0. 前言

这篇文章延续《C# 基础知识系列- 5 反射和泛型》，继续介绍C#在反射所开发的功能和做的努力。上一篇文章大概介绍了一下泛型和反射的一些基本内容，主要是通过获取对象的类型，然后通过这个类型对象操作对象。这一篇介绍一个在反射中很重要的内容：特性，以及上一篇未完成的内容——泛型在反射中的引用。

1. 特性

特性是一种类增强技术，配合解析对应的解析方法可以完成很多类原本没有的功能。特性本质是一种标签，可以标注在类、方法、属性等。它是类本身的一种信息扩展，就像生活中一个人只有一个身份证号，但是可以有多个身份一样，而这些多出来的身份对于类来说就是特性。特性虽然是对类的增强，但不局限于在类上做标记，属性、方法上都可以。
在C#中特性分为三种，位映射特性、自定义特性和伪自定义特性。
位映射特性，举个例子，在C#中一个类会有public、private、abstract（抽象类）、saled（不能继承）等修饰符，而这些修饰符在C#编译的过程中会生成一串二进制码，里面存放就是是否是public、是否是private 等。这些就是位映射特性的一部分，位映射特性对我们来说是无法进行扩展和修改的，所以就不做更多的介绍。
我们通常说的特性一般指的是自定义特性，这部分特性也是我们能够扩展的，也是我们实际开发中用的特性。

1.1 定义一个特性

如何正确的定义一个特性呢？在C#中，特性也是类的一种。所以声明一个特性，就如同声明一个类一样，不同的是，这个类指定一个根父类是System.Attribute。所有自定义特性都是这个类的子类或者后代类，无一例外。同时，C#提倡在定义一个特性类的时候，类名应当以Attribute结尾，在使用的时候可以自动忽略。
示例：

public class DemoAttribute : Attribute {   }

以上实例就是定义了一个很普通的特性类，用了也没有任何用的特性。因为特性只是一种标签。这个特性类可以用在任何支持特性的地方，当这个特性标记一个类的时候，目标类的子类也将自动获取这个特性。
以上是一个特性的默认行为，如果我们想要对此做一定限制的话，那么就需要用到特性System.AttributeUsageAttribute。这个特性类用来控制特性的使用方式。

public bool Inherited { get; set; }// 该特性是否可以被子类继承，默认是 True
public bool AllowMultiple { get; set; }// 一个类是否可以多次使用该特性做标记，默认是 False
public AttributeTargets ValidOn { get; }//获取一组值，这组值标识指示的属性可应用到的程序元素，该参数使用构造方法赋值

我们再来看看AttributeTargets里有些什么吧。

[System.Flags]
public enum AttributeTargets
{
    Assembly = 1,// 表示特性是用在 Assembly上的，不常用
    Module = 2, //特性是用在 Module上的，不常用
    Class = 4,  // 表示特性是用来类上的
    Struct = 8, //表示用在结构体上
    Enum = 16, // 0x00000010   表示用在枚举上
    Constructor = 32, // 0x00000020   构造方法
    Method = 64, // 0x00000040       普通方法
    Property = 128, // 0x00000080     属性
    Field = 256, // 0x00000100        字段
    Event = 512, // 0x00000200         事件
    Interface = 1024, // 0x00000400    接口
    Parameter = 2048, // 0x00000800    方法的参数
    Delegate = 4096, // 0x00001000     委托
    ReturnValue = 8192, // 0x00002000   返回值
    GenericParameter = 16384, // 0x00004000   泛型参数
    All = GenericParameter | ReturnValue | Delegate | Parameter | Interface | Event | Field | Property | Method | Constructor | Enum | Struct | Class | Module | Assembly, // 0x00007FFF ，所有
}

我们常用的限制是ALL或者类等，限制也可以是多个，写法如下：限制A|限制B|限制C，表示A、B、C三种限制共存。具体原理是因为 AttributeTargets 是支持位运算的枚举，通过一定的位运算可以在一个值中间存放多个枚举。
说了这么多，我们自己重新写一个特性类吧：
1.限定只能给类使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class DemoAttribute : Attribute { }

2.限定只能给方法使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}

3.限定不能继承的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.All, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}

4.限定类和枚举可以使用，但不能继承的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}

需要注意的一点就是，如果要指定是否可以被继承或者是否允许多次使用这两个属性则需要先指定特性的作用范围，即限定是类能使用还是所有都可以。

1.2 使用特性

我们自定义了一个特性，就必须使用它才能会有意义，否则它只是一个普通的类。那么我们该如何使用呢？其实在上一节中我们隐晦的介绍了特性的使用方式。就是用中括号包裹起来，给类、属性、方法等标记起来。
首先我们定义一个贼普通的特性：

public class DemoAttribute : Attribute {   }//没有任何限制，可以用在任何支持特性的地方

然后使用它：

[Demo]//[DemoAttribute]
public class TestDemo
{    
}

如示例所示，在类上面添加[Demo]标记，表示这个类应用了特性DemoAttribute，也可以使用类名，但是C#会自动忽略类名中结尾的Attribute。当然有的人会把特性写在类或者方法等声明的同一行开头位置，不过我一般会写在不同行，毕竟阅读上简单明了。
我们之前说过，抛开它集成自Attribute类不提，它也是一个类。既然是类，那么就会有属性。那么现在定义一个带属性的特性类：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
    public string Name { get; set; }
}

该特性声明了一个变量，使用方式如下：

[Demo(Name = "测试")]
public class Student{ }

DemoAttribute是一个只能用在类、枚举上的特性，有一个属性是Name。在使用的时候可以用(属性名="属性值")的方式为属性赋值。
更多的使用方式：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public DemoAttribute(int age)
    {
        Age = age;
    }
}

使用：

[Demo(10,Name = "测试")]
public Student(){ }

如果特性类声明了构造方法，那么在使用的时候，优先按照构造方法的顺序进行赋值，然后使用属性名=属性值的方式为其他属性进行赋值。

2. 特性在反射中的应用

在第一节中介绍了如何声明一个特性和使用特性，但是没有反射或者类加载技术，那么特性的作用就并没有想象中的那么大。就像人有多个身份，但是也得有对应的公司或者对应的环境。比如说，王XX有个身份是某XX公司老总，那么XX公司得需要在工商局注册登记，他这个身份才会有效。如果没有登记，那么这个身份也就是个虚名。当特性离开了反射，离开了类加载技术，特性就是摆设。当然这部分只限于自定义特性，因为C#内置的一些特性涉及到另外的技术：动态编译，或者需要编译器的配合。我们自定义的特性显然没有这些特权，所以必须我们手动开发对应的行为和规范。
首先，声明一个类和特性：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public DemoAttribute(int age)
    {
        Age = age;
    }
}
[Demo(10,Name = "测试")]
public class Student
{
}

2.1 获取类的特性

var stuType = typeof(Student);

上述代码先获取到一个类的类型对象，然后调用：

IEnumerable<CustomAttributeData> attrs = stuType.CustomAttributes;

将获取到这个类上声明的所有的自定义的特性，不过获取到的是一个CustomAttributeData，这个类封装了一个特性的特征，但是在我们使用起来会很困难，而且我们更多的需要得到特性本身的对象，而不是这种需要我们进一步处理的对象。那么，调用：

IEnumerable<Attribute> data = stuType.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

通过上述方法就可以获取到一组类型是DemoAttribute的特性对象。
那么回想一下为什么是一组？在AttributeUsageAttribute有一个AllowMultiple属性，这个属性就是用来标记这个特性是否可以标注多个，也就是在同一目标上多次使用，如果这个值为True，则在此处将获取不定个，否则最多一个。具体取决于对目标做了多少标记。
获取到特性之后，依据实际需求进行开发。这里就不做过多介绍了，在后续篇幅中会对这部分的使用做更多的介绍。

2.2 获取其他元素的特性

特性不止可以标记在类上，还可以标记在属性、方法上。那么这些元素应该如何获取对应的特性呢？
1. 属性

var stuType = typeof(Student);
var property = stuType.GetProperties()[0];//假设类有一个Property
var attrs = property.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

2. 方法

var stuType = typeof(Student);
var method = stuType.GetMethods()[0];// 假设类有一个方法
var attrs = method.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

需要注意的地方是，var 关键字；DemoAttribute只是一个代指，不是特指之前声明的DemoAttribute特性类，因为之前声明的特性类没有对属性和方法进行支持，所以在本节中直接使用会编译不通过。

特性就先简单的介绍到这里，特性可以标记给很多目标比如程序集、模块、类等一系列，但实际开发至少是Web开发中，更多的是标记类、方法、属性等。这里只是介绍了特性的声明和使用，但是没有介绍实际开发中特性的使用，这部分有机会在后续篇幅中介绍吧。因为我也用的不是很多。

3. 反射中的泛型

之前在《C# 基础知识系列- 5 泛型和反射》介绍过，C#的泛型不会在编译过程中抹去痕迹，意思就是我们可以通过反射获取到对象的实际泛型类型。那么如何获取呢？

var stuType = typeof(Student);
// 获取类的泛型参数
var genericTypes = stuType.GenericTypeArguments;
var method = stuType.GetMethods()[0];
// 获取方法的泛型参数
var types = method.GetGenericArguments();

这个问题，在我写Java代码的时候，困扰了我很久，没有很好的办法。但是在C#中，我可以不用考虑这个问题。

4. 总结

反射在各大编程语言中是一个很重要的特点，泛型、特性在泛型中扮演着很重要的角色。反射在实际开发中扮演着很重要的角色，但是我们在开发中必须慎重考虑反射的使用。
到目前为止，反射介绍告一段落，但这不是结束。因为反射是个可深可浅的内容，目前只是介绍了依稀概念和理论上的一些内容，而更多的则隐藏在实际开发中，这时候就需要结合需求进行设计和代码编写了。

本文作者：GeekPower - Felix Sun
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C# 基础教程 - 帮助文档手册

C# 基础知识系列- 10 反射和泛型（二）