[读行者][学习LinqExpression和Reflection(Emit)…

2018-06-22 06:36:24来源：未知阅读 ()

前言

关于”读行者“

俗语有云:"读万卷书，行万里路“。多读一些优秀代码，不仅可以锻炼我们读代码的能力（便于维护或相互交流），还可以吸取很多我们成长所需的知识点。多读，才能开阔我们的眼界，才能在我们小有所成沾沾自喜时提醒我们：前面的路还很长。

阅读是一种探索式的学习，你可以针对demo中的知识点有选择的研究；如果我们阅读的是一个project，还可以断点调试，更改前后条件，验证自己对API的猜想和加深理解。这些都比直接查阅API文档和看书效果好很多。另外，如果觉得对自己有帮助和启发的代码，还可以存下来，作为自己的积累，供今后查阅和调用。

如果有时间，我将不定期分享一些读书笔记，放在此类别下。如果有兴趣，不妨一起”读“吧。

Demo 地址: Fluent Method and Type Builder(自己下载）

研究目的: 进阶学习Linq.Expression和System.Reflection和System.Reflection.Emit。同时这个工具在动态创建方法和类型时（如AOP），也十分有用。

点1：为什么方法中：

string fileName = null;

var method = 
  new FluentMethodBuilder(typeof(void)).
  AddParameter(() => fileName).

的表达式“() => fileName”，在AddParameter中访问时，表达式的类型是MemberExpression并且 Expression.Member.MemberType=MemberType.Field? 'fileName'明明是一个局部变量呀？

答案：见StackOverFlow

class C
{
  void M()
  {
    int x = 1;
    Func<int, int> f = y=>x+y;
  }  
}

实际上被编译成了：

class C
{
  private class DisplayClass
  {
    public int x;
    public int AnonymousMethod(int y)
    { 
      return this.x + y;
    }
  }
  void M()
  {
    C.DisplayClass d = new C.DisplayClass();
    d.x = 1;
    Func<int, int> f = d.AnonymousMethod;
  }
}

点2： MemberExpression的基本属性：MSDN

Member: 获取表达式指向的属性或字段 [和System.Reflection第一次交互，返回类型为System.Reflection.MemberInfo]

Expression: 获取包含表达式指向的属性或字段的object

Type: 表达式里的委托的类型

NodeType: 对表达式的类型的细分，在二元操作表达式时需要用到以细分为加，减等。

断点调试中发现：

Expression: （）=>xxx.fileName NodeType是 Lambda

Expression.Body xxx.fileName NodeType是MemberAccess

Body.Expression xxx NodeType是Constant

((ConstantExpression)Body.Expression).Value可以访问xxx对象，通过watch窗口，可以查看这个匿名类的属性，证明1中的结论）

点3： ParameterExpression

IsByRef: 是否是引用类型

Name: 参数名称

产生： Expression.Parameter(fieldType, fieldName)或 Expression.Variable(fieldType, fieldName)

额外学习点：

a.生成ref参数类型: fieldType = fieldType.MakeByRefType();

b.装箱类型： fieldType = typeof(Box<>).MakeGenericType(fieldType); （联想typeof(Nullable<>).MakeGenericType）。（如果是要从泛型类型”Box<x>“中获取Box<>类型呢？其实代码中有）

点4： Using的实现

var result =
                Expression.Block
                (
                    new ParameterExpression[]{otherVariable},
                    Expression.Assign(otherVariable, _usingValue),
                    Expression.Assign(_usingVariable, otherVariable),
                    Expression.TryFinally
                    (
                        base._CompileToExpression(),
                        Expression.IfThen
                        (
                            Expression.NotEqual(otherVariable, Expression.Constant(null)),
                            Expression.Block
                            (
                                Expression.Assign(_usingVariable, Expression.Constant(null, _usingVariable.Type)),
                                Expression.Call(otherVariable, _disposeMethod)
                            )
                        )
                    )
                );

可以看见Using语句的实现，在LinqExpression中本质上使用的是TryFinally(expBody,expFinally)。

额外知识点：

a. Expression可以把语句组装起来一起执行；

b. 赋值操作和If语句的实现： Expression.Assign和Expression.IfThen。 Demo中_usingValue的类型为MemberAccess, 即xxx.StreamReader；

c. 和System.Reflection的第二次交互: Expression.Call(varableExp, methodInfo)。

点5：循环语句的实现

var innerBody = base._CompileToExpression();
            var result =
                Expression.Block
                (
                    Expression.Label(ContinueTarget),
                    innerBody,
                    Expression.Goto(ContinueTarget),
                    Expression.Label(BreakTarget)
                );

            return result;

可以发现，循环语句本年是通过GoTo实现的，在循环体的入口和出口创建两个Label, 执行完后让程序跳转到循环体的入口；如果执行过程中要中断程序，刚跳转至循环语句的出口。

那么，在innerBody中，必然有跳转到Break处的语句，这可以从Break（）方法看到：

_IBlockBuilder instance = this;
while(instance != null)
{
    _ILoop loop = instance as _ILoop;
    if (loop != null)
    {
        var gotoExpression = Expression.Goto(loop.BreakTarget);
        var statement = new _Expression(gotoExpression);
        _statements.Add(statement);
        return _this;
    }

    instance = instance.Parent as _IBlockBuilder;
}

其流程也需要注意一下：从当前的Block级语句中逐级往上遍历，利用Goto BreakTarget中断离当前块最近的一级Loop循环。

点6： Expression Visitor

在FluentMethodBuilder的372行有这样一句：

body = _visitor.Visit(body);

大致看下其中的代码，尤其是VisitMember方法，好像就是在根据节点在上下文中找对应的表达式。不要它行不行？肯定不行，否则作者不会写它。

那么它到底是干啥的呢？

先把它注了看看：再F5，会报一个错误，差不多是说streamreader的参数path不能为null。好像是赋的值没有传过去，但具体这又是为什么呢？

取消先前的注释，打个断点在"visit"语句之前和之后，查看一下body的DebugView，对比一下可以发现(以第5行代码为例)：

  //visit之前
   $var1 = .New System.IO.StreamReader(.Constant<TypeBuildingSample.Program+<>c__DisplayClass0>(TypeBuildingSample.Program+<>c__DisplayClass0).fileName)
       
   //visit之后
   $var1 = .New System.IO.StreamReader($fileName);

这就是为什么不被visit，执行method时会报参数为null的错误的元凶了。因为之前使用的仍然是匿名类的fileName字段，而非我们传进去的参数!

再想想之前的代码：Using(() => streamReader, () => new StreamReader(fileName))，把局部变量传给了StreamReader作参数，不visit当然会出现那样的语句。

那么不使用局部变量呢？也不行，因为我们在一个方法的外部无法访问它自身的局部变量，所以作者先以上级方法的局部变量代替之，然后再把用Visitor把它恢复为“真正的局部变量”，不用再依赖上级方法中的局部变量而存在了。

所以ExpressionVisitor到底是干啥的，从这里可以看出：它可以遍历和修改Linq Expression中的子元素（语法树的子节点）。

点7：连缀写法的实现及整体实现

首先是设计模式，整体使用组合模式，产生树状体系。子节点实现了ICompile接口，每生成一个新的节点，都会添加到父级节点的statements中，最终遍历至根结点，生成总的 statements。如果我们正向划分也会发现：一个类可以划分为属性，方法，字段，事件的代码等，方法的代码又可以划分为循环块，条件块，using 块等，这些块又可以相互嵌套。。。

连缀写法的实现是通过EndXXX（）方法实现的，通过此方法将子节点的上级节点返回，这样可以继续调用父级节点的成员而不必中断语句。

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