C++的性能C#的產能?!

2019-11-17 03:09:01

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C++的性能C#的產能?! - .Net Native 系列五：.Net Native與反射

　　此系列系小九的學堂原創翻譯，翻譯自微軟官方開發向導，一共分為六個主題。本文是第五個主題：.Net Native與反射。

　　向導文鏈接：《C++的性能C#的產能?! - .Net Native 系列：開發向導》

　　[小九的學堂，致力于以平凡的語言描述不平凡的技術。如要轉載，請注明來源：小九的學堂。VEVb.com/xfuture]

　　原文：Reflection and .NET Native

　.NET Native與反射

.NET Framework 4.5

小貼士
這個主題依賴于預發行的.net native開發者預覽版。下載地址：Microsoft Connect website. 友情提示需要注冊..

　　.NET Framework框架可以通過反射機制來進行元編程（在編譯時完成部分本應在運行時完成的工作，可提高工作效率）。反射可以動態地創建類型的實例，將類型綁定到現有對象，或從現有對象中獲取類型。然后，可以調用類型的方法或訪問其字段和屬性。支持序列化和反序列化，它支持一個對象的字段先被持久化之后再進行恢復。.NET Framework運行時just-in-time編譯器可以基于可用的元數據來生成本地機器碼。　

　　.NET native運行時并不包含JIT編譯器，所以其編譯的機器碼必須是提前生成的。當然有一系列的方法來測試哪些代碼是已經生成的，但是這些規則并不能涵蓋所有的元編程場景。所以需要在運行時提供指令來進行搜索元編程。同時.NET Native并不能將.NET Framework下的私有成員編譯。

　　下面將介紹如何使用基于反射的API和運行時指令xml文件的配置：

　　基于反射的API

　　在一些情況下你并不能得知代碼中使用了反射而且.NET Native工具并不會保留運行時需要的元數據。本主題所涵蓋的API并不能視為反射的API，但他們是基于反射來執行的。如果你使用這些API的話，需要添加一些信息來運行指令.rd.xml文件，這樣就能正常調用這些API，而且不會導致MissingMetadataException的異常。

　　例如：Type.MakeGenericType method

　　通過調用這個方法可以在運行時動態生成泛型AppClass<T>

var t = Type.GetType("App1.AppClass`1", true);Type[] typeArgs = {typeof(int)};Type t2 = t.MakeGenericType(typeArgs);Activator.CreateInstance(t2);

　　為使該代碼能夠成功運行，需要一些元數據支持。首先是在.rd.xml中添加對AppClass<T>的泛型支持

<Type Name="App1.AppClass`1" Browse="Required PublicAndInternal" />

　　添加后在.NET Framework下就可以調用Type.GetType()方法來獲得對象類型了。

　　但在.NET Native下調用就會拋出MissingMetadataException的異常。

This Operation cannot be carried out as metadata for the following type was removed for performance reasons:App1.AppClass`1<System.Int32>.

　　你可以在運行時指令文件(.rd.xml)添加下面運行指令來激活對Int32的支持：

<TypeInstantiation Name="App1.AppClass" Arguments="System.Int32"                    Activate="Required Public" />

　不同的實例需要不同的指令，添加后就能正常運行。

　　類似的方法還有：MethodInfo.MakeGenericMethod method, Array.CreateInstance and Type.MakeTypeArray methods

　所以，在依賴反射的方法使用時，需要添加對反射類型的支持的指令才可以使用。

　 運行時指令文件(.rd.xml)配置　

　　運行時指令文件(.rd.xml)是一個xml配置的文件，指定了配置的程序元素是否可用于反射。下面是該文件的一個樣例。

<Directives xmlns="http://schemas.microsoft.com/netfx/2013/01/metadata"><application>  <Namespace Name="Contoso.Cloud.AppServices" Serialize="Required Public" />  <Namespace Name="ContosoClient.ViewModels" Serialize="Required Public" />  <Namespace Name="ContosoClient.DataModel" Serialize="Required Public" />  <Namespace Name="Contoso.Reader.UtilityLib" Serialize="Required Public" />  <Namespace Name="System.Collections.ObjectModel" >    <TypeInstantiation Name="ObservableCollection"           Arguments="ContosoClient.DataModel.　　文件結構：
　　該文件在 http://schemas.microsoft.com/netfx/2013/01/metadata命名空間下。
　　根元素Directives是指令元素，可以包含一個或者多個Library元素和零個或者一個Application元素，結構如下
　　
Directives [1:1]          Application [0:1]                     Assembly [0:M]                                Namespace [0:M]                                      . . .                                 Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                      Namespace [0:M]                                Namespace [0:M]                                      . . .                                 Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                       . . .                      Type [0:M]                                Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                                  GenericParameter [0:M]                                Method [0:M]                                       Parameter [0:M] ¶                                      TypeParameter [0:M]                                     GenericParameter [0:M]                                MethodInstantiation (constructed generic method) [0:M]                                 Property [0:M]                                Field [0:M]                                Event [0:M]                     TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                                 Method [0:M]¶                                       Parameter [0:M] ¶                                      TypeParameter [0:M]                                     GenericParameter [0:M]                                MethodInstantiation (constructed generic method) [0:M]                                Property [0:M]                                Field [0:M]                                Event [0:M]          Library [0:M]                     Assembly [0:M]                                Namespace [0:M]                                      . . .                                 Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                      Namespace [0:M]                                Namespace [0:M]                                      . . .                                 Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                       . . .                      Type [0:M]                                Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                                 GenericParameter [0:M]                                Method [0:M]                                MethodInstantiation (constructed generic method) [0:M]                                 Property [0:M]                                Field [0:M]                                Event [0:M]                     TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                Type [0:M]                                      . . .                                 TypeInstantiation (constructed generic type) [0:M]                                      . . .                                 Method [0:M]                                MethodInstantiation (constructed generic method) [0:M]                                Property [0:M]                                Field [0:M]                                Event [0:M]
　　
<Directives xmlns="http://schemas.microsoft.com/netfx/2013/01/metadata">  <Application>     <!-- Child elements go here -->    </Application>  <Lib