.net 生成动态方法来设置结构的字段，而不是使用反射

nwlqm0z1 于 2023-05-23 发布在 .NET

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假设我有下面的代码，它使用反射更新struct的字段。由于结构体示例被复制到DynamicUpdate方法中，因此在传递之前需要将其装箱到对象中。

struct Person
{
    public int id;
}

class Test
{
    static void Main()
    {
        object person = RuntimeHelpers.GetObjectValue(new Person());
        DynamicUpdate(person);
        Console.WriteLine(((Person)person).id); // print 10
    }

    private static void DynamicUpdate(object o)
    {
        FieldInfo field = typeof(Person).GetField("id");
        field.SetValue(o, 10);
    }
}

代码工作正常。现在，假设我不想使用反射，因为它很慢。相反，我想生成一些CIL，直接修改id字段，并将该CIL转换为可重用的委托（例如，使用DynamicMethod特性）。特别地，我想用s/t替换上面的代码，如下所示：

static void Main()
{
    var action = CreateSetIdDelegate(typeof(Person));
    object person = RuntimeHelpers.GetObjectValue(new Person());
    action(person, 10);
    Console.WriteLine(((Person)person).id); // print 10
}

private static Action<object, object> CreateSetIdDelegate(Type t)
{
    // build dynamic method and return delegate
}

**我的问题是：**除了使用以下技术之一之外，还有什么方法可以实现CreateSetIdDelegate？

1.使用反射生成调用setter的CIL（作为本文的第一个代码段）。这是没有意义的，因为要求是摆脱反射，但这是一个可能的实现，所以我只是提到。
1.使用签名为public delegate void Setter(ref object target, object value)的自定义委托，而不是使用Action<object, object>。
1.不使用Action<object, object>，而使用Action<object[], object>，数组的第一个元素是目标对象。
我不喜欢2和3的原因是因为我不想让对象的setter和结构的setter有不同的委托（以及不想让set-object-field委托比必要的更复杂，例如。Action<object, object>）。我估计CreateSetIdDelegate的实现将根据目标类型是struct还是object生成不同的CIL，但我希望它返回相同的委托，为用户提供相同的API。

.net

来源：https://stackoverflow.com/questions/1272454/generate-dynamic-method-to-set-a-field-of-a-struct-instead-of-using-reflection

6条答案

按热度按时间

yhqotfr81#

再次编辑：现在这个工作结构。

在C# 4中有一种很好的方法来实现这一点，但是在此之前，您必须为任何东西编写自己的ILGenerator发出代码。他们在.NET Framework 4中添加了ExpressionType.Assign。
这在C# 4中有效（已测试）：

public delegate void ByRefStructAction(ref SomeType instance, object value);

private static ByRefStructAction BuildSetter(FieldInfo field)
{
    ParameterExpression instance = Expression.Parameter(typeof(SomeType).MakeByRefType(), "instance");
    ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(object), "value");

    Expression<ByRefStructAction> expr =
        Expression.Lambda<ByRefStructAction>(
            Expression.Assign(
                Expression.Field(instance, field),
                Expression.Convert(value, field.FieldType)),
            instance,
            value);

    return expr.Compile();
}

编辑：这是我的测试代码。

public struct SomeType
{
    public int member;
}

[TestMethod]
public void TestIL()
{
    FieldInfo field = typeof(SomeType).GetField("member");
    var setter = BuildSetter(field);
    SomeType instance = new SomeType();
    int value = 12;
    setter(ref instance, value);
    Assert.AreEqual(value, instance.member);
}

赞(0）回复(0）举报 2023-05-23

wbrvyc0a2#

我遇到了一个类似的问题，花了我一个周末的大部分时间，但在大量搜索、阅读和分解C#测试项目后，我终于弄明白了。而且这个版本只需要.NET 2，而不是4。

public delegate void SetterDelegate(ref object target, object value);
private static Type[] ParamTypes = new Type[]
{
    typeof(object).MakeByRefType(), typeof(object)
};
private static SetterDelegate CreateSetMethod(MemberInfo memberInfo)
{
    Type ParamType;
    if (memberInfo is PropertyInfo)
        ParamType = ((PropertyInfo)memberInfo).PropertyType;
    else if (memberInfo is FieldInfo)
        ParamType = ((FieldInfo)memberInfo).FieldType;
    else
        throw new Exception("Can only create set methods for properties and fields.");

    DynamicMethod setter = new DynamicMethod(
        "",
        typeof(void),
        ParamTypes,
        memberInfo.ReflectedType.Module,
        true);
    ILGenerator generator = setter.GetILGenerator();
    generator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
    generator.Emit(OpCodes.Ldind_Ref);

    if (memberInfo.DeclaringType.IsValueType)
    {
#if UNSAFE_IL
        generator.Emit(OpCodes.Unbox, memberInfo.DeclaringType);
#else
        generator.DeclareLocal(memberInfo.DeclaringType.MakeByRefType());
        generator.Emit(OpCodes.Unbox, memberInfo.DeclaringType);
        generator.Emit(OpCodes.Stloc_0);
        generator.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
#endif // UNSAFE_IL
    }

    generator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
    if (ParamType.IsValueType)
        generator.Emit(OpCodes.Unbox_Any, ParamType);

    if (memberInfo is PropertyInfo)
        generator.Emit(OpCodes.Callvirt, ((PropertyInfo)memberInfo).GetSetMethod());
    else if (memberInfo is FieldInfo)
        generator.Emit(OpCodes.Stfld, (FieldInfo)memberInfo);

    if (memberInfo.DeclaringType.IsValueType)
    {
#if !UNSAFE_IL
        generator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        generator.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
        generator.Emit(OpCodes.Ldobj, memberInfo.DeclaringType);
        generator.Emit(OpCodes.Box, memberInfo.DeclaringType);
        generator.Emit(OpCodes.Stind_Ref);
#endif // UNSAFE_IL
    }
    generator.Emit(OpCodes.Ret);

    return (SetterDelegate)setter.CreateDelegate(typeof(SetterDelegate));
}

注意这里的“#if UNSAFE_IL”。我其实想出了两种方法，但第一种是真的...引用Ecma-335，IL的标准文档：
“与box不同，复制值类型以在对象中使用时需要box，而从对象复制值类型时不需要unbox。通常，它只是计算已经存在于装箱对象内部的值类型的地址。
因此，如果你想玩危险的游戏，你可以使用OpCodes.Unbox将对象句柄更改为指向结构的指针，然后可以将其用作Stfld或Callvirt的第一个参数。这样做实际上会在适当的位置修改结构体，甚至不需要通过ref传递目标对象。
但是，请注意，该标准并不保证Unbox将为您提供一个指向盒装版本的指针。特别是，它建议Nullable<>可以导致Unbox创建副本。无论如何，如果发生这种情况，您可能会得到一个无声的失败，它在本地副本上设置字段或属性值，然后立即丢弃。
因此，安全的方法是通过ref传递对象，将地址存储在局部变量中，进行修改，然后将结果重新装箱并将其放回ByRef对象参数中。
我做了一些粗略的计时，调用每个版本10，000，000次，使用2种不同的结构：
包含1个字段的结构：.46 s“不安全”委托.70 s“安全”委托4.5 s FieldInfo.SetValue
包含4个字段的结构：.46 s“不安全”委托.88 s“安全”委托4.5 s FieldInfo.SetValue
请注意，装箱使“安全”版本的速度随着结构大小而降低，而其他两种方法不受结构大小的影响。我想在某个时候装箱成本会超过反射成本。但我不相信“不安全”的版本在任何重要的能力。

赞(0）回复(0）举报 2023-05-23

vohkndzv3#

经过一些实验：

public delegate void ClassFieldSetter<in T, in TValue>(T target, TValue value) where T : class;

public delegate void StructFieldSetter<T, in TValue>(ref T target, TValue value) where T : struct;

public static class FieldSetterCreator
{
    public static ClassFieldSetter<T, TValue> CreateClassFieldSetter<T, TValue>(FieldInfo field)
        where T : class
    {
        return CreateSetter<T, TValue, ClassFieldSetter<T, TValue>>(field);
    }

    public static StructFieldSetter<T, TValue> CreateStructFieldSetter<T, TValue>(FieldInfo field)
        where T : struct
    {
        return CreateSetter<T, TValue, StructFieldSetter<T, TValue>>(field);
    }

    private static TDelegate CreateSetter<T, TValue, TDelegate>(FieldInfo field)
    {
        return (TDelegate)(object)CreateSetter(field, typeof(T), typeof(TValue), typeof(TDelegate));
    }

    private static Delegate CreateSetter(FieldInfo field, Type instanceType, Type valueType, Type delegateType)
    {
        if (!field.DeclaringType.IsAssignableFrom(instanceType))
            throw new ArgumentException("The field is declared it different type");
        if (!field.FieldType.IsAssignableFrom(valueType))
            throw new ArgumentException("The field type is not assignable from the value");

        var paramType = instanceType.IsValueType ? instanceType.MakeByRefType() : instanceType;
        var setter = new DynamicMethod("", typeof(void),
                                        new[] { paramType, valueType },
                                        field.DeclaringType.Module, true);

        var generator = setter.GetILGenerator();
        generator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        generator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
        generator.Emit(OpCodes.Stfld, field);
        generator.Emit(OpCodes.Ret);

        return setter.CreateDelegate(delegateType);
    }
}

与表达式树方法的主要区别在于只读字段也可以更改。

赞(0）回复(0）举报 2023-05-23

cbeh67ev4#

下面的代码适用于结构体而不使用ref：

private Action<object, object> CreateSetter(FieldInfo field)
{
    var instance = Expression.Parameter(typeof(object));
    var value = Expression.Parameter(typeof(object));

    var body =
        Expression.Block(typeof(void),
            Expression.Assign(
                Expression.Field(
                    Expression.Unbox(instance, field.DeclaringType),
                    field),
                Expression.Convert(value, field.FieldType)));

    return (Action<object, object>)Expression.Lambda(body, instance, value).Compile();
}

下面是我的测试代码：

public struct MockStruct
{
    public int[] Values;
}

[TestMethod]
public void MyTestMethod()
{
    var field = typeof(MockStruct).GetField(nameof(MockStruct.Values));
    var setter = CreateSetter(field);
    object mock = new MockStruct(); //note the boxing here. 
    setter(mock, new[] { 1, 2, 3 });
    var result = ((MockStruct)mock).Values; 
    Assert.IsNotNull(result);
    Assert.IsTrue(new[] { 1, 2, 3 }.SequenceEqual(result));
}

赞(0）回复(0）举报 2023-05-23

lf5gs5x25#

你可能想看看动态方法（反射不一定很慢！）...
Gerhard对此有一个很好的文章：http://jachman.wordpress.com/2006/08/22/2000-faster-using-dynamic-method-calls/（已存档here。）

赞(0）回复(0）举报 2023-05-23

jvidinwx6#

您可以相当容易地修改它以使用结构。它目前是基于字典的，但你的情况更容易。
http://www.damonpayne.com/2009/09/07/TwoWayBindingToNameValuePairs.aspx

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