[.net 物件導向程式設計進階] (21) 反射(Reflection)（下）設計模式中利用反射解耦

yubinfeng發表於2016-02-01
物件程式設計反射設計模式解耦

[.net 物件導向程式設計進階] (21) 反射(Reflection)（下）設計模式中利用反射解耦

本節導讀:上篇文章簡單介紹了.NET物件導向中一個重要的技術反射的基本應用，它可以讓我們動態的呼叫一個程式集中的成員，本篇文章將介紹如何將這一重要特性應用到設計模式中，達到swich……case,if……else帶來的耦合問題，讓我們的程式碼更漂亮，更靈活。

讀前必備：

[.net 物件導向程式設計基礎] (9) 類和類的例項
[.net 物件導向程式設計基礎] (16) 介面 
[.net 物件導向程式設計進階] (15) 快取(Cache)(二) 利用快取提升程式效能
[.net 物件導向程式設計進階] (20) 反射(Reflection)（上）利用反射技術實現動態程式設計

1.從一個例項解決問題開始

 為了說的通俗易懂一些，本篇從一個常用例項開始，其實用過程式碼生成器的同學肯定很瞭解工廠反射模式了，這種模式應用在資料層面，主要解決了一個問題，那就是可以動態更換資料庫而不需要改動程式碼，讓我們的程式碼解耦。下面我們一步一步改進程式碼，最終實現我們的目標——動態資料訪問層設計。

1.1最簡單的資料訪問設計

我們建立兩個類，一個User類，一個UserSqlServer類，實現如下：

User.cs 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class User
    {
        public int Id
        {
            get; set;
        }

        public string Name
        {
            get; set;
        }
    }
}

UserSqlServer.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class SqlServerUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一個使用者");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通過id獲得一個使用者記錄,Id:"+id);
            return null;
        }

    }
}
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輸出程式碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User();
            SqlServerUser li = new SqlServerUser();
            li.InserUser(user);
            li.GetUser(1);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}
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輸出結果如下：

1.2 利用工廠模式來改進

上面的程式碼，讓我們的程式碼死死的繫結在SqlServer上了，如果我們要換個Access資料庫，換個Oracle呢，於是我們利用工廠模式改進一下。

首先說一下什麼是工廠模式，簡單說就是通過一個抽象出一個工廠類，可以例項不同的類，來達到解耦。

為了能讓程式碼寫的活一些，我們用工廠模式來改進上面的程式碼，假如除了User類之外，還有一個Product類，我需要程式碼實現能隨時更換資料庫。為了達到這個要求，我們建立了介面IUser,IProduct，然後分別用三種資料庫的操作類來實現這兩個介面，最後我們建立一個工廠類Factory，在工廠類中，我們可以更換資料庫，來動態呼叫不同資料層。下面是類圖：

 

程式集結構如下：

下面是具體程式碼：

User.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class User
    {
        public int Id{get; set;}
        public string Name{get; set;}
    }
}
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Product.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Product
    {
        public int ProductId { get; set; }

        public string productName { get; set; }
    }
}
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Factory.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Factory
    {
        //資料庫選擇（Access\SqlServer\Oracle）
        private static readonly string db = "Access";
        public static IUser CreateUser()
        {
            IUser result = null;
            switch (db)
            {
                case "Access":
                    result = new DataAccessUser();
                    break;
                case "SqlServer":
                    result = new DataSqlServerUser();
                    break;
                case "Oracle":
                    result = new DataOracleUser();
                    break;
            }
            return result;
        }
        public static IProduct CreateProduct()
        {
            IProduct result = null;
            switch (db)
            {
                case "Access":
                    result = new DataAccessProduct();
                    break;
                case "SqlServer":
                    result = new DataSqlServerProduct();
                    break;
                case "Oracle":
                    result = new DataOracleProduct();
                    break;
            }
            return result;
        }

    }
}
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IUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    interface IUser
    {
        void InserUser(User user);
        User GetUser(int id);
      
    }
}
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IProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    interface IProduct
    {
        void InsertProduct(Product product);
        Product GetProduct(int id);
    }
}
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DataAccessUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataAccessUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一個使用者");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中通過id獲得一個使用者記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }


}
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DataSqlServerUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataSqlServerUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一個使用者");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通過id獲得一個使用者記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}
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DataOracleUser.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataOracleUser : IUser
    {
        public void InserUser(User user)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中新增一個使用者");
        }

        public User GetUser(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中通過id獲得一個使用者記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}
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DataAccessProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataAccessProduct : IProduct
    {

        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在Access中新增一個產品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Access中通過id獲得一個產品記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}
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DataSqlServerProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataSqlServerProduct:IProduct
    {
        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中新增一個產品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在SqlServer中通過id獲得一個產品記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}
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DataOracleProduct.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class DataOracleProduct: IProduct
    {
        public void InsertProduct(Product product)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中新增一個產品");
        }

        public Product GetProduct(int id)
        {
            Console.WriteLine("在Oracle中通過id獲得一個產品記錄,Id:" + id);
            return null;
        }
    }
}
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應用程式呼叫入口：

Program.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DataBase
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            User user = new User();
            IUser userData = Factory.CreateUser();
           
            userData.InserUser(user);
            userData.GetUser(1);

            Product product = new Product();
            IProduct productData = Factory.CreateProduct();

            productData.InsertProduct(product);
            productData.GetProduct(1);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

執行結果如下：

 

1.3 利用工廠反射模式繼續改進

上面的設計，已經能夠實現多個資料庫切換了，但是我們依然要改動工廠類的程式碼，來實現這一目標。並且還是有很多case語句來實現不同資料庫的呼叫，這樣如果不僅僅只有User和Product類，那麼程式碼量也是相當大的。我們利用本節重點要說的.NET特性，就可以達成目標了。

 

先看改進後的類圖：

增加了一個快取類，可以提高反射執行效率，改進了工廠類Factory,在工廠中使用反射，從而不再需要使用switch……case,if……else來寫不同資料庫的選擇。為了實現不需要改動程式碼而動態變更資料庫，我們使用了配置檔案，在程式執行過程中，只需要更改配置檔案中的資料庫型別和對應的連線字元，即可以動態實現了切換到不同資料庫。下面是改進後的工廠類和配置檔案

Factory.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Configuration;
using System.Reflection;
namespace DataBase
{
    class Factory
    {
        //能過Config檔案來更改資料庫
        private static readonly string db = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["db"];
        //程式集
        private static readonly string AssemblyPath = "DataBase";
        /// <summary>
        /// 建立物件或從快取獲取
        /// </summary>
        public static object CreateObject(string AssemblyPath, string ClassNamespace)
        {
            object objType = MyCache.GetCache(ClassNamespace);//從快取讀取
            if (objType == null)
            {
                try
                {
                    objType = Assembly.Load(AssemblyPath).CreateInstance(ClassNamespace);//反射建立
                    MyCache.SetCache(ClassNamespace, objType);// 寫入快取W
                }
                catch (Exception ex)
                { }
            }
            return objType;
        }
        /// <summary>
        /// 建立資料層介面IUser
        /// </summary>
        public static IUser CreateUser()
        {
            string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "User";
            object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
            return (IUser)objType;
        }
        /// <summary>
        /// 建立資料層介面IUser
        /// </summary>
        public static IProduct CreateProduct()
        {
            string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "Product";
            object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
            return (IProduct)objType;
        }
    }
}

下面是快取類(需要引用System.Web.dll)

MyCache.cs

using System;
using System.Web;
namespace DataBase
{
    /// <summary>
    /// 快取相關的操作類
    /// </summary>
    public class MyCache
    {
        /// <summary>
        /// 獲取當前應用程式指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <returns></returns>
        public static object GetCache(string CacheKey)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            return objCache[CacheKey];
        }
        /// <summary>
        /// 設定當前應用程式指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <param name="objObject"></param>
        public static void SetCache(string CacheKey, object objObject)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            objCache.Insert(CacheKey, objObject);
        }
        /// <summary>
        /// 設定當前應用程式指定CacheKey的Cache值
        /// </summary>
        /// <param name="CacheKey"></param>
        /// <param name="objObject"></param>
        public static void SetCache(string CacheKey, object objObject, DateTime absoluteExpiration, TimeSpan slidingExpiration)
        {
            System.Web.Caching.Cache objCache = HttpRuntime.Cache;
            objCache.Insert(CacheKey, objObject, null, absoluteExpiration, slidingExpiration);
        }
    }
}

配置檔案：

App.config

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
    <startup> 
        <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5.2" />
    </startup>
  <appSettings>

    <!--資料庫型別選擇 ConnectionType:Access|SqlServer|Oracle|MySql|Xml  -->
    <add key="db" value="SqlServer"/>
    <!-- 資料庫連線字串 -->
    <add key="ConStrAccess" value="Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;Data Source=D:aa.accdb;Persist Security Info=False"/>
    <add key="ConStrSqlServer" value="server=(local)\SQLEXPRESS;database=data;uid=sa;pwd=123456"/>
    <add key="ConStrOracel" value="Data Source=(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=local)(PORT=1521)) User ID=scott;Password=tiger;Unicode=True"/>
    <add key="ConStrMySql" value="server=localhost;user id=root;password=123456;database=ABC; pooling=true;"/>
    <add key="ConStrXml" value="C:/Data.xml"/>
  </appSettings>
</configuration>

下面是我們在app.config中選擇了其中一個資料庫後的輸出結果：

 

我們更改為Oracle看看輸出結果：

 

2.本節要點：

可以看到，完全達到了我們的目標：

A.多資料庫切換

B.切換資料庫不需要改動程式碼，從而減少重新編譯重新部署的麻煩

C.各個資料庫操作類相互獨立，易於維護

D.使用反射解決了switch if等分支判斷帶來的耦合。

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