获取表达式方法调用目标的快速方法

Question

给定以下代码行，

Expression<Action> expression = () => target.ToString();

有没有快速的方法来获取target对象？

以下代码有效

public object GetExpressionTarget<T>(Expression<T> expression)
{
    MethodCallExpression methodCall = (MethodCallExpression) expression.Body;
    LambdaExpression theTarget = Expression.Lambda(methodCall.Object, null);
    Delegate compiled = theTarget.Compile();

    return compiled.DynamicInvoke();    }

但是非常非常慢。

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有没有更快的方法来获取方法调用表达式的目标？

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对我的代码（GetDelegate、DelegateCompile 和 DelegateDynamicInvoke）以及 @IvanStoev 的代码（GetFunc、FuncCompile 和 FuncInvoke）进行基准测试会得出以下结果：

|                Method |           Mean |         Error |        StdDev |
|---------------------- |----------------|---------------|---------------|
|       DelegateCompile | 165,068.477 ns | 2,671.3001 ns | 2,498.7358 ns |
|           FuncCompile | 160,956.199 ns | 2,133.5343 ns | 1,995.7093 ns |
| DelegateDynamicInvoke |   1,148.191 ns |    11.7213 ns |    10.9642 ns |
|            FuncInvoke |       3.040 ns |     0.0264 ns |     0.0247 ns |

所以，Invoke 实际上比DynamicInvoke 快很多，但瓶颈实际上是Compile 调用。有没有办法不用编译表达式就可以得到target 对象？

基准代码：

public class Program
{
    private Delegate @delegate;
    private Func<object> func;

    private static Delegate GetDelegate(Expression<Action> expression)
    {
        MethodCallExpression methodCall = (MethodCallExpression) expression.Body;
        return Expression.Lambda(methodCall.Object, null).Compile();
    }

    private static Func<object> GetFunc(Expression<Action> expression)
    {
        MethodCallExpression methodCall = (MethodCallExpression) expression.Body;
        return Expression.Lambda<Func<object>>(methodCall.Object).Compile();
    }

    [GlobalSetup]
    public void Setup()
    {
        object o = new object();
        Expression<Action> expression = () => o.ToString();

        this.@delegate = Program.GetDelegate(expression);
        this.func = Program.GetFunc(expression);
    }

    [Benchmark]
    public void DelegateCompile()
    {
        object o = new object();
        Expression<Action> expression = () => o.ToString();

        Program.GetDelegate(expression);
    }

    [Benchmark]
    public void FuncCompile()
    {
        object o = new object();
        Expression<Action> expression = () => o.ToString();

        Program.GetFunc(expression);
    }

    [Benchmark]
    public void DelegateDynamicInvoke()
    {
        this.@delegate.DynamicInvoke();
    }

    [Benchmark]
    public void FuncInvoke()
    {
        this.func.Invoke();
    }

    public static void Main(string[] args)
    {
        BenchmarkRunner.Run<Program>();
    }
}

Answer 1

我能想到的避免耗费时间的Compile 操作的唯一方法是使用反射递归地评估表达式内容。

一般地执行此操作（处理所有案例）是一项复杂的任务。目前有超过 80 个ExpressionTypes，它们都具有不同的语义（嗯，有些属于具有相应基类的类别）。为了处理所有这些，可能应该创建自定义ExpressionVisitor 并实现评估引擎（可能带有某种评估堆栈）。

换句话说，很多工作/代码。

但是...如果我们将表达式限制为 2 种类型 - ConstantExpression（常量值）和 MemberExpression（常量值的字段或属性），那么有一个相对简单的解决方案。有问题的方法已经包含关于传递的Expression<Action> 的假设，并且示例表达式目标（它是一个闭包）属于常量值字段类别。

主要工作在私有递归方法中完成如下：

static object Evaluate(Expression expression)
{
    if (expression == null)
        return null;
    if (expression is ConstantExpression constExpression)
        return constExpression.Value;
    if (expression is MemberExpression memberExpression)
    {
        var target = Evaluate(memberExpression.Expression);
        if (memberExpression.Member is FieldInfo field)
            return field.GetValue(target);
        if (memberExpression.Member is PropertyInfo property)
            return property.GetValue(target);
    }
    throw new NotSupportedException();
}

使用它的方法是

public object GetExpressionTarget<T>(Expression<T> expression)
{
    var methodCall = (MethodCallExpression)expression.Body;
    return Evaluate(methodCall.Object);
}

我没有性能比较结果，但即使这是使用反射，它也应该比使用反射和动态 IL 代码发射的Compile 快得多，不包括 @ 的创建987654330@ 和委托调用它。

Answer 2

随着时间的推移，我对 Ivan 的解决方案进行了一些扩展，以防它对其他人有所帮助

        static object Evaluate(
            Expression expression
        )
        {
            switch (expression)
            {
                case ConstantExpression e:
                    return e.Value;

                case MemberExpression e when e.Member is FieldInfo field:
                    return field.GetValue(
                        Evaluate(
                            e.Expression
                        )
                    );

                case MemberExpression e when e.Member is PropertyInfo property:
                    return property.GetValue(
                        Evaluate(
                            e.Expression
                        )
                    );

                case ListInitExpression e when e.NewExpression.Arguments.Count() == 0:
                    var collection = e.NewExpression.Constructor.Invoke(new object[0]);
                    foreach(var i in e.Initializers)
                    {
                        i.AddMethod.Invoke(
                            collection,
                            i.Arguments
                                .Select(
                                    a => Evaluate(a)
                                )
                                .ToArray()
                        );
                    }
                    return collection;

                case MethodCallExpression e:
                    return e.Method.Invoke(
                        Evaluate(e.Object),
                        e.Arguments
                            .Select(
                                a => Evaluate(a)
                            )
                            .ToArray()
                    );

                default:
                    //TODO: better messaging
                    throw new NotSupportedException();
            }

        }