详解c# Emit技术

当我们需要在C#中动态生成IL代码时，C# Emit技术就变得非常有用了。本文将详细介绍C# Emit技术，并提供两个示例来帮助您更好地理解它。

C# Emit技术

C# Emit技术是.NET框架提供的一项功能强大的动态代码生成技术。通过它，我们可以使用C#代码动态地生成并编译IL代码，实现很多与程序运行时生成代码有关的场景。

C# Emit技术一般用于以下场景：
- 在C#程序运行时（动态）生成代码
- 反射机制的实现
- AOP框架的实现

Emit的核心类

C# Emit技术的核心是System.Reflection.Emit命名空间中的几个类：AssemblyBuilder、ModuleBuilder、TypeBuilder、MethodBuilder和ILGenerator等。

其中：
- AssemblyBuilder用于创建动态程序集
- ModuleBuilder用于创建动态模块
- TypeBuilder用于创建动态类型
- MethodBuilder用于创建动态方法
- ILGenerator则用于生成IL指令

下面，我们来看两个使用C# Emit技术的示例。

示例1：计算两个数的和

首先，我们需要动态创建一个Assembly和Module，然后创建一个类并定义一个Add方法。在这个方法中，我们会生成IL指令，来完成两个数相加的操作。

// 创建Assembly和Module
AssemblyName myAssemblyName = new AssemblyName("MyAssembly");
AssemblyBuilder myAssemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(
    myAssemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
ModuleBuilder myModuleBuilder = myAssemblyBuilder.DefineDynamicModule("MyModule", "MyAssembly.dll");

// 创建Type和Method
TypeBuilder myTypeBuilder = myModuleBuilder.DefineType(
    "MyType", TypeAttributes.Public);
MethodBuilder myMethodBuilder = myTypeBuilder.DefineMethod(
    "Add", MethodAttributes.Public, typeof(int), new Type[] { typeof(int), typeof(int) });

// 生成IL指令
ILGenerator myIlGenerator = myMethodBuilder.GetILGenerator();
myIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
myIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_2);
myIlGenerator.Emit(OpCodes.Add);
myIlGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

// 完成方法和类型的创建
Type myType = myTypeBuilder.CreateType();
myAssemblyBuilder.Save("MyAssembly.dll");

// 调用Add方法，输出其返回值
object myObject = Activator.CreateInstance(myType);
int result = (int)myType.InvokeMember("Add", BindingFlags.Public | BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.Instance, null, myObject, new object[] { 1, 2 });
Console.WriteLine(result);

在这个示例中，我们创建了一个动态程序集和一个动态模块，并定义了一个公共类型MyType。这个类型包含一个公共方法Add，其输入参数是两个整数，返回值也是一个整数。在这个方法中，我们使用IL指令实现了加法操作，并通过Emit方法将这些指令写入方法体。最后，我们创建了MyType类型的实例，并调用了Add方法来求出1和2之和，并输出其结果。

示例2：动态生成属性

本示例中，我们使用C# Emit技术动态生成一个类，并在其中定义了一个public属性。该属性包含get和set方法，get方法返回一个字段的值，而set方法将值设置到该字段中。

// 创建Assembly和Module
AssemblyName myAssemblyName = new AssemblyName("MyAssembly");
AssemblyBuilder myAssemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(
    myAssemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
ModuleBuilder myModuleBuilder = myAssemblyBuilder.DefineDynamicModule("MyModule", "MyAssembly.dll");

// 创建Type和字段
TypeBuilder myTypeBuilder = myModuleBuilder.DefineType(
    "MyType", TypeAttributes.Public);
FieldBuilder myFieldBuilder = myTypeBuilder.DefineField(
    "MyField", typeof(int), FieldAttributes.Private);

// 创建属性
PropertyBuilder myPropertyBuilder = myTypeBuilder.DefineProperty(
    "MyProperty", PropertyAttributes.None, typeof(int), null);

// 创建get方法
MethodBuilder myGetMethodBuilder = myTypeBuilder.DefineMethod(
    "get_MyProperty", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.HideBySig, typeof(int), null);
ILGenerator myGetIlGenerator = myGetMethodBuilder.GetILGenerator();
myGetIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
myGetIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldfld, myFieldBuilder);
myGetIlGenerator.Emit(OpCodes.Ret);
myPropertyBuilder.SetGetMethod(myGetMethodBuilder);

// 创建set方法
MethodBuilder setMethodBuilder = myTypeBuilder.DefineMethod(
    "set_MyProperty", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.HideBySig, typeof(void), new Type[] { typeof(int) });
ILGenerator setIlGenerator = setMethodBuilder.GetILGenerator();
setIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
setIlGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
setIlGenerator.Emit(OpCodes.Stfld, myFieldBuilder);
setIlGenerator.Emit(OpCodes.Ret);
myPropertyBuilder.SetSetMethod(setMethodBuilder);

// 完成类型的创建
Type myType = myTypeBuilder.CreateType();
myAssemblyBuilder.Save("MyAssembly.dll");

// 使用对象初始化器赋值属性
object myObject = Activator.CreateInstance(myType);
myType.GetProperty("MyProperty").SetValue(myObject, 123);
Console.WriteLine(myType.GetProperty("MyProperty").GetValue(myObject));

在这个示例中，我们创建了一个动态程序集和一个动态模块。然后，我们创建了一个公共类型MyType，定义了一个私有字段、一个公共属性以及这个公共属性的get和set方法。所有的这些都是动态生成的。在get方法中，我们使用IL指令从字段中返回属性值。而在set方法中，我们使用IL指令将值存储到字段中。

您可以使用对象初始化器来设置属性的值，并且可以通过反射机制获取属性的值。

结论

C# Emit技术是一个非常强大的动态代码生成工具，在很多场景下非常有用。使用C# Emit技术，我们可以动态地创建类型、方法、字段、属性等等，从而实现我们的需求。上述示例只是其中的两个，您可以使用C# Emit技术实现更多的需求。