValue = value; } } private string _externInfo; /// <summary> /// 扩展信息 /// </summary> public string ExternInfo { get { return _externInfo; } set { _externInfo = value; } } private object _tempProperty; /// <summary> /// 保留栏位 /// </summary> public object TempProperty { get { return _tempProperty; } set { _tempProperty = value; } } }
1.创建类
首先我们看下产生dll的代码:
public void Create() { AppDomain myDomain = Thread.GetDomain(); AssemblyName myAsmName = new AssemblyName(); myAsmName.Name = "TestDynamicAssembly"; myAsmName.Version = new Version("1.0.0.0");
//创建一个永久程序集,设置为AssemblyBuilderAccess.RunAndSave。 AssemblyBuilder myAsmBuilder = myDomain.DefineDynamicAssembly(myAsmName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave); //设置版本号信息 myAsmBuilder.DefineVersionInfoResource("Test", myAsmName.Version.ToString(), "TestCorp", "Copyright © TestCorp Limited 2014", ""); //创建一个永久单模程序块。 ModuleBuilder myModBuilder = myAsmBuilder.DefineDynamicModule(myAsmName.Name, myAsmName.Name + ".dll"); //通常采用Xml读取方式给DynamicField的属性赋值,这里Demo采用简单的直接赋值方式 List<DynamicField> listDynamicField = new List<DynamicField>(); DynamicField df = new DynamicField(); df = new DynamicField(); df.Name = "Name"; df.Caption = "姓名"; df.Type = "System.String"; df.IsRequired = true;//是否必填 df.DefaultValue = "新同事";//预设值 df.Size = 200;//字段长度 listDynamicField.Add(df); df.Name = "BirthDate"; df.Caption = "生日"; df.Type = "System.DateTime"; listDynamicField.Add(df); //通常采用Xml读取方式给EntityDictionary的属性赋值,这里Demo采用简单的直接赋值方式 EntityDictionary ed = new EntityDictionary(); ed.Name = "Employee"; ed.Caption = "雇员信息"; ed.DynamicFieldList = listDynamicField;
//创建类型 CreateEntity(myModBuilder, ed);
//创建方法 AddMethordToTypeBuilder(myModBuilder); //保存程序集。 myAsmBuilder.Save(myAsmName.Name + ".dll"); }
主要代码CreateEntity(创建类型)如下:
private void CreateEntity(ModuleBuilder myModBuilder, EntityDictionary ed) { //重写命名空间 string typeName = string.Format("{0}.{1}", "TestDemo.DataEntity", ed.Name); //创建TypeBuilder。 TypeBuilder myTypeBuilder = myModBuilder.DefineType(typeName, TypeAttributes.Public); #region 类标记 //序列化 CustomAttributeBuilder customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(SerializableAttribute).GetConstructor(Type.EmptyTypes), new Type[] { }); myTypeBuilder.SetCustomAttribute(customAttributeBuilder); //这是个相对复杂的类型标记 定义了类型的主键和别名,有兴趣可以研究一下 //if (!string.IsNullOrEmpty(df.Alias)) { // customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(DataEntityAttribute).GetConstructor(Type.EmptyTypes), new Type[] { }, new PropertyInfo[] { typeof(DataEntityAttribute).GetProperty("PrimaryKey"), typeof(DataEntityAttribute).GetProperty("Alias") }, new object[] { df.PrimaryKey, df.Alias }); //} else { // customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(DataEntityAttribute).GetConstructor(Type.EmptyTypes), new Type[] { }, new PropertyInfo[] { typeof(DataEntityAttribute).GetProperty("PrimaryKey") }, new object[] { df.PrimaryKey }); //} //myTypeBuilder.SetCustomAttribute(customAttributeBuilder); #endregion #region 接口 //对类型添加接口 //if (df.InterfaceList != null && df.InterfaceList.Count > 0) { // AddInterface(myTypeBuilder, df.InterfaceList); //} #endregion #region 常量和变量 FieldBuilder fb = myTypeBuilder.DefineField("TYPEKEY", typeof(string), FieldAttributes.Public | FieldAttributes.FamANDAssem | FieldAttributes.Family | FieldAttributes.Static | FieldAttributes.Literal | FieldAttributes.HasDefault); fb.SetConstant(ed.Name); #endregion //添加属性到TypeBuilder。 AddPropertyToTypeBuilder(myTypeBuilder, ed.DynamicFieldList); myTypeBuilder.CreateType(); }
到这里,我们已经创建了dll的版本信息,类型的命名空间、类标记、常量等信息,此时如果排除添加属性的方法,已经可以编译成dll了,反编译的结果如下:
2.添加属性
属性是实体类型的重要组成部分
private void AddPropertyToTypeBuilder(TypeBuilder myTypeBuilder, List<DynamicField> dfList) { PropertyBuilder custNamePropBldr; MethodBuilder custNameGetPropMthdBldr; MethodBuilder custNameSetPropMthdBldr; MethodAttributes getSetAttr; ILGenerator custNameGetIL; ILGenerator custNameSetIL; // 属性Set和Get方法要一个专门的属性。这里设置为Public。 getSetAttr = MethodAttributes.Public | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.HideBySig; foreach (DynamicField df in dfList) { try { string fieldPrivateName = "_" + df.Name.Substring(0, 1).ToLower() + df.Name.Substring(1); //定义字段。 FieldBuilder customerNameBldr = myTypeBuilder.DefineField(fieldPrivateName,Type.GetType(df.Type), FieldAttributes.Private); //定义属性。 custNamePropBldr = myTypeBuilder.DefineProperty(df.Name, System.Reflection.PropertyAttributes.RTSpecialName, Type.GetType(df.Type), null); CustomAttributeBuilder customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(DescriptionAttribute).GetConstructor(new Type[] { typeof(string) }), new object[] { df.Caption }); custNamePropBldr.SetCustomAttribute(customAttributeBuilder);//字段描述 #region 增加必填字段属性和特殊默认值属性 if (df.IsRequired) { customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(System.ComponentModel.DataAnnotations.RequiredAttribute).GetConstructor(Type.EmptyTypes), new object[] { }); custNamePropBldr.SetCustomAttribute(customAttributeBuilder);//是否必填 } if (!string.IsNullOrEmpty(df.DefaultValue)) { customAttributeBuilder = new CustomAttributeBuilder(typeof(DefaultValueAttribute).GetConstructor(new Type[] { typeof(string) }), new object[] { df.DefaultValue }); custNamePropBldr.SetCustomAttribute(customAttributeBuilder);//特殊默认值 } #endregion //定义Get方法。 custNameGetPropMthdBldr = myTypeBuilder.DefineMethod("get_" + df.Name, getSetAttr, Type.GetType(df.Type), Type.EmptyTypes); custNameGetIL = custNameGetPropMthdBldr.GetILGenerator(); custNameGetIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0); custNameGetIL.Emit(OpCodes.Ldfld, customerNameBldr); custNameGetIL.Emit(OpCodes.Ret); //把创建的两个方法(Get,Set)加入到PropertyBuilder中。 custNamePropBldr.SetGetMethod(custNameGetPropMthdBldr); //定义Set方法。 custNameSetPropMthdBldr = myTypeBuilder.DefineMethod("set_" + df.Name, getSetAttr, null, new Type[] { Type.GetType(df.Type) }); custNameSetIL = custNameSetPropMthdBldr.GetILGenerator(); custNameSetIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0); custNameSetIL.Emit(OpCodes.Ldarg_1); custNameSetIL.Emit(OpCodes.Stfld, customerNameBldr); custNameSetIL.Emit(OpCodes.Ret); //把创建的两个方法(Get,Set)加入到PropertyBuilder中。 custNamePropBldr.SetSetMethod(custNameSetPropMthdBldr); } catch (Exception ex) { throw new Exception("AddPropertyToTypeBuilder Error:" + ex.Message); } } }
再生成dll反编译,结果如下:
![image image](http://images0.cnblogs.com/blog/203205/201410/161606305917579.png)
3.添加方法
在添加属性的代码中,有一部分是IL语言的反射,估计是Emit中让人觉得难以理解的代码,添加方法的时候就更需要深入理解IL语言的转换,从而实现对方法的动态添加。
例如方法void PropertyChanged(string propertyName),先另外用C#写好代码:
public void PropertyChanged(string propertyName) { if (propertyName != null) {//判断语句 Console.WriteLine(propertyName + " Changed!"); } }
然后生成dll,利用反编译工具得到这段代码的IL语言
了解一些IL语言的基本指令,就会很容易得到这段代码:
private void AddMethordToTypeBuilder(TypeBuilder myTypeBuilder) { MethodBuilder methodBuilder = myTypeBuilder.DefineMethod("PropertyChanged", MethodAttributes.Public, null, new Type[] { typeof(string) }); ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator(); Label lb_001 = il.DefineLabel();//lable il.Emit(OpCodes.Nop); il.Emit(OpCodes.Ldarg_1); il.Emit(OpCodes.Ldnull); il.Emit(OpCodes.Ceq); il.Emit(OpCodes.Stloc_0); il.Emit(OpCodes.Ldloc_0); il.Emit(OpCodes.Brtrue_S, lb_001); il.Emit(OpCodes.Nop); il.Emit(OpCodes.Ldarg_1); il.Emit(OpCodes.Ldstr, " Changed!"); il.Emit(OpCodes.Call, typeof(string).GetMethod("Concat", new Type[] { typeof(string), typeof(string) })); il.Emit(OpCodes.Call, typeof(System.Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string)})); il.Emit(OpCodes.Nop); il.MarkLabel(lb_001); il.Emit(OpCodes.Nop); il.Emit(OpCodes.Ret); }
再生成dll,反编译看看结果:
这样,一个简单的类就产生了,有了类标记、字段、属性、方法。
但是,现实需求不仅如此,我们还有可能需要有继承、接口等,来完善我们的类型。
继承和接口添加
//创建TypeBuilder。 TypeBuilder myTypeBuilder = myModBuilder.DefineType(typeName, TypeAttributes.Public); myTypeBuilder.SetParent(type);//继承
myTypeBuilder.AddInterfaceImplementation(typeInterface);//接口
需要注意的是,添加接口必须要添加接口实现的方法或者属性,否则编译会失败。
Emit应用场景的开发思路
一开始提到的Emit应用场景,实现用户级自定义字段。
步骤1.新增用户自定义字段的工具,其实就是维护一份或多份Xml,记录基类实体的Key和新增的字段等信息。并提供按钮生成dll。
上述Demo中的字段都是可以通过Xml来读取相关信息,包括类标记、属性、属性标记、基类、接口等,还可以在工具上新增字段对应的控件布局的编辑器,用于保存控件布局。
步骤2.在程序中通过反射引用生成的dll,并在注册实体和类型的关系字典时增加特殊判断。
拿上面的Employee举例,首先我们的程序中需要继承EmployeeEx:Employee,在O\R Mapping中,
实体的增删改查通常是封装好的方法,例如Create("Employee") 后台会通过"Employee"找到类型Employee做实例化,
这就需要一开始对实体和实体的Key放到一个字典中,如"Employee"对应Employee,"Job"对应Job。如果我们在建立对应关系的字典时发现有Emit动态产生的dll,将相应的对应关系做修改,
如"Employee"对应EmployeeEx,那个在Create("Employee")的时候,后台会通过"Employee"找到类型EmployeeEx做实例化。这样的话不管有没有用户自定义列,代码都不用修改。
步骤3.在客户端界面自动生成维护控件并绑定,以便用户维护。
客户端可以新增一个面板控件,用于动态加入控件和绑定字段,如果在步骤1中添加了自定义布局,还可以导入控件布局,再进行绑定。
这样,用户就可以不用改到代码就新增自己需要的字段。这对于一个标准产品来说,解决了不同客户的一些简单并且常用的客制需求。
一开始提到的Emit应用场景,实现自定义公式解析。
举例:用户可以自定义公式,改公式应用于不同员工会得到不同的值。公式内容如下:
公式名称:请假扣款 返回类型:数字型 公式内容: if 请假次数==0 return 0; else if 请假次数<10 return 请假扣款系数*请假次数;
else
return 函数A(请假次数);
步骤1.定义系统级参数if,else,return等,
步骤2.定义自定义函数,并提供固定解析方法。(如 decimal 函数A(int)、日期函数等)
步骤3.提供一系列参数,可动态产生。(如 请假次数) 动态编译类型类型请假次数,继承int
步骤4.(最难的一步)将公式解析成动态方法,里面的参数作为方法的变量,遇到函数则使用Emit中的Call。
步骤5.解析公式最后的结果,如员工A,程序运行到公式时,首先通过员工A得到参数的值,即请假扣款系数和请假次数,再把值传入动态方法,最终得到公式的值。
当然,具体实做会遇到很多细节上的困难,这里的步骤只是简单的介绍。
总结
面对形形色色的用户需求,我们需要做出一些灵活多变的功能,Emit技术为我们解决问题提供了思路。