反射(4)反射性能问题：直接调用vs反射调用

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　　很多人都说使用反射会有性能问题，那到底会比直接调用慢多少呢，下面就来测试一下。

直接调用vs反射调用

下面就来写个demo来验证下直接调用和反射调用的性能差异，代码如下：

 1 namespace ConsoleApplication7
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             //比较直接调用和反射调用的性能差异
 8             //7ms vs 365ms
 9             int times = 1000000;
10             var program = new Program();
11             CodeTimerHelper.Initialize();
12 
13             CodeTimerHelper.Time("直接调用", times, () =>
14             {
15                 program.Call();
16             });
17 
18             var t = typeof(Program);
19             var obj = Activator.CreateInstance(t);
20             CodeTimerHelper.Time("反射调用", times, () =>
21             {
22                 t.InvokeMember("Call", BindingFlags.InvokeMethod, null, obj, null);
23             });
24 
25             Console.ReadKey();
26         }
27 
28         /// <summary>
29         /// 测试方法
30         /// </summary>
31         public void Call()
32         {
33         }
34 
35     }
36 }

测试结果：

从100万次调用结果来看，确实就像很多人所说的，两者在性能上具有数量级的差距。

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为什么反射有性能损失

既然反射性能有损失，那具体损失在哪里呢？

1，反射是基于程序集和元数据的，在使用反射的时候，会搜索元数据，而元数据是基于字符串的，并且无法预编译，所以这一系列的操作对性能有影响。

2，大量的装箱拆箱也对性能有影响。由于我们对目标类型是未知的，而且向方法传递的参数通常是object类型的，所以会有大量的装箱和拆箱。

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反射性能优化方案

我们已经知道使用反射有性能问题，但是有些场景下又不得不使用反射技术，所以要想办法优化反射性能。

这里就引用老赵公开的System.Linq.Expressions.Expression<TDelegate>表达式树的类，与直接调用进行对比，代码如下：

1 //3，基于表达式树
2 var methodInfo = t.GetMethod("Call");
3 var executor = new DynamicMethodExecutor(methodInfo);
4 CodeTimerHelper.Time("Dynamic executor", times, () =>
5 {
6     executor.Execute(obj, null);
7 });

测试结果：

哇，同样的100万次调用，使用DynamicMethodExecutor调用跟直接调用的性能相差无几。

附DynamicMethodExecutor的封装代码：

 1 /// <summary>
 2 /// 
 3 /// </summary>
 4 public class DynamicMethodExecutor
 5 {
 6     private Func<object, object[], object> m_execute;
 7 
 8     public DynamicMethodExecutor(MethodInfo methodInfo)
 9     {
10         this.m_execute = this.GetExecuteDelegate(methodInfo);
11     }
12 
13     public object Execute(object instance, object[] parameters)
14     {
15         return this.m_execute(instance, parameters);
16     }
17 
18     private Func<object, object[], object> GetExecuteDelegate(MethodInfo methodInfo)
19     {
20         // parameters to execute
21         ParameterExpression instanceParameter = Expression.Parameter(typeof(object), "instance");
22         ParameterExpression parametersParameter = Expression.Parameter(typeof(object[]), "parameters");
23 
24         // build parameter list
25         List<Expression> parameterExpressions = new List<Expression>();
26         ParameterInfo[] paramInfos = methodInfo.GetParameters();
27         for (int i = 0; i < paramInfos.Length; i++)
28         {
29             // (Ti)parameters[i]
30             BinaryExpression valueObj = Expression.ArrayIndex(parametersParameter, Expression.Constant(i));
31             UnaryExpression valueCast = Expression.Convert(valueObj, paramInfos[i].ParameterType);
32             parameterExpressions.Add(valueCast);
33         }
34 
35         // non-instance for static method, or ((TInstance)instance)
36         Expression instanceCast = methodInfo.IsStatic ? null : Expression.Convert(instanceParameter, methodInfo.ReflectedType);
37 
38         // static invoke or ((TInstance)instance).Method
39         MethodCallExpression methodCall = Expression.Call(instanceCast, methodInfo, parameterExpressions);
40 
41         // ((TInstance)instance).Method((T0)parameters[0], (T1)parameters[1], ...)
42         if (methodCall.Type == typeof(void))
43         {
44             Expression<Action<object, object[]>> lambda = Expression.Lambda<Action<object, object[]>>(methodCall, instanceParameter, parametersParameter);
45             Action<object, object[]> execute = lambda.Compile();
46             return (instance, parameters) =>
47             {
48                 execute(instance, parameters);
49                 return null;
50             };
51         }
52         else
53         {
54             UnaryExpression castMethodCall = Expression.Convert(methodCall, typeof(object));
55             Expression<Func<object, object[], object>> lambda = Expression.Lambda<Func<object, object[], object>>(castMethodCall, instanceParameter, parametersParameter);
56             return lambda.Compile();
57         }
58     }

除了使用linq的表达式树生成Delegate的方法外，还有比如，CodeDom生成代码并动态编译，或者使用Emit来直接编写IL的方法来提高反射的性能，但是相对来说，上面这个方法是最简单的。

至此，整个反射的总结就完成了!

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