目錄
- 構建代碼
- 1,程序集(Assembly)
- 2,模塊（Module）
- 3,類型(Type)
- 4,DynamicMethod 定義方法與添加 IL
前面，本系列一共寫了 九 篇關於反射和特性相關的文章，講解了如何從程序集中通過反射將信息解析出來，以及實例化類型。
前面的九篇文章中，重點在於讀數據，使用已經構建好的數據結構(元數據等)，接下來，我們將學習 .NET Core 中，關於動態構建代碼的知識。
其中表達式樹已經在另一個系列寫了，所以本系列主要是講述 反射，Emit ，AOP 等內容。
如果現在總結一下，反射，與哪些數據結構相關？
我們可以從 AttributeTargets 枚舉中窺見：
public enum AttributeTargets
{
All=16383,
Assembly=1,
Module=2,
Class=4,
Struct=8,
Enum=16,
Constructor=32,
Method=64,
Property=128,
Field=256,
Event=512,
Interface=1024,
Parameter=2048,
Delegate=4096,
ReturnValue=8192
}
分別是程序集、模塊、類、結構體、枚舉、構造函數、方法、屬性、字段、事件、接口、參數、委託、返回值。
以往的文章中，已經對這些進行了很詳細的講解，我們可以中反射中獲得各種各樣的信息。當然，我們也可以通過動態代碼，生成以上數據結構。
動態代碼的其中一種方式是表達式樹，我們還可以使用 Emit 技術、Roslyn 技術來編寫；相關的框架有 Natasha、CS-Script 等。
構建代碼
首先我們引入一個命名空間：
using System.Reflection.Emit;
Emit 命名空間中裏面有很多用於構建動態代碼的類型，例如 AssemblyBuilder，這個類型用於構建程序集。類推，構建其它數據結構例如方法屬性，則有 MethodBuilder、PropertyBuilder 。
1,程序集(Assembly)
AssemblyBuilder 類型定義並表示動態程序集，它是一個密封類，其定義如下：
public sealed class AssemblyBuilder : Assembly
AssemblyBuilderAccess 定義動態程序集的訪問模式，在 .NET Core 中，只有兩個枚舉：
| 枚舉 | 值 | 說明 |
|---|---|---|
| Run | 1 | 可以執行但無法保存該動態程序集。 |
| RunAndCollect | 9 | 當動態程序集不再可供訪問時，將自動卸載該程序集，並回收其內存。 |
.NET Framework 中，有 RunAndSave 、Save 等枚舉，可用於保存構建的程序集，但是在 .NET Core 中，是沒有這些枚舉的，也就是說，Emit 構建的程序集只能在內存中，是無法保存成 .dll 文件的。
另外，程序集的構建方式(API)也做了變更，如果你百度看到文章 AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly，那麼你可以關閉創建了，說明裡面的很多代碼根本無法在 .NET Core 下跑。
好了，不再贅述，我們來看看創建一個程序集的代碼：
AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("MyTest");
AssemblyBuilder assBuilder = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);
構建程序集，分為兩部分：
- AssemblyName 完整描述程序集的唯一標識。
- AssemblyBuilder 構建程序集
一個完整的程序集，有很多信息的，版本、作者、構建時間、Token 等，這些可以使用
AssemblyName 來設置。
一般一個程序集需要包含以下內容：
- 簡單名稱。
- 版本號。
- 加密密鑰對。
- 支持的區域性。
你可以參考以下示例：
AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("MyTest");
assemblyName.Name = "MyTest"; // 構造函數中已經設置，此處可以忽略
// Version 表示程序集、操作系統或公共語言運行時的版本號.
// 構造函數比較多，可以選用 主版本號、次版本號、內部版本號和修訂號
// 請參考 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.version?view=netcore-3.1
assemblyName.Version = new Version("1.0.0");
assemblyName.CultureName = CultureInfo.CurrentCulture.Name; // = "zh-CN"
assemblyName.SetPublicKeyToken(new Guid().ToByteArray());
最終程序集的 AssemblyName 显示名稱是以下格式的字符串：
Name <,Culture = CultureInfo> <,Version = Major.Minor.Build.Revision> <, StrongName> <,PublicKeyToken> '\0'
例如：
ExampleAssembly, Version=1.0.0.0, Culture=en, PublicKeyToken=a5d015c7d5a0b012
另外，創建程序集構建器使用 AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly() 而不是 new AssemblyBuilder() 。
2,模塊（Module）
程序集和模塊之間的區別可以參考
https://stackoverflow.com/questions/9271805/net-module-vs-assembly
https://stackoverflow.com/questions/645728/what-is-a-module-in-net
模塊是程序集內代碼的邏輯集合，每個模塊可以使用不同的語言編寫，大多數情況下，一個程序集包含一個模塊。程序集包括了代碼、版本信息、元數據等。
MSDN指出：“模塊是沒有 Assembly 清單的 Microsoft 中間語言（MSIL）文件。”。
這些就不再扯淡了。
創建完程序集后，我們繼續來創建模塊。
AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("MyTest");
AssemblyBuilder assBuilder = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);
ModuleBuilder moduleBuilder = assBuilder.DefineDynamicModule("MyTest"); // ⬅
3,類型(Type)
目前步驟：
Assembly -> Module -> Type 或 Enum
ModuleBuilder 中有個 DefineType 方法用於創建 class 和 struct；DefineEnum方法用於創建 enum。
這裏我們分別說明。
創建類或結構體：
TypeBuilder typeBuilder = moduleBuilder.DefineType("MyTest.MyClass",TypeAttributes.Public);
定義的時候，注意名稱是完整的路徑名稱，即命名空間+類型名稱。
我們可以先通過反射，獲取已經構建的代碼信息：
Console.WriteLine($"程序集信息：{type.Assembly.FullName}");
Console.WriteLine($"命名空間：{type.Namespace} , 類型：{type.Name}");
結果：
程序集信息：MyTest, Version=0.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null
命名空間：MyTest , 類型：MyClass
接下來將創建一個枚舉類型，並且生成枚舉。
我們要創建一個這樣的枚舉：
namespace MyTest
{
public enum MyEnum
{
Top = 1,
Bottom = 2,
Left = 4,
Right = 8,
All = 16
}
}
使用 Emit 的創建過程如下：
EnumBuilder enumBuilder = moduleBuilder.DefineEnum("MyTest.MyEnum", TypeAttributes.Public, typeof(int));
TypeAttributes 有很多枚舉，這裏只需要知道聲明這個枚舉類型為 公開的(Public)；typeof(int) 是設置枚舉數值基礎類型。
然後 EnumBuilder 使用 DefineLiteral 方法來創建枚舉。
| 方法 | 說明 |
|---|---|
| DefineLiteral(String, Object) | 在枚舉類型中使用指定的常量值定義命名的靜態字段。 |
代碼如下：
enumBuilder.DefineLiteral("Top", 0);
enumBuilder.DefineLiteral("Bottom", 1);
enumBuilder.DefineLiteral("Left", 2);
enumBuilder.DefineLiteral("Right", 4);
enumBuilder.DefineLiteral("All", 8);
我們可以使用反射將創建的枚舉打印出來：
public static void WriteEnum(TypeInfo info)
{
var myEnum = Activator.CreateInstance(info);
Console.WriteLine($"{(info.IsPublic ? "public" : "private")} {(info.IsEnum ? "enum" : "class")} {info.Name}");
Console.WriteLine("{");
var names = Enum.GetNames(info);
int[] values = (int[])Enum.GetValues(info);
int i = 0;
foreach (var item in names)
{
Console.WriteLine($" {item} = {values[i]}");
i++;
}
Console.WriteLine("}");
}
Main 方法中調用：
WriteEnum(enumBuilder.CreateTypeInfo());
接下來，類型創建成員，就複雜得多了。
4,DynamicMethod 定義方法與添加 IL
下面我們來為 類型創建一個方法，並通過 Emit 向程序集中動態添加 IL。這裏並不是使用 MethodBuider，而是使用 DynamicMethod。
在開始之前，請自行安裝反編譯工具 dnSpy 或者其它工具，因為這裏涉及到 IL 代碼。
這裏我們先忽略前面編寫的代碼，清空 Main 方法。
我們創建一個類型：
public class MyClass{}
這個類型什麼都沒有。
然後使用 Emit 動態創建一個 方法，並且附加到 MyClass 類型中：
// 動態創建一個方法並且附加到 MyClass 類型中
DynamicMethod dyn = new DynamicMethod("Foo",null,null,typeof(MyClass));
ILGenerator iLGenerator = dyn.GetILGenerator();
iLGenerator.EmitWriteLine("HelloWorld");
iLGenerator.Emit(OpCodes.Ret);
dyn.Invoke(null,null);
運行後會打印字符串。
DynamicMethod 類型用於構建方法，定義並表示可以編譯、執行和丟棄的一種動態方法。 丟棄的方法可用於垃圾回收。。
ILGenerator 是 IL 代碼生成器。
EmitWriteLine 作用是打印字符串，
OpCodes.Ret 標記 結束方法的執行，
Invoke 將方法轉為委託執行。
上面的示例比較簡單，請認真記一下。
下面，我們要使用 Emit 生成一個這樣的方法：
public int Add(int a,int b)
{
return a + b;
}
看起來很簡單的代碼，要用 IL 來寫，就變得複雜了。
ILGenerator 正是使用 C# 代碼的形式去寫 IL，但是所有過程都必須按照 IL 的步驟去寫。
其中最重要的，便是 OpCodes 枚舉了，OpCodes 有幾十個枚舉，代表了 IL 的所有操作功能。
請參考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.reflection.emit.opcodes?view=netcore-3.1
如果你點擊上面的鏈接查看 OpCodes 的枚舉，你可以看到，很多 功能碼，這麼多功能碼是記不住的。我們現在剛開始學習 Emit，這樣就會難上加難。
所以，我們要先下載能夠查看 IL 代碼的工具，方便我們探索和調整寫法。
我們看看此方法生成的 IL 代碼：
.method public hidebysig instance int32
Add(
int32 a,
int32 b
) cil managed
{
.maxstack 2
.locals init (
[0] int32 V_0
)
// [14 9 - 14 10]
IL_0000: nop
// [15 13 - 15 26]
IL_0001: ldarg.1 // a
IL_0002: ldarg.2 // b
IL_0003: add
IL_0004: stloc.0 // V_0
IL_0005: br.s IL_0007
// [16 9 - 16 10]
IL_0007: ldloc.0 // V_0
IL_0008: ret
} // end of method MyClass::Add
看不懂完全沒關係，因為筆者也看不懂。
目前我們已經獲得了上面兩大部分的信息，接下來我們使用 DynamicMethod 來動態編寫方法。
定義 Add 方法並獲取 IL 生成工具：
DynamicMethod dynamicMethod = new DynamicMethod("Add",typeof(int),new Type[] { typeof(int),typeof(int)});
ILGenerator ilCode = dynamicMethod.GetILGenerator();
DynamicMethod 用於定義一個方法；ILGenerator是 IL 生成器。當然也可以將此方法附加到一個類型中，完整代碼示例如下：
// typeof(Program)，表示將此動態編寫的方法附加到 MyClass 中
DynamicMethod dynamicMethod = new DynamicMethod("Add", typeof(int), new Type[] { typeof(int), typeof(int) },typeof(MyClass));
ILGenerator ilCode = dynamicMethod.GetILGenerator();
ilCode.Emit(OpCodes.Ldarg_0); // a,將索引為 0 的自變量加載到計算堆棧上。
ilCode.Emit(OpCodes.Ldarg_1); // b,將索引為 1 的自變量加載到計算堆棧上。
ilCode.Emit(OpCodes.Add); // 將兩個值相加並將結果推送到計算堆棧上。
// 下面指令不需要，默認就是彈出計算堆棧的結果
//ilCode.Emit(OpCodes.Stloc_0); // 將索引 0 處的局部變量加載到計算堆棧上。
//ilCode.Emit(OpCodes.Br_S); // 無條件地將控制轉移到目標指令（短格式）。
//ilCode.Emit(OpCodes.Ldloc_0); // 將索引 0 處的局部變量加載到計算堆棧上。
ilCode.Emit(OpCodes.Ret); // 即 return，從當前方法返回，並將返回值（如果存在）從被調用方的計算堆棧推送到調用方的計算堆棧上。
// 方法1
Func<int, int, int> test = (Func<int, int, int>)dynamicMethod.CreateDelegate(typeof(Func<int, int, int>));
Console.WriteLine(test(1, 2));
// 方法2
int sum = (int)dynamicMethod.Invoke(null, BindingFlags.Public, null, new object[] { 1, 2 }, CultureInfo.CurrentCulture);
Console.WriteLine(sum);
實際以上代碼與我們反編譯出來的 IL 編寫有所差異，具體俺也不知道為啥，在群里問了調試了，註釋掉那麼幾行代碼，才通過的。
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