使用表达式树来提高反射的性能

反射是C#中一种常用的技术,反射提供了动态创建和访问对象的基础,但是反射在带来了极强的灵活性的同时,也带了极大的性能损耗,本文就介绍通过表达式树来提高反射过程中的性能。

反射

关于反射的详细内容,可以查看 MSDN文档的介绍 。这里不做过多说明,下面写一段反射代码。

先定义一个类,在后面反射该类获取 Id 的值。

class Foo{
    public Guid Id { get; set; } = Guid.NewGuid();
}

反射获取属性和值。

// 实例化对象
var foo = new Foo();
// 获取对象的类型
var type = foo.GetType();
// 查找类型中的 “Id” 的属性
var property = type.GetProperty("Id");
// 获取 “Id” 的值
var id = property.GetValue(foo);

表达式树

表达式树是C#一种常用的技术,在很多的框架和库中都有用到,可以查看 MSDN文档介绍 。表达式树最后会参与编译,提高运行时的性能。

修改上面的方法,添加表达式树代码。

var target = Expression.Parameter(typeof(object), "target");
var body = Expression.Convert(Expression.Property(Expression.Convert(target, typeof(Foo)), property), typeof(object));
var getter = Expression.Lambda<Func<object, object>>(body, target).Compile();

上面的代码定义了表达式树,最后生成的表达式类似于 :x => foo.Id 这样一个委托,使用的时候就和委托一样的调用。

// 获取 “Id” 的值
var id = getter.Invoke(foo);

测试

建立一个100000个元素的列表,存放100000个Foo实例,循环获取每一个实例的Id的值,可以看到使用表达式树可以大幅提高性能。

var foos = new List<Foo>();
Stopwatch sw = new Stopwatch();
foos = Enumerable.Repeat(new Foo(),1000000).ToList();
sw.Restart();
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
    var id = property.GetValue(foos[i]);
}
sw.Stop();

foos = Enumerable.Repeat(new Foo(),1000000).ToList();
sw.Restart();
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
    var id = getter.Invoke(foos[i]);
}
sw.Stop();

分别测试1000、10000、100000、1000000、10000000个元素的结果如下所示,时间以ms为单位。

1000对象 10000对象 100000对象 1000000对象 10000000对象
反射 0 0 10 110 369
表达式树 0 0 1 40 971

除了取值之外,还可以使用表达式树来赋值,也可以大幅度提高代码运行的性能。后面有时间再补上赋值的比较,

发布时间:2024-01-08
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