浅谈Dynamic 关键字系列之四：dynamic为什么比反射快

Main方法如下：

static void Main(string[] args)
{
    dynamic str = "abcd";
    Console.WriteLine(str.Length);

    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine(str.Substring(1));


    Console.ReadLine();
}

运行，结果如下：

使用reflactor 反编译下，可以看到：

完整代码如下：

private static void Main(string[] args)
{
      object obj1 = "abcd";
      if (Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site1 == null)
      {
            Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site1 = CallSite<Action<CallSite, Type, object>>

.Create(Binder.InvokeMember(CSharpBinderFlags.ResultDiscarded, "WriteLine", null, typeof(Program), 

new CSharpArgumentInfo[] { CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType | 

CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null), 

CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) }));
      }
      if (Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site2 == null)
      {
            Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site2 = CallSite<Func<CallSite, object, object>>

.Create(Binder.GetMember(CSharpBinderFlags.None, "Length", typeof(Program), 

new CSharpArgumentInfo[] { CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) }));
      }
      Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site1.Target(Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site1,

 typeof(Console), Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site2

.Target(Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site2, obj1));
      Console.WriteLine();
      if (Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site3 == null)
      {
            Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site3 = CallSite<Action<CallSite, Type, object>>

.Create(Binder.InvokeMember(CSharpBinderFlags.ResultDiscarded, "WriteLine", null, typeof(Program)

, new CSharpArgumentInfo[] { CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType | 

CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null),

 CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) }));
      }
      if (Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site4 == null)
      {
            Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site4 = 

CallSite<Func<CallSite, object, int, object>>.Create(Binder.InvokeMember(CSharpBinderFlags.None, 

"Substring", null, typeof(Program), new CSharpArgumentInfo[] { 

CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null), 

CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.Constant | 

CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null) }));
      }
      Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site3

.Target(Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site3, typeof(Console), 

Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site4.Target(

Program.<Main>o__SiteContainer0.<>p__Site4, obj1, 1));
      Console.ReadLine();
}

首先编译器会自动生成一个静态类：如下：

[CompilerGenerated]
private static class <Main>o__SiteContainer0
{
      // Fields
      public static CallSite<Action<CallSite, Type, object>> <>p__Site1;
      public static CallSite<Func<CallSite, object, object>> <>p__Site2;
      public static CallSite<Action<CallSite, Type, object>> <>p__Site3;
      public static CallSite<Func<CallSite, object, int, object>> <>p__Site4;
}

为什么这里有四个CallSite<T>的对象呢？

在我们的代码中

Console.WriteLine(str.Length);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine(str.Substring(1));

一共使用了四次dynamic对象。

1:Console.WriteLine(dynamic); str.Length返回dynamic

2:dynamic.Length;

3:Console.WriteLine(dynamic); str.Substring 返回dynamic

4:dynamic.Substring(1);

1，2，3，4，分别对应上面的<>p_Site1,2,3,4;

因为1，3 都是无返回值的，所以是Action, 2,4都有返回值，所以是Func.

看上面的代码可能还不清楚，让我们手动的生成下代码吧：

新建类SiteContainer 来取代编译器自动生成的类。

[CompilerGenerated]
public static class SiteContainer
{
  // Fields
  public static CallSite<Action<CallSite, Type, object>> p__Site1;
  public static CallSite<Func<CallSite, object, object>> p__Site2;
  public static CallSite<Action<CallSite, Type, object>> p__Site3;
  public static CallSite<Func<CallSite, object, int, object>> p__Site4;
}

接着看下初始化p__Site1时的方法吧：

if (SiteContainer.p__Site1 == null)
{
    CallSiteBinder csb= Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.InvokeMember(
        CSharpBinderFlags.ResultDiscarded,
        "WriteLine", null, typeof(Program),
        new CSharpArgumentInfo[]
        {
            CSharpArgumentInfo.Create(

CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType | CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType,null),
            CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None,null)
        });
    SiteContainer.p__Site1 = CallSite<Action<CallSite, Type, object>>.Create(csb);
}

InvokeMember方法的签名：

public static CallSiteBinder InvokeMember(CSharpBinderFlags flags, string name, 

IEnumerable<Type> typeArguments, Type context, IEnumerable<CSharpArgumentInfo> argumentInfo);

1：在这里CSharpBinderFlags传递的是ResultDiscarded，代表结果被丢弃，

   所以可以绑定到一个void的返回方法中。

2：name传递的是”WriteLine”，要调用的方法的名称。

3：typeArguments.类型参数的列表，传递null。

4：context: 用于指示此操作的使用位置的 System.Type,在这里是Program

5：argumentInfo:参数信息，

接着看看p__Site2如何初始化的吧：

if (SiteContainer.p__Site2 == null)
{
    CallSiteBinder csb = Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.GetMember(
        CSharpBinderFlags.None, "Length", typeof(Program), 
        new CSharpArgumentInfo[] 
        { 
            CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) 
        });

    SiteContainer.p__Site2 = CallSite<Func<CallSite, object, object>>.Create(csb);
}

可以看到，和p__Site1不同的是，调用的是GetMember方法。

既然有了两个CallSite<T>的对象,那么它们又是如何调用的呢？？

使用CallSite<T>.Target 就可以调用了。

//这是编译器生成的代码：
//SiteContainer.p__Site1.Target(SiteContainer.p__Site1, typeof(Console),
 //    SiteContainer.p__Site2.Target(SiteContainer.p__Site2, obj1)
 //);

 var pSite2Result = SiteContainer.p__Site2.Target(SiteContainer.p__Site2, obj1);
 SiteContainer.p__Site1.Target(SiteContainer.p__Site1, typeof(Console), pSite2Result);

看看如何调用的吧:

因为SiteContainer.p__Site2,是调用Length属性

首先调用p__Site2的target方法，执行p__Site2，对象是obj1.

dlr 就会调用obj1.Length,并返回结果，所以pSite2Result=4;

接着调用p__Site1的target，来调用Console类的WriteLine方法，参数是pSite2Result.所以输出4.

最后来看下dynamic是如何调用Substring方法的：

p__Site4对象是：

public static CallSite<Func<CallSite, object, int, object>> p__Site4;

初始化：

if (SiteContainer.p__Site4 == null)
{
    CallSiteBinder csb = Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.InvokeMember(
        CSharpBinderFlags.None, "Substring", null, typeof(Program),
        new CSharpArgumentInfo[] 
        { 
            CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
            CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.Constant 
            | CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null)                        
        });
    SiteContainer.p__Site4 = CallSite<Func<CallSite, object, int, object>>.Create(csb);
}

基本和上面的p__Site1类似，只是参数信息是:CSharpArgumentInfoFlags.Constant \

因为调用了Substring(1).在编译的时候会传递1进去，而1是常量。

调用如下：

var subStringResult = SiteContainer.p__Site4.Target(SiteContainer.p__Site4, obj1, 1);
SiteContainer.p__Site1.Target(SiteContainer.p__Site1, typeof(Console), subStringResult);

解释同上。

完整的Main函数代码如下：

static void Main(string[] args)
{
    object obj1 = "abcd";

    if (SiteContainer.p__Site1 == null)
    {
        CallSiteBinder csb = Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.InvokeMember(
            CSharpBinderFlags.ResultDiscarded,
            "WriteLine", null, typeof(Program),
            new CSharpArgumentInfo[]
            {
                CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType | 

CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType,null),
                CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None,null)
            });
        SiteContainer.p__Site1 = CallSite<Action<CallSite, Type, object>>.Create(csb);
    }

    if (SiteContainer.p__Site2 == null)
    {
        CallSiteBinder csb = Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.GetMember(
            CSharpBinderFlags.None, "Length", typeof(Program),
            new CSharpArgumentInfo[] 
            { 
                CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) 
            });

        SiteContainer.p__Site2 = CallSite<Func<CallSite, object, object>>.Create(csb);
    }

    if (SiteContainer.p__Site4 == null)
    {
        CallSiteBinder csb = Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.Binder.InvokeMember(
            CSharpBinderFlags.None, "Substring", null, typeof(Program),
            new CSharpArgumentInfo[] 
            { 
                CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
                CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.Constant | 

CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null)     
            });
        SiteContainer.p__Site4 = CallSite<Func<CallSite, object, int, object>>.Create(csb);
    }

    var lengthResult = SiteContainer.p__Site2.Target(SiteContainer.p__Site2, obj1);
    SiteContainer.p__Site1.Target(SiteContainer.p__Site1, typeof(Console), lengthResult);


    var subStringResult = SiteContainer.p__Site4.Target(SiteContainer.p__Site4, obj1, 1);
    SiteContainer.p__Site1.Target(SiteContainer.p__Site1, typeof(Console), subStringResult);

    Console.ReadLine();
}

在这里，我没有使用p__Site3,因为p__Site3和p__Site1相同，不过为什么微软会生成4个CallSite<T>对象,因为

1 和3是完全相同的，难道是为了实现简单?? 、

幸亏还有延迟初始化，否则静态字段这么多，不知道会对系统产生什么影响

运行，结果如下：

从这个例子也可以知道为什么dynamic会比反射的速度要快了。

1：if(p__Site1)==null,p__Site1==xxx,并且p__Site1是静态类中的静态字段，所以有缓存效果。

2：CallSite<T>.Target: 0 级缓存 - 基于站点历史记录专用的委托.

使用委托来调用，自然比反射又要快一些。