通过接口动态创建类答案

【问题标题】：Dynamically create a class by interface通过接口动态创建类
【发布时间】：2016-11-15 16:13:06
【问题描述】：

当我能够动态生成方法时，我对.Net Expressions 有一些经验。很好，很好。

但是现在我需要生成一个完整的类，而且似乎唯一的方法是发射整个 IL，这是完全不可接受的（不可能支持）。

假设我们有以下界面：

public interface IFoo
{
    [Description("5")]
    int Bar();
    [Description("true")]
    bool Baz();
}

应该转换成：

public class Foo : IFoo
{
    public int Bar() => 5;
    public bool Baz() => true;
}

我怎样才能实现它？如果没有 3rd 方工具和库，它甚至可能吗？我知道 GitHub 上有很多有用的工具，但我真的不想导入整个 MVVM 框架来生成一些代码。

如果我可以使用Expressions，并使用我已经用它生成的方法创建一个类。但现在我不知道该怎么做。

【问题讨论】：

您想在编译时还是运行时生成类？
使用 .NET CodeDOM。 Waaay 比在 Reflection Emit 中胡闹要容易:)
@SamAxe 在运行时，当然。我可以使用 T4 在编译时生成类:)
@AlexZhukovskiy 我见过有人用 Roslyn 做类似的事情，但这只是一个模糊的建议；你现在有一个正确的答案，所以我不会再浪费你的时间了
@TheBeardedLlama 最后你的答案似乎是最好的，请看下面我的答案。几年后，我找到了适合我的需求。

标签： c# .net reflection code-generation expression-trees

【解决方案1】：

首先，由于您正在处理远程处理，我不得不提一下，这是 .NET 最初从头开始设计支持的（从 .NET 作为 COM 2.0 的根源回来）。您最直接的解决方案是实现一个透明的远程代理 - 只需创建您自己的（可能是通用的）类派生自 System.Runtime.Remoting.Proxies.RealProxy，然后您可以通过覆盖 Invoke 方法提供实现所需任何功能所需的所有逻辑。使用GetTransparentProxy，您将获得实现接口的代理，一切顺利。

显然，这在运行时，每次调用期间都会产生成本。但是，与您进行任何 I/O 的事实相比，它通常完全不重要，尤其是在您处理网络时。事实上，除非你处于一个紧密的循环中，否则即使不进行 I/O 也是相当不重要的——只有性能测试才能真正判断你是否可以接受成本。

如果您真的想预生成所有方法体，而不是在运行时保持逻辑动态，您可以利用LambdaExpression 为您提供CompileToMethod 的事实。与Compile 不同，您没有可以直接调用的漂亮小委托，但它为您提供了使用 lambda 表达式显式构建方法主体的选项 - 这反过来又允许您创建整个类而无需诉诸委托调用。

一个完整（但简单）的例子：

void Main()
{
  var ab = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName("TestAssembly"), AssemblyBuilderAccess.Run);
  var mb = ab.DefineDynamicModule("Test");

  var tb = mb.DefineType("Foo");
  tb.AddInterfaceImplementation(typeof(IFoo));

  foreach (var imethod in typeof(IFoo).GetMethods())
  {
    var valueString = ((DescriptionAttribute)imethod.GetCustomAttribute(typeof(DescriptionAttribute))).Description;

    var method = 
      tb.DefineMethod
      (
        "@@" + imethod.Name, 
        MethodAttributes.Private | MethodAttributes.Static, 
        imethod.ReturnType,
        new [] { tb }
      );

    // Needless to say, I'm making a lot of assumptions here :)
    var thisParameter = Expression.Parameter(typeof(IFoo), "this");

    var bodyExpression =
      Expression.Lambda
      (
        Expression.Constant
        (
          Convert.ChangeType(valueString, imethod.ReturnType)
        ),
        thisParameter
      );

    bodyExpression.CompileToMethod(method);

    var stub =
      tb.DefineMethod(imethod.Name, MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Virtual, imethod.ReturnType, new Type[0]);

    var il = stub.GetILGenerator();
    il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
    il.EmitCall(OpCodes.Call, method, null);
    il.Emit(OpCodes.Ret);

    tb.DefineMethodOverride(stub, imethod);
  }

  var fooType = tb.CreateType();
  var ifoo = (IFoo)Activator.CreateInstance(fooType);

  Console.WriteLine(ifoo.Bar()); // 5
  Console.WriteLine(ifoo.Baz()); // True
}

public interface IFoo
{
    [Description("5")]
    int Bar();
    [Description("true")]
    bool Baz();
}

如果您曾经使用过 .NET emits，那么这应该非常简单。我们定义了一个动态程序集、模块、类型（理想情况下，您希望在一个动态程序集中一次定义所有类型）。棘手的部分是Lambda.CompileToMethod 只支持静态方法，所以我们需要作弊。首先，我们创建一个以this 作为参数的静态方法，并在那里编译 lamdba 表达式。然后，我们创建一个方法存根——一个简单的 IL 片段，确保我们的静态方法被正确调用。最后，我们将接口方法绑定到存根。

在我的示例中，我假设一个无参数方法，但只要确保LambdaExpression 使用与接口方法完全相同的类型，存根就像执行所有Ldargs 一样简单在一个序列中，单个Call 和单个Ret。如果你的真实代码（在静态方法中）足够短，它通常会被内联。并且由于this 和其他任何参数一样，如果您喜欢冒险，您可以将生成的方法的方法体直接放入虚拟方法中 - 请注意您需要这样做不过，两次通过。

【讨论】：

出色的工作，谢谢。但是有可能完全删除这个 ldarg-red 代理吗？我正在努力，但我想知道你的意见。是因为CompileToMethod 仅用于静态？
@AlexZhukovskiy 你可以直接从生成的方法中取出IL代码，放到另一个方法中。但是，这意味着您需要先创建类型和静态方法才能到达 IL/方法体，然后再创建不同的类型（派生类型，如果您需要保留 this）将 IL 放入。而且我也不是 100% 肯定那会是多么安全。您也可以直接使用LambdaCompiler，尽管这可能是个坏主意。你为什么要避免它？您只需要一个辅助方法来创建您需要的任何类型的存根，并保持它有据可查（和测试覆盖）。
你又是对的。我现在正在研究这种方法。完成后，我会发布一个指向要点或其他内容的链接。
Here 是我的实现，正如我所承诺的。我使用代码生成来为 WCF REST 服务生成客户端。在实现中，我们可以使用参数调用 HttpClient ，仅此而已。使用起来似乎很简单。这是一个概念，但很好。
@AlexZhukovskiy 好吧，IL 中操作码的选择有好有坏。想想你的指令是如何布局的——0x0E04 代表 ldarg_s 4 然后 0x00 三次代表三个 NOP。节省你的是 LSB 是第一个字节，其余的都是 NOP。所以你是对的，在你的情况下，它不会产生一个无效的程序——靠运气。但无论如何要解决这个问题，只是为了提醒自己，您为 Emit 选择的方法重载很重要 - 在您的情况下，您实际上是在不知情的情况下发出了四个操作码，而不是发出一个操作码。

【解决方案2】：

您可以使用 CodeDOM 和 Emit。但是，我认为这不值得。

对于类似的事情，我正在使用以下库： http://www.castleproject.org/projects/dynamicproxy/

即使目标类不可用，它也能创建代理类（你必须拦截所有方法）。

【讨论】：

【解决方案3】：

我实际上目前正在使用CodeGeneration.Roslyn 包，它允许您集成到 MSBuild 管道并构建东西。例如，查看我的REST swagger 或solidity -> C# codegen。

【讨论】：