Question

假设我有以下代码使用反射更新struct的字段。由于struct实例被复制到DynamicUpdate方法，it needs to be boxed to an object before being passed。

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，我想生成一些直接修改id字段的CIL，并将该CIL转换为可重用的委托（例如，使用动态方法功能）。特别是，我想用s / t替换上面的代码：

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：有没有办法通过以下方法之一实现CreateSetIdDelegate除外？

生成使用反射调用setter的CIL（作为本文中的第一个代码段）。这没有任何意义，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。
使用签名为Action<object, object>的自定义委托，而不是使用public delegate void Setter(ref object target, object value)。
使用Action<object, object>而不是使用Action<object[], object>，而数组的第一个元素是目标对象。

我不喜欢2＆amp; 3是因为我不想为对象的setter和struct的setter设置不同的委托（以及不希望使set-object-field委托更复杂，例如Action<object, object>）。我认为CreateSetIdDelegate的实现会根据目标类型是struct还是object来生成不同的CIL，但我希望它返回向用户提供相同API的同一委托。

Answer 1

再次编辑：现在可以使用结构。

在C＃4中有一种很棒的方法可以做到这一点，但在此之前你必须为自己编写ILGenerator个发射代码。他们在.NET Framework 4中添加了ExpressionType.Assign。

这适用于C＃4（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);
}

Answer 2

我遇到了类似的问题，它花了我一个周末的大部分时间，但经过大量搜索，阅读和反汇编C＃测试项目后，我终于弄明白了。此版本仅需要.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));
}

请注意那里的“#if UNSAFE_IL”内容。我实际上提出了两种方法来实现它，但第一种方法真的是... hackish。引用Ecma-335，IL的标准文件：

“与为了在对象中使用值类型的副本所需的box不同，unbox不需要从对象复制值类型。通常它只是计算已经存在的值类型的地址出现在盒装物体内部。“

因此，如果您想要危险地玩，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。这样做实际上最终会修改结构，你甚至不需要通过ref传递目标对象。

但请注意，标准并不保证Unbox会为您提供指向盒装版本的指针。特别地，它表明Nullable＆lt; Nullable＆gt;可以导致Unbox创建副本。无论如何，如果发生这种情况，您可能会收到静默失败，它会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，然后重新生成结果并将其放回ByRef对象参数中。

我做了一些粗略的时间，每个版本调用10,000,000次，有两种不同的结构：

具有1个字段的结构： .46 s“不安全”的代表 .70 s“安全”代表 4.5 s FieldInfo.SetValue

包含4个字段的结构： .46 s“不安全”的代表 .88 s“安全”代表 4.5 s FieldInfo.SetValue

请注意，装箱使“安全”版本速度随结构大小减小，而其他两种方法不受结构大小的影响。我想在某些时候拳击成本会超过反射成本。但我不相信任何重要的“不安全”版本。

Answer 3

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。

Answer 4

此代码适用于不使用ref的结构：

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();
}

这是我的测试代码：

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));
}

Answer 5

你可能想看一下动态方法（反射不一定要慢！）......

Gerhard有一篇很好的帖子：http://jachman.wordpress.com/2006/08/22/2000-faster-using-dynamic-method-calls/

Answer 6

您可以相当轻松地修改它以使用结构。它目前基于字典，但您的情况更容易。

http://www.damonpayne.com/2009/09/07/TwoWayBindingToNameValuePairs.aspx

生成动态方法以设置结构的字段而不是使用反射

6 个答案: