استفادهی از Reflection در زیر ساختهای دات نت و ASP.NET Core، بسیار گستردهاست؛ به همین جهت هرگونه بهبود کارآیی در این زمینه، نه فقط بر روی خود فریمورک، بلکه تمام برنامههایی که از آن استفاده میکنند هم تاثیر گذار است. از این لحاظ دات نت 7 شاهد تغییرات گستردهای است تا حدی که کارآیی برنامههای مبتنی بر دات نت 7 ای که از Reflection استفاده میکنند، نسبت به نگارشهای قبلی دات نت، حداقل 2 برابر شدهاست و این برنامهها تنها کاری را که باید انجام دهند، صرفا تغییر target framework مورد استفادهی در آنها به نگارش جدید است. در این مطلب نحوهی رسیدن به این کارآیی بالاتر را بررسی خواهیم کرد.
تدارک یک آزمایش برای بررسی میزان افزایش کارآیی Reflection در دات نت 7
یک برنامهی کنسول جدید را ایجاد کرده و سپس کلاس Person را به صورت زیر به آن اضافه میکنیم:
همانطور که مشاهده میکنید، سازندهی این کلاس، internal است و همچنین دو متد private هم دارد که اگر بخواهیم از آن در جای دیگری استفاده کنیم، یکی از روشهای متداول جهت دسترسی به این امکانات خصوصی، استفاده از Reflection است.
به همین جهت ابتدا کتابخانهی BenchmarkDotNet را با TargetFramework دات نت 7 به صورت زیر به پروژه اضافه میکنیم:
در ادامه، یک کلاس آزمایش کارآیی برنامه را که با استفاده از Reflection، به امکانات خصوصی کلاس Person دسترسی پیدا میکند، مشاهده میکنید:
توضیحات:
- در اینجا نحوهی کار با متدهای خصوصی کلاس Person را توسط Reflection مشاهده میکنید. برای مثال در متد GetAge، به نحو متداولی این کار صورت گرفتهاست. در متد GetAgeCachedMethod، قسمت دریافت اطلاعات متد، کش شدهاست و برای نمونه در متد SetAgeCachedMethodCachedParams، هم کش شدن قسمت دریافت اطلاعات متد را مشاهده میکنید و هم کش شدن پارامتر ارسالی به آنرا.
- این آزمایش را با فراخوانی زیر و تنظیم target framework به دات نت 6 و سپس دات نت 7، به صورت جداگانهای اجرا میکنیم:
حاصل اجرای آن با target framework دات نت 6 به صورت زیر است:
و با target framework دات نت 7 به صورت زیر:
همانطور که مشاهده میکنید، در اکثر موارد، کارآیی Reflection در دات نت 7، حداقل 2 برابر نمونهی مشابه دات نت 6 است.
چه تغییری در دات نت 7 سبب بهبود قابل ملاحظهی کارآیی Reflection شدهاست؟
جزئیات تغییرات صورت گرفتهی در Reflection دات نت 7 را میتوانید در این pull request مشاهده کنید که در حقیقت از امکانات سطح پایین IL Emit استفاده کردهاند. در این مورد پیشتر تعدادی مطلب ذیل عنوان «آشنایی با Reflection.Emit» در این سایت منتشر شدهاند که میتوانید آنها را بررسی کنید.
در کل هرچند تغییرات جدید دات نت مانند ارائهی انواع و اقسام source generators، در تعدادی از موارد نیاز به Reflection را کمتر کردهاند و کارآیی بیشتری را ارائه دادهاند، اما Reflection هیچگاه منسوخ نخواهد شد و هرگونه بهبود کارآیی در این زمینه، بر روی کل فریمورک و برنامههای مشتق شدهی از آن، تاثیر قابل توجهی را خواهد گذاشت.
تدارک یک آزمایش برای بررسی میزان افزایش کارآیی Reflection در دات نت 7
یک برنامهی کنسول جدید را ایجاد کرده و سپس کلاس Person را به صورت زیر به آن اضافه میکنیم:
namespace NET7Reflection; public class Person { private int _age; internal Person(int age) => _age = age; private int GetAge() => _age; private void SetAge(int age) => _age = age; }
به همین جهت ابتدا کتابخانهی BenchmarkDotNet را با TargetFramework دات نت 7 به صورت زیر به پروژه اضافه میکنیم:
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk"> <PropertyGroup> <OutputType>Exe</OutputType> <TargetFramework>net7.0</TargetFramework> <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings> <Nullable>enable</Nullable> </PropertyGroup> <ItemGroup> <PackageReference Include="BenchmarkDotNet" Version="0.13.4" /> </ItemGroup> </Project>
using System.Reflection; using BenchmarkDotNet.Attributes; namespace NET7Reflection; [MemoryDiagnoser(false)] public class Benchmarks { private readonly object?[] _ageParams = { 30 }; private readonly ConstructorInfo _ctor = typeof(Person).GetConstructor(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance, new[] { typeof(int) })!; private readonly MethodInfo _getAgeMethod = typeof(Person).GetMethod("GetAge", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance)!; private readonly Person _person = new(10); private readonly MethodInfo _setAgeMethod = typeof(Person).GetMethod("SetAge", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance)!; [Benchmark] public int GetAge() => (int)typeof(Person).GetMethod("GetAge", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance)! .Invoke(_person, Array.Empty<object?>())!; [Benchmark] public int GetAgeCachedMethod() => (int)_getAgeMethod.Invoke(_person, Array.Empty<object?>())!; [Benchmark] public void SetAge() => typeof(Person).GetMethod("SetAge", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance)! .Invoke(_person, new object?[] { 30 }); [Benchmark] public void SetAgeCachedMethod() => _setAgeMethod.Invoke(_person, new object?[] { 30 }); [Benchmark] public void SetAgeCachedMethodCachedParams() => _setAgeMethod.Invoke(_person, _ageParams); [Benchmark] public Person Ctor() => (Person)typeof(Person).GetConstructor(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance, new[] { typeof(int) })! .Invoke(_person, new object?[] { 30 })!; [Benchmark] public Person CtorCachedCtorInfo() => (Person)_ctor.Invoke(_person, new object?[] { 30 })!; [Benchmark] public Person CtorCachedCtorInfoCachedParams() => (Person)_ctor.Invoke(_person, _ageParams)!; }
- در اینجا نحوهی کار با متدهای خصوصی کلاس Person را توسط Reflection مشاهده میکنید. برای مثال در متد GetAge، به نحو متداولی این کار صورت گرفتهاست. در متد GetAgeCachedMethod، قسمت دریافت اطلاعات متد، کش شدهاست و برای نمونه در متد SetAgeCachedMethodCachedParams، هم کش شدن قسمت دریافت اطلاعات متد را مشاهده میکنید و هم کش شدن پارامتر ارسالی به آنرا.
- این آزمایش را با فراخوانی زیر و تنظیم target framework به دات نت 6 و سپس دات نت 7، به صورت جداگانهای اجرا میکنیم:
using BenchmarkDotNet.Running; using NET7Reflection; BenchmarkRunner.Run<Benchmarks>();
و با target framework دات نت 7 به صورت زیر:
همانطور که مشاهده میکنید، در اکثر موارد، کارآیی Reflection در دات نت 7، حداقل 2 برابر نمونهی مشابه دات نت 6 است.
چه تغییری در دات نت 7 سبب بهبود قابل ملاحظهی کارآیی Reflection شدهاست؟
جزئیات تغییرات صورت گرفتهی در Reflection دات نت 7 را میتوانید در این pull request مشاهده کنید که در حقیقت از امکانات سطح پایین IL Emit استفاده کردهاند. در این مورد پیشتر تعدادی مطلب ذیل عنوان «آشنایی با Reflection.Emit» در این سایت منتشر شدهاند که میتوانید آنها را بررسی کنید.
در کل هرچند تغییرات جدید دات نت مانند ارائهی انواع و اقسام source generators، در تعدادی از موارد نیاز به Reflection را کمتر کردهاند و کارآیی بیشتری را ارائه دادهاند، اما Reflection هیچگاه منسوخ نخواهد شد و هرگونه بهبود کارآیی در این زمینه، بر روی کل فریمورک و برنامههای مشتق شدهی از آن، تاثیر قابل توجهی را خواهد گذاشت.