[.net 面向对象程序设计进阶] (21) 反射(Reflection)（下）设计模式中利用反射解耦
本节导读:上篇文章简单介绍了.NET面向对象中一个重要的技术反射的基本应用，它可以让我们动态的调用一个程序集中的成员，本篇文章将介绍如何将这一重要特性应用到设计模式中，达到swich……case,if……else带来的耦合问题，让我们的代码更漂亮，更灵活。
读前必备：
[.net 面向对象编程基础](9)类和类的实例[.net 面向对象编程基础] (16) 接口
[.net 面向对象程序设计进阶] (15) 缓存(Cache)(二) 利用缓存提升程序性能[.net 面向对象程序设计进阶] (20) 反射(Reflection)（上）利用反射技术实现动态编程
1.从一个实例解决问题开始
为了说的通俗易懂一些，本篇从一个常用实例开始，其实用过代码生成器的同学肯定很了解工厂反射模式了，这种模式应用在数据层面，主要解决了一个问题，那就是可以动态更换数据库而不需要改动代码，让我们的代码解耦。下面我们一步一步改进代码，最终实现我们的目标——动态数据访问层设计。
1.1最简单的数据访问设计
我们创建两个类，一个User类，一个UserSqlServer类，实现如下：
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中新增一个用户");
} public User GetUser(int id)
{
Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个用户记录,Id:"+id);
return null;
} }
}
输出代码如下：
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(); Console.ReadKey();
}
}
}
输出结果如下：
1.2 利用工厂模式来改进
上面的代码，让我们的代码死死的绑定在SqlServer上了，如果我们要换个Access数据库，换个Oracle呢，于是我们利用工厂模式改进一下。
首先说一下什么是工厂模式，简单说就是通过一个抽象出一个工厂类，可以实例不同的类，来达到解耦。
为了能让代码写的活一些，我们用工厂模式来改进上面的代码，假如除了User类之外，还有一个Product类，我需要代码实现能随时更换数据库。为了达到这个要求，我们创建了接口IUser,IProduct，然后分别用三种数据库的操作类来实现这两个接口，最后我们创建一个工厂类Factory，在工厂类中，我们可以更换数据库，来动态调用不同数据层。下面是类图：
程序集结构如下：
下面是具体代码：
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;}
}
}
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; }
}
}
Factory.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks; namespace DataBase
{
class Factory
{
//数据库选择（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;
} }
}
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); }
}
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);
}
}
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中新增一个用户");
} public User GetUser(int id)
{
Console.WriteLine("在Access中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
return null;
}
} }
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中新增一个用户");
} public User GetUser(int id)
{
Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
return null;
}
}
}
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中新增一个用户");
} public User GetUser(int id)
{
Console.WriteLine("在Oracle中通过id获得一个用户记录,Id:" + id);
return null;
}
}
}
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中新增一个产品");
} public Product GetProduct(int id)
{
Console.WriteLine("在Access中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
return null;
}
}
}
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中新增一个产品");
} public Product GetProduct(int id)
{
Console.WriteLine("在SqlServer中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
return null;
}
}
}
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中新增一个产品");
} public Product GetProduct(int id)
{
Console.WriteLine("在Oracle中通过id获得一个产品记录,Id:" + id);
return null;
}
}
}
应用程序调用入口：
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(); Product product = new Product();
IProduct productData = Factory.CreateProduct(); productData.InsertProduct(product);
productData.GetProduct(); Console.ReadKey();
}
}
}
运行结果如下：
1.3 利用工厂反射模式继续改进
上面的设计，已经能够实现多个数据库切换了，但是我们依然要改动工厂类的代码，来实现这一目标。并且还是有很多case语句来实现不同数据库的调用，这样如果不仅仅只有User和Product类，那么代码量也是相当大的。我们利用本节重点要说的.NET特性，就可以达成目标了。
先看改进后的类图：
增加了一个缓存类，可以提高反射运行效率，改进了工厂类Factory,在工厂中使用反射，从而不再需要使用switch……case,if……else来写不同数据库的选择。为了实现不需要改动代码而动态变更数据库，我们使用了配置文件，在程序运行过程中，只需要更改配置文件中的数据库类型和对应的连接字符，即可以动态实现了切换到不同数据库。下面是改进后的工厂类和配置文件
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
{
//能过Config文件来更改数据库
private static readonly string db = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["db"];
//程序集
private static readonly string AssemblyPath = "DataBase";
/// <summary>
/// 创建对象或从缓存获取
/// </summary>
public static object CreateObject(string AssemblyPath, string ClassNamespace)
{
object objType = MyCache.GetCache(ClassNamespace);//从缓存读取
if (objType == null)
{
try
{
objType = Assembly.Load(AssemblyPath).CreateInstance(ClassNamespace);//反射创建
MyCache.SetCache(ClassNamespace, objType);// 写入缓存W
}
catch (Exception ex)
{ }
}
return objType;
}
/// <summary>
/// 创建数据层接口IUser
/// </summary>
public static IUser CreateUser()
{
string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "User";
object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
return (IUser)objType;
}
/// <summary>
/// 创建数据层接口IUser
/// </summary>
public static IProduct CreateProduct()
{
string ClassNamespace = AssemblyPath + ".Data" + db + "Product";
object objType = CreateObject(AssemblyPath, ClassNamespace);
return (IProduct)objType;
}
}
}
下面是缓存类(需要引用System.Web.dll)
MyCache.cs
using System;
using System.Web;
namespace DataBase
{
/// <summary>
/// 缓存相关的操作类
/// </summary>
public class MyCache
{
/// <summary>
/// 获取当前应用程序指定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>
/// 设置当前应用程序指定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>
/// 设置当前应用程序指定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);
}
}
}
配置文件：
App.config
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<startup>
<supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5.2" />
</startup>
<appSettings> <!--数据库类型选择 ConnectionType:Access|SqlServer|Oracle|MySql|Xml -->
<add key="db" value="SqlServer"/>
<!-- 数据库连接字符串 -->
<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>
下面是我们在app.config中选择了其中一个数据库后的输出结果：
我们更改为Oracle看看输出结果：
2.本节要点：
可以看到，完全达到了我们的目标：
A.多数据库切换
B.切换数据库不需要改动代码，从而减少重新编译重新部署的麻烦
C.各个数据库操作类相互独立，易于维护
D.使用反射解决了switch if等分支判断带来的耦合。
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