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Java中通过Emit实现动态类生成

作者：闵涛文章来源：闵涛的学习笔记点击数：624 更新时间：2009/4/22 23:29:23

195c 　　动态生成一个类对于AOP，O/R Mapping等技术非常有帮助。对于Java来说，问题不大，而对于.NET，则要麻烦些（主要麻烦在于实现代码的生成需要IL），故猜测这可能也是在AOP, O/R Mapping方面，Java走得略前的原因吧。

　　麻烦归麻烦，非不能也，动态生成一个简单的类还不至于太难。

　　假设有如下接口：

interface IAnimal
{
　void move();
　void eat();
}
　　希望能创建一个类生成器TypeCreator，并能以以下方式使用:

TypeCreator tc=new TypeCreator(typeof(IAnimal));
Type t = tc.build();
IAnimal myAnimal= (IAnimal)Activator.CreateInstance(t);
myAnimal.move();
myAnimal.eat();
　　首先，发现System.Reflection.Emit.TypeBuilder似乎就是一个现成的类生成器。不过TypeBuilder既没有实用的static方法，也不能在外部实例化。不过ModuleBuilder倒有一个DefineType()方法，可以得到TypeBuilder；而ModuleBuilder和TyperBuilder一个德行，不能直接创建，得从AssemblyBuilder的DefineDynamicModule()方法得到。追根溯源，AssemblyBuilder得从AppDomain的DefineDynamicAssembly()的得来。最终好在AppDomain提供了一个静态方法:AppDomain.CurrentDomain. 这一连串并非没有道理，类型是依附于Module的，而Module依附于Assembly，而Assembly则被AppDomain装载。所谓“皮之不存，毛将焉附”，为了创建Type这个“毛”，得先把Assembly，Module这些“皮”依次构造出来：

using System;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;

public class TypeCreator
{
　private Type targetType;

　/// <summary>
　/// 构造函数
　/// </summary>
　/// <param name="targetType">被实现或者继承的类型</param>
　public TypeCreator(Type targetType)
　{
　　this.targetType = targetType;
　}

　public Type build()
　{
　　//获取当前AppDomain
　　AppDomain currentAppDomain = AppDomain.CurrentDomain;

　　//System.Reflection.AssemblyName 是用来表示一个Assembly的完整名称的
　　AssemblyName assyName = new AssemblyName();

　　//为要创建的Assembly定义一个名称（这里忽略版本号，Culture等信息）
　　assyName.Name = "MyAssyFor_" + targetType.Name;

　　//获取AssemblyBuilder
　　//AssemblyBuilderAccess有Run，Save，RunAndSave三个取值
　　AssemblyBuilder assyBuilder = currentAppDomain.DefineDynamicAssembly(assyName,AssemblyBuilderAccess.Run);

　　//获取ModuleBuilder，提供String参数作为Module名称，随便设一个
　　ModuleBuilder modBuilder = assyBuilder.DefineDynamicModule("MyModFor_"+targetType.Name);

　　//新类型的名称：随便定一个
　　String newTypeName = "Imp_"+targetType.Name;

　　//新类型的属性：要创建的是Class，而非Interface，Abstract Class等，而且是Public的
　　TypeAttributes newTypeAttribute = TypeAttributes.Class | TypeAttributes.Public;

　　//声明要创建的新类型的父类型
　　Type newTypeParent;

　　//声明要创建的新类型要实现的接口
　　Type[] newTypeInterfaces;

　　//对于基类型是否为接口，作不同处理
　　if(targetType.IsInterface)
　　{
　　　newTypeParent = null;
　　　newTypeInterfaces = new Type[]{targetType};
　　}
　　else
　　{
　　　newTypeParent = targetType;
　　　newTypeInterfaces = new Type[0];
　　}

　　//得到类型生成器
　　TypeBuilder typeBuilder =　modBuilder.DefineType(newTypeName,newTypeAttribute,newTypeParent,newTypeInterfaces);

　　//以下将为新类型声明方法：新类型应该override基类型的所以virtual方法

　　//得到基类型的所有方法
　　MethodInfo[] targetMethods = targetType.GetMethods();

　　//遍历各个方法，对于Virtual的方法，获取其签名，作为新类型的方法
　　foreach(MethodInfo targetMethod in targetMethods)
　　{
　　　//只挑出virtual的方法
　　　if(targetMethod.IsVirtual)
　　　{
　　　　//得到方法的各个参数的类型
　　　　ParameterInfo[] paramInfo = targetMethod.GetParameters();
　　　　Type[] paramType = new Type[paramInfo.Length];
　　　　for(int i=0;i<paramInfo.Length;i++)
　　　　　paramType[i] = paramInfo[i].ParameterType;

　　　　　//传入方法签名，得到方法生成器
　　　　　MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod(targetMethod.Name,MethodAttributes.Public|
　　　　　　　MethodAttributes.Virtual,targetMethod.ReturnType,paramType);

　　　　　//由于要生成的是具体类，所以方法的实现是必不可少的。而方法的实现是通过Emit IL代码来产生的
　　　
　　　　　//得到IL生成器
　　　　　ILGenerator ilGen = methodBuilder.GetILGenerator();
　　　　　//以下三行相当于：{Console.Writeln("I'm "+ targetMethod.Name +"ing");}
　　　　　ilGen.Emit(OpCodes.Ldstr,"I'm "+ targetMethod.Name +"ing");
　　　　　ilGen.Emit(OpCodes.Call,typeof(Console).GetMethod("WriteLine",new Type[]{typeof(String)}));
　　　　　ilGen.Emit(OpCodes.Ret);
　　　}
　　}
　　//真正创建，并返回
　　return(typeBuilder.CreateType());
　}
}
　　好了，测试一下试试看：

using System;

public class Tester
{
　public static void Main(String[] args)
　{
　　TypeCreator tc=new TypeCreator(typeof(IAnimal));
　　Type t = tc.build();
　　IAnimal animal= (IAnimal)Activator.CreateInstance(t);
　　animal.move();
　　animal.eat();

　　Console.Read ();
　}
}
　　得到输出：I'm moveingI'm eating。

　　总结

　　如果用于AOP的话，Emit可以动态生成一个装饰类，相比于基于Remoting架构的TP/RP的方法，效率可能要高些，而且还能拦截new操作符。缺点：对于非Virtual的方法，似乎无法拦截。用于O/R Mapping的类生成，倒是不错。 157

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