C# 使用反射获取私有属性的方法

林德熙

发布于 2022-08-04 13:51:18

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发布于 2022-08-04 13:51:18

本文告诉大家多个不同的方法使用反射获得私有属性，最后通过测试性能发现所有的方法的性能都差不多

在开始之前先添加一个测试的类

        public class Foo
        {
            private string F { set; get; } = "123";
        }

如果需要拿到 Foo 的属性 F 可以通过 PropertyInfo 直接拿到，从一个类拿到对应的 PropertyInfo 可以通过下面的代码

           var foo = new Foo();

            var type = foo.GetType();
            const BindingFlags InstanceBindFlags = BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic;

            var propertyName = "F";


            PropertyInfo property = type.GetProperty(propertyName, InstanceBindFlags);
            if (property == null)
            {
                throw new MissingFieldException(propertyName);
            }

实际上可能在 type.GetProperty 还拿不到 property 需要通过不断找到基类

            PropertyInfo property = null;

            while (type != null)
            {
                property = type.GetProperty(propertyName, InstanceBindFlags);
                if (property != null)
                {
                    break;
                }

                type = type.BaseType;
            }

            if (property == null)
            {
                throw new MissingFieldException(propertyName);
            }

现在就获得了 PropertyInfo 通过这个属性可以拿到类的属性，这里拿到属性有三个不同的方法

GetValue
GetGetMethod
GetAccessor

其中最简单的是通过 GetValue 的方法，请看下面

GetValue

最简单的方法直接调用 GetValue 的方法

            var f = property.GetValue(foo);

这里的 f 就是属性

GetGetMethod

这里的两个 Get 不是写错了，而是拿到 Get 方法的意思，也就是需要属性有 get 方法才可以使用下面代码

 MethodInfo getter = property.GetGetMethod(nonPublic: true);
 var f = getter.Invoke(foo, null);

通过 GetGetMethod 可以拿到 MethodInfo 方法，如果对属性的返回值是可见的，如上面的 Foo 是使用 string 作为属性的类，可以通过创建委托的方式提高性能。

如果对于属性的返回值是不可见的，也就是返回值是拿不到的，就无法通过创建委托的方式提高性能。

GetAccessor

最后一个方法是通过 GetAccessor 访问器的方法，需要引用表达式

       /// <summary>
        /// 获取 <paramref name="type"/> 的给定 <paramref name="propertyName"/> 属性的获取方法
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        /// <param name="propertyName">属性名，属性可以是私有</param>
        /// <returns>
        /// 属性的 get 方法，传入对应的实例返回属性
        /// <example>
        /// var f = new F();
        /// var getAccessor = GetPropertyGetAccessor(f.GetType(), "privateProperty");
        /// getAccessor(f);// 获取属性
        /// </example>
        /// </returns>
        [Pure]
        public static Func<object, object> GetPropertyGetAccessor([NotNull] Type type, [NotNull] string propertyName)
        {
            if (ReferenceEquals(type, null)) throw new ArgumentNullException(nameof(type));
            if (ReferenceEquals(propertyName, null)) throw new ArgumentNullException(nameof(propertyName));

            var property = type.GetProperty(propertyName, InstanceBindFlags);
            if (property == null)
            {
                throw new MissingFieldException(propertyName);
            }
         
            var method = property.GetGetMethod(true);

            var obj = Expression.Parameter(typeof(object), "o");

            Debug.Assert(method.DeclaringType != null);

            Expression<Func<object, object>> expression =
                Expression.Lambda<Func<object, object>>
                (
                    Expression.Convert
                    (
                        Expression.Call
                        (
                            Expression.Convert(obj, method.DeclaringType),
                            method
                        ),
                        typeof(object)
                    ),
                    obj
                );

            return expression.Compile();
        }

通过这个方法可以创建一个委托出来，通过这个委托可以拿到很高的性能，在下面我测试了不同的方法的性能

测试

首先是通过 GetValue 的方式经过 1 次和 100 次运行，测试方法都是通过C# 标准性能测试但是在测试完成需要告诉大家结论

使用 GetValue 的方式和使用其他几个反射拿到属性的方法的性能都是差不多的，所以不需要对私有属性反射去优化

Method	Categories	Mean	Error	StdDev
'GetProperty 调用1次反射'	1次调用	205.5 ns	2.882 ns	2.555 ns
'GetProperty 调用100次反射'	100次调用	20,059.9 ns	121.177 ns	113.349 ns

因为 GetValue 没有使用缓存的方法，而缓存也只是缓存 PropertyInfo 的值，于是在下面测试 GetGetMethod 的方法，这个方法在跑100次就添加了缓存

        public void GetPropertyGetAccessorMethodInfo_Call100()
        {
            var foo = new Foo();

            var type = foo.GetType();
            const BindingFlags InstanceBindFlags = BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic;

            var propertyName = "F";


            PropertyInfo property = null;

            while (type != null)
            {
                property = type.GetProperty(propertyName, InstanceBindFlags);
                if (property != null)
                {
                    break;
                }

                type = type.BaseType;
            }

            if (property == null)
            {
                throw new MissingFieldException(propertyName);
            }

            MethodInfo getter = property.GetGetMethod(nonPublic: true);


            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                var yasriWelducadow = getter.Invoke(foo, null);
            }
        }

运行测试可以看到

Method	Categories	Mean	Error	StdDev
'GetPropertGetAccessorMethodInfo 调用一次'	1次调用	191.6 ns	0.7641 ns	0.6774 ns
'GetPropertGetAccessorMethodInfo 调用100次'	100次调用	10,341.9 ns	134.9177 ns	126.2021 ns

相对于 GetValue 没有带缓存的 GetGetMethod 带缓存的性能是 GetValue 的一倍，也就是找到 PropertyInfo 占用的时间如果能减少，就可以提高速度。

最后通过 GetPropertyGetAccessor 创建委托，然后缓存委托的方式调用 1 次和 100 次。在调用 1 次的过程是包括第一次初始化的时间，而调用 100 次是包括和不包括第一次初始化

Method	Categories	Mean	Error	StdDev
'GetPropertyGetAccessor 调用一次'	1次调用	206,282.4 ns	4,051.754 ns	5,939.008 ns
'GetPropertyGetAccessor 调用100次'	100次调用	222,227.4 ns	4,354.600 ns	6,906.857 ns
'GetPropertGetAccessorMethodInfo 带缓存调用100次'	100次调用	10,352.2 ns	141.629 ns	132.480 ns