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【类型转换】使用c#实现简易的类型转换(Emit，Expression，反射) - 四处观察
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【类型转换】使用c#实现简易的类型转换(Emit，Expression，反射)
哈喽。大家好，好久不见，最近遇到了一个场景，就是在FrameWork的asp.net mvc中，有个系统里面使用的是EntityFramework的框架，在这个框架里，提供了一个SqlQuery的方法，这个方法很好用啊，以至于在EFCORE8里面又添加了回来，不过不知道性能怎么样，我遇到的场景是通过SqlQuery查询的时候，转换很慢，我估计那背后大概率是使用反射造成的， 因为我的查询可能有上十万，甚至更多，就导致了这个转换的过程及其耗时，以至于刚开始我是想通过Emit等方式去实现一个高性能转换，可是到最后没有去弄，因为我用了DataCommand去查询，最后循环DataReader来实现硬赋值，这样性能是最好，一下减少了好多秒，提升了80%，但也给了我一个灵感，一个实现简易的类型转换的灵感，所以在上周我就把代码写了出来，不过由于工作的忙碌，今天才开始写博客，接下来就呈上。
对了，有关EMIT和表达式树的知识，诸位可以看我之前的博客表达式树,IL。其中IL有两合集。
众所周知，我们的c#代码在编译器编译，都会编译成IL代码，最后再去通过JIT转化为机器码，运行在系统中去的，所以IL代码的性能是比c#代码高的，同时，学习的成本，编写的成本也是机器高，我也是在自己感兴趣，瞎琢磨，就会了一丝丝皮毛，很多人说IL难写，其实，对于代码中的Opcodes那些，我只记一些常用的，对于剩下的，我都是在写的时候才去看文档，总之呢，要学的东西有很多，但掌握了学习的方法，才是持之以恒的手段。
接下来，就呈上IL代码，分为两部分，一个是List转List，一个是实体转实体的。
在这几个例子中，所有的前提都是实体的属性名称是一样的，如果需要扩展类型不一样，或者哪些不转换，从哪个属性转换到哪个属性，就需要各位自己去扩展了，本来我是想写这些的，，但是懒癌犯了，哈哈哈哈，需要各位看官自己动手了，以下代码，除了反射，其他的我都加了注释，反射大家都看得懂。
在下面的第一个方法，我们定义了执行转换集合的方法，并返回了一个委托，我们在实际开发中，都可以返回委托，最终可以将方法缓存起来，这样在后续的时候直接调用，性能提升爆炸，因为你每次创建Emit方法的时候，耗时也会挺长的，在有时候，像哪些主流的Mapper，他们内部肯定都做了缓存。下面的集合转集合，大致的原理代码就是定义一个方法ConvertToType，返回类型是List<TR>，入参是List<T>,然后定义循环的开始结束变量，以及最终返回结果集，还有循环内部的时候，我们创建的变量，最终将这个变量添加到返回的结果集中，在往下就是拿入参集合的数量，定义循环开始和结束的label，在往下走就是，初始化返回值集合，赋值给本地的localRes变量，将0赋值给开始循环的变量，也就是for(int i=0)，下面就是给结束的循环值赋值为入参集合的Count。
下面的代码每行基本都有注释，所以我在这里也不做过多的讲解。
集合和单个的区别就在于集合是多了一个循环的主体，其他都和单个是一样的，以及集合的代码块中，我没有添加try catch的代码块。
internal class EmitExecute<T, TR> : IExecute<T, TR> where T : class where TR : class, new()
{
public Func<List<T>, List<TR>> ExecuteList()
{
var dynamicMethod = new DynamicMethod("ConvertToType", typeof(List<TR>), new Type[] { typeof(List<T>) });
#region 变量定义
var ilMethod = dynamicMethod.GetILGenerator();
var localBegin = ilMethod.DeclareLocal(typeof(int));//定义循环开始变量
var localEnd = ilMethod.DeclareLocal(typeof(int));//结束变量
var localres = ilMethod.DeclareLocal(typeof(List<TR>));//返回值
var localSignleRes = ilMethod.DeclareLocal(typeof(TR));//变量
var countMethod = typeof(List<T>).GetProperty("Count").GetGetMethod();
#endregion
var labelXunhuan = ilMethod.DefineLabel();//定义循环主体
var labelEnd = ilMethod.DefineLabel();//定义结束标签主体
#region 实例化返回值
ilMethod.Emit(OpCodes.Nop);
ilMethod.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(List<TR>).GetConstructor(Type.EmptyTypes));//初始化返回值变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localres);//结果赋值给返回值变量变量
#endregion
#region 给循环的起始变量赋值 0是开始，count是获取的入参的集合的count
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);//将0加载到栈上
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localBegin);//给循环的开始值begin赋值0
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldarg_0);//加载入参
ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, countMethod);//将入参的count加载到栈上
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localEnd);//给结束变量赋值为集合的count
ilMethod.Emit(OpCodes.Br, labelXunhuan);//无条件跳转到循环的label，即开始循环
#endregion
#region 循环结束标签
ilMethod.MarkLabel(labelEnd);//标记这段代码是labelend的代码
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localres);//加载返回值变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Ret);//返回
#endregion
#region 循环主体
ilMethod.MarkLabel(labelXunhuan);//标记是labelbegin的代码
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localBegin);//从栈中加载开始变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localEnd);//从栈中加载结束变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Bge, labelEnd);//比较第0个是否小于等于第一个
//ilMethod.Emit(OpCodes.Call, typeof(List<People>).GetMethod("Add"));
ilMethod.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(TR).GetConstructor(Type.EmptyTypes));//创建people的实例化
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localSignleRes);//结果赋值people变量
var properties = typeof(T).GetProperties().Where(s => typeof(TR).GetProperties().Any(a => a.Name == s.Name)).ToList();
if (properties != null)
{
foreach (var item in properties)
{
var getMethod = typeof(T).GetProperty(item.Name).GetGetMethod();//获取list【i】的species属性
var setMethod = typeof(TR).GetProperty(item.Name).GetSetMethod();
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localSignleRes);//加载定义好的people
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldarg_0);//加载入参
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localBegin);//加载循环的开始变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(List<T>).GetMethod("get_Item"));// 调用 List<Animal>.get_Item 方法，将结果压入栈顶
ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, getMethod);//拿到getitem的返回值的species属性
ilMethod.Emit(OpCodes.Call, setMethod);//给people的species属性赋值
}
}
//ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localPeople);//加载定义好的people
//ilMethod.Emit(OpCodes.Ldarg_0);//加载入参
//ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localBegin);//加载循环的开始变量
//ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(List<T>).GetMethod("get_Item"));// 调用 List<Animal>.get_Item 方法，将结果压入栈顶
//ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, getAMethod);//拿到getitem的返回值的species属性
//ilMethod.Emit(OpCodes.Call, property);//给people的species属性赋值
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localres);//加载返回值
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localSignleRes);//加载people
ilMethod.Emit(OpCodes.Call, typeof(List<TR>).GetMethod("Add"));//将people添加道返回值
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);//将1加载到栈上
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localBegin);//从栈中加载开始变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Add);//相加
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localBegin);//结果赋值给本地0个局部变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Br, labelXunhuan);
#endregion
var func = dynamicMethod.CreateDelegate<Func<List<T>,List<TR>>>();
return func;
}
public Func<T, TR> ExecuteSingle()
{
var dynamicMethod = new DynamicMethod("ConvertToType", typeof(TR), new Type[] { typeof(T) });
var method = typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) });//输出字符串
var ilMethod = dynamicMethod.GetILGenerator();
var localRes = ilMethod.DeclareLocal(typeof(TR));//变量
var ex = typeof(Exception);
var localEx = ilMethod.DeclareLocal(ex);
var str = typeof(Exception).GetMethod("ToString");
ilMethod.Emit(OpCodes.Nop);
ilMethod.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(TR).GetConstructor(Type.EmptyTypes));//初始化返回值变量 new tr();
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localRes);//结果赋值给返回值变量变量var tr=new tr();
var properties = typeof(T).GetProperties().Where(s => typeof(TR).GetProperties().Any(a => a.Name == s.Name)).ToList();
if (properties != null)
{
ilMethod.BeginExceptionBlock();//try
foreach (var item in properties)
{
var getMethod = typeof(T).GetProperty(item.Name).GetGetMethod();//获取list【i】的species属性
var setMethod = typeof(TR).GetProperty(item.Name).GetSetMethod();
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localRes);//加载定义好的people
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldarg_0);//加载入参
ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, getMethod);//拿到getitem的返回值的species属性
ilMethod.Emit(OpCodes.Call, setMethod);//给people的species属性赋值
}
ilMethod.BeginCatchBlock(ex);
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localEx);// 将异常的ex赋值给我们的本地变量ex
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localEx);//加载ex变量
ilMethod.Emit(OpCodes.Callvirt, str);//调用tostring（）
ilMethod.Emit(OpCodes.Call, method);//调用console.writeline方法打印出异常信息
ilMethod.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(TR).GetConstructor(Type.EmptyTypes));
ilMethod.Emit(OpCodes.Stloc, localRes);//结果赋值给返回值变量变量
ilMethod.EndExceptionBlock();
}
ilMethod.Emit(OpCodes.Ldloc, localRes);//加载返回值
ilMethod.Emit(OpCodes.Ret);
var func = dynamicMethod.CreateDelegate<Func<T, TR>>();
return func;
}
}
}
Expression
接下来，是表达式树的实现方式，表达式树的其实和Emit的我感觉都差不多，不过和emit相比，肯定大家都喜欢写Expression，毕竟是c#代码，写起来比较舒适，在下面代码就是定义了入参的source，以及从source那指定索引的item，以及返回值res，异常的定义和异常的message，在下面就是循环两个公共属性的信息，调用bind方法，从item的里面拿出sourceproperty的属性和targetproperty绑定，然后给res初始化，设置他的count为source的count，并且判断如果source长度是0，就直接返回一个空的集合，下面有一个构造循环的方法，判断index是否小于集合的count，如果不成立，直接调用break标签，也就是我们的break关键字，如果成立，拿出对应的item，然后调用了MemberInit方法，初始化了一个TR，然后调用Add方法添加到返回的结果集合中，这样就实现了一个一个的转换，最后将所有的表达式整合为一个代码块，通过Block再加入Try Catch，最终编译成一个Func的委托。下面的单个的原理也是一样的。
internal class ExpressionExecute<T, TR> : IExecute<T, TR> where T : class where TR : class, new()
{
private List<PropertyInfo> properties;
public ExpressionExecute()
{
properties = typeof(TR).GetProperties().Where(s => typeof(T).GetProperties().Any(a => a.Name == s.Name)).ToList();//获取相同的属性名称
}
public Func<List<T>, List<TR>> ExecuteList()
{ var sourceParam = Expression.Parameter(typeof(List<T>), "source");//定义入参
var itemVar = Expression.Variable(typeof(T), "item");//定义从集合获取的item变量
var resVar = Expression.Variable(typeof(List<TR>), "res");//定义返回的结果变量
var ex = Expression.Variable(typeof(Exception), "ex");
var msg = Expression.Property(ex, "Message");
var method = typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) });
var memberBindings = new List<MemberBinding>();//memberbind
var listExpressions = new List<Expression>();//expression
foreach (var property in properties)
{
var sourceProperty = typeof(T).GetProperty(property.Name);
var targetProperty = typeof(TR).GetProperty(property.Name);
if (sourceProperty.PropertyType == targetProperty.PropertyType)//判断类型
{
memberBindings.Add(Expression.Bind(targetProperty, Expression.Property(itemVar, sourceProperty)));//相等直接bind add
}
}
listExpressions.Add(Expression.Assign(resVar, Expression.New(typeof(List<TR>))));//设置res=new list<tr>
listExpressions.Add(Expression.Assign(Expression.Property(resVar, "Capacity"), Expression.Property(sourceParam, "Count"))); //设置res.count==入参的count
var indexVar = Expression.Variable(typeof(int), "index");//循环索引
var breakLabel = Expression.Label("LoopBreak");//break标签
listExpressions.Add(Expression.IfThen(
Expression.Equal(Expression.Property(sourceParam, "Count"), Expression.Constant(0)),//如果source.cout==0
Expression.Return(breakLabel, resVar, typeof(List<TR>)) //直接 break 返回res
));
//构造循环
var innerLoop = CreateLoop(indexVar, sourceParam, itemVar,resVar,memberBindings,breakLabel);
listExpressions.AddRange(new Expression[] { innerLoop , Expression.Label(breakLabel) , resVar });
var body = Expression.Block(new[] { itemVar, indexVar, resVar }, listExpressions);//整合一个代码块
var tryCatch = Expression.TryCatch(body, new CatchBlock[] { Expression.Catch(ex, Expression.Block(Expression.Call(null, method, msg), Expression.New(typeof(List<TR>)))) });//try catch
var lambda = Expression.Lambda<Func<List<T>, List<TR>>>(tryCatch, sourceParam);
return lambda.Compile();
}
private LoopExpression CreateLoop(ParameterExpression indexVar,ParameterExpression sourceParam,ParameterExpression itemVar,ParameterExpression resVar,List<MemberBinding> memberBindings,LabelTarget breakLabel)
{
var addMethod = typeof(List<TR>).GetMethod("Add");//结果集的add方法
return Expression.Loop(
Expression.IfThenElse(//如果index <count 进入block
Expression.LessThan(indexVar, Expression.Property(sourceParam, "Count")),
Expression.Block(
Expression.Assign(itemVar, Expression.Property(sourceParam, "Item", indexVar)),//设置item=source【index】
Expression.Call(resVar, addMethod, Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TR)), memberBindings)),//调用res.add方法
Expression.PostIncrementAssign(indexVar)//index=index+1
),
Expression.Break(breakLabel)//如果index<count不成立，直接中断循环
)
);
}
public Func<T, TR> ExecuteSingle()
{
var express = Expression.Parameter(typeof(T), "source");
var memberBindings = new List<MemberBinding>();//memberbing
var list = new List<Expression>();
var action = new Func<string, string>(s => {
return typeof(TR).GetProperty(s).Name;
});//根据属性名称获取属性，由于property第二个参数必须 string or method，下方就只有他通过call的方式获取属性的name名称
int ipropertydx = 0;//相同属性遍历所以
memberBindings.Clear();
var peoples = Expression.New(typeof(TR));//创建新的tr实例
foreach (var item in properties)//属性遍历
{
var property = Expression.Property(peoples, item.Name);//获取tr实例属性
var memberInfo = typeof(TR).GetMember(item.Name).FirstOrDefault(); // 获取 MemberInfo 对象
if (memberInfo != null)
{
var assignment = Expression.Bind(//将属性和source[index].属性关联起来
memberInfo, Expression.Property( //获取source的属性
express,
//调用上面的委托返回要拿的属性名称也就是A.name=B.name
Expression.Lambda<Func<string>>(
Expression.Call(Expression.Constant(action.Target), action.Method, //调用action拿名称
Expression.Property(
Expression.ArrayIndex(Expression.Constant(properties.ToArray()), Expression.Constant(ipropertydx)), "Name")//获取properties的第ipropertydx的name名称
)
).Compile() //编译为func《string》委托
()
));
memberBindings.Add(assignment);//将每个people的每个属性赋值的assignment添加进去
ipropertydx++;
}
}
var memberInit = Expression.MemberInit(peoples, memberBindings);//将peoples初始化 初始化绑定的每一个成员
var func = Expression.Lambda<Func<T, TR>>(memberInit, express).Compile();//编译为委托
return func;
}
}
反正，反射是很耗时的，少量情况还好，大量并不建议使用，虽然很好用，这里我也只是做一个例子，让我自己用，肯定优选前面两个，这个代码更不用讲了，懂得都懂，
internal class ReflectionExecute<T, TR> : IExecute<T, TR> where T : class where TR : class,new()
{
public Func<List<T>, List<TR>> ExecuteList()
{
var res = new Func<List<T>, List<TR>>(s =>
{
var resList = new List<TR>();
var properties = typeof(T).GetProperties().Where(s => typeof(TR).GetProperties().Any(a => a.Name == s.Name)).ToList();//获取相同的属性名称
foreach (var item in s)
{
var tr = new TR();
foreach (var itemproperty in properties)
{
var val = itemproperty.GetValue(item, null);
if (val != null)
{
var setProperty = typeof(TR).GetProperty(itemproperty.Name);
setProperty.SetValue(tr, val);
}
}
resList.Add(tr);
}
return resList;
});
return res;
}
public Func<T, TR> ExecuteSingle()
{
var res = new Func<T, TR>(s =>
{
var properties = typeof(TR).GetProperties().Where(s => typeof(T).GetProperties().Any(a => a.Name == s.Name)).ToList();//获取相同的属性名称
var tr = new TR();
foreach (var itemproperty in properties)
{
var val = itemproperty.GetValue(s, new object[] { });
if (val != null)
{
var setProperty = typeof(TR).GetProperty(itemproperty.Name);
setProperty.SetValue(tr, val);
}
}
return tr;
});
return res;
}
}
这玩意，我自己简单测试了一下，本想用benmark简单跑一下，但是麻烦，就代码自己测试了一下，在第一次构建表达式树的方法，会有些许耗时，但是在最后如果有缓存方法，那性能不必Emit差，总之，性能方面优选Emit和表达式树，反射就不做考虑。
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