.NET 反射入門到進階：動態型別發現、建構與調用完整教學

什麼是反射？

反射 是 .NET 在執行時檢查、操作型別中繼資料的機制。核心命名空間：System.Reflection。主要類別：

• Assembly：組件（.dll/.exe），載入、查詢型別、建立實例
• Type：型別資訊，成員（方法、屬性、欄位、事件、建構函式）
• MethodInfo / PropertyInfo / FieldInfo / ConstructorInfo：具體成員操作
• Activator：動態建立實例

命名空間 vs 組件：關鍵區別

關鍵：一個組件可包含多個命名空間；一個命名空間可跨多個組件。反射查詢型別必須指定組件（mscorlib.dll 除外）。

取得 Type 物件的三種方式

// 1. 從實例取得（最常用）
Type t1 = "hello".GetType();

// 2. 從型別名稱取得（需完整限定名稱 + 組件名）
Type t2 = Type.GetType("System.Data.DataTable, System.Data, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089");

// 3. 從組件取得
Assembly asm = Assembly.Load("System.Data");
Type t3 = asm.GetType("System.Data.DataTable");

// 4. 編譯時已知型別用 typeof（效能最佳）
Type t4 = typeof(string);

動態建立實例

// 無參數建構函式
Type t = Type.GetType("System.Data.DataTable, System.Data");
DataTable dt = (DataTable)Activator.CreateInstance(t);

// 有參數建構函式
Type t2 = typeof(TestClass); // 假設 public TestClass(string name)
object[] args = { "Timmy" };
TestClass obj = (TestClass)Activator.CreateInstance(t2, args);

// 泛型版本（.NET Core 3.0+）
T instance = Activator.CreateInstance<T>();

動態調用方法

public class TestClass
{
    public string GetValue(string prefix) => $"{prefix} : {_value}";
    public string Value { get; set; }
    private string _value;
}

// 取得 MethodInfo
MethodInfo method = t.GetMethod("GetValue"); // 公開實例方法
// 或精確繫結
MethodInfo method = t.GetMethod("GetValue", BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance, null, new[] { typeof(string) }, null);

// 調用
object[] parameters = { "Hello" };
object result = method.Invoke(obj, parameters); // 回傳 object，需轉型
Console.WriteLine(result); // "Hello : Timmy"

屬性與欄位操作

// 設定屬性
PropertyInfo prop = t.GetProperty("Value");
prop.SetValue(obj, "New Value");

// 讀取屬性
string val = (string)prop.GetValue(obj);

// 欄位（含私有）
FieldInfo field = t.GetField("_value", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
field.SetValue(obj, "Direct Field Access");

動態建立委派（高效能調用）

MethodInfo.Invoke 有效能開銷。頻繁調用時建立委派：

// 委派型別
delegate string TestDelegate(string value);

// 建立委派（.NET 2.0+）
TestDelegate del = (TestDelegate)Delegate.CreateDelegate(
    typeof(TestDelegate), obj, "GetValue");

// 直接調用（接近直接呼叫效能）
string result = del("Hello");

.NET Core 3.0+ 更推薦 MethodInfo.CreateDelegate<T>()：

var del = method.CreateDelegate<Func<string, string>>(obj);
string result = del("Hello");

實戰場景：外掛架構

// 1. 定義介面契約（共用組件）
public interface IPlugin
{
    string Name { get; }
    void Execute();
}

// 2. 主程式動態載入外掛
public class PluginLoader
{
    public IEnumerable<IPlugin> LoadPlugins(string pluginsPath)
    {
        foreach (string dll in Directory.GetFiles(pluginsPath, "*.dll"))
        {
            Assembly asm = Assembly.LoadFrom(dll);
            foreach (Type t in asm.GetTypes())
            {
                if (typeof(IPlugin).IsAssignableFrom(t) && !t.IsInterface && !t.IsAbstract)
                {
                    yield return (IPlugin)Activator.CreateInstance(t);
                }
            }
        }
    }
}

// 3. 外掛實作（獨立組件）
public class LoggerPlugin : IPlugin
{
    public string Name => "Logger";
    public void Execute() => Console.WriteLine("Logging...");
}

效能與最佳實踐

現代替代方案

• Source Generators：編譯時代碼生成，零反射開銷
• System.Text.Json 反序列化：內建原始碼生成器，無反射
• Minimal APIs / 介面：依賴注入容器解析，避免手動反射
• LibraryImport / NativeAOT：P/Invoke 現代化