动态代码生成和编译可以为您的 C# 应用程序开辟一个充满可能性的世界。在本教程中，我们将探讨如何使用 Reflection、Emit 和 Roslyn 在运行时生成和编译代码。我们还将向您展示如何创建可以动态执行 C# 代码的小型脚本引擎。在此过程中，我们将讨论重要的安全注意事项和性能优化。在构建插件系统、复杂的规则引擎或任何需要执行运行时代码的场景时，这些知识非常宝贵。

开始

1. 创建新的 C# 项目

首先创建一个新的 C# 控制台应用程序项目。打开首选 IDE，创建一个新项目，然后选择“控制台应用（.NET Core）”模板。

2. 添加所需的 NuGet 包2.

此项目需要两个 NuGet 包：用于动态代码生成和 Roslyn 脚本。您可以在终端或包管理器控制台中使用以下命令添加这些包：System.Reflection.EmitMicrosoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting

dotnet add package System.Reflection.Emit  
dotnet add package Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting

3. 在运行时生成和编译代码

使用 Reflection.Emit 生成动态代码

让我们首先使用 Reflection.Emit 在运行时生成代码。我们将动态创建一个简单的“Hello， World！”方法。

using System;  
using System.Reflection;  
using System.Reflection.Emit;  
  
class Program  
{  
    static void Main()  
    {  
        // Create an assembly and module  
        AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("DynamicAssembly");  
        AssemblyBuilder assemblyBuilder = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);  
        ModuleBuilder moduleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule("DynamicModule");  
        // Create a type  
        TypeBuilder typeBuilder = moduleBuilder.DefineType("DynamicType", TypeAttributes.Public);  
        // Create a method  
        MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod(  
            "SayHello",  
            MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static,  
            typeof(void),  
            Type.EmptyTypes  
        );  
        // Generate IL code for the method  
        ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();  
        il.Emit(OpCodes.Ldstr, "Hello, World!");  
        il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type\[\] { typeof(string) }));  
        il.Emit(OpCodes.Ret);  
        // Create and invoke the method  
        Type dynamicType = typeBuilder.CreateType();  
        MethodInfo sayHello = dynamicType.GetMethod("SayHello");  
        sayHello.Invoke(null, null);  
    }  
}

下面是代码的细分：

• 我们使用 Reflection.Emit 定义动态程序集、模块、类型和方法。
• 我们使用 ILGenerator 发出 IL 指令，将“Hello， World！”打印到控制台。
• 我们创建类型，获取方法，然后调用它。

使用 Roslyn 创建脚本引擎

现在，让我们使用 Roslyn 创建一个小型脚本引擎，它允许我们动态执行 C# 代码。这对于希望用户提供自定义代码的方案非常有用。

using System;  
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting;  
using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting;  
  
class Program  
{  
    static async System.Threading.Tasks.Task Main()  
    {  
        string code = "Console.WriteLine("Hello from Roslyn!");";  
          
        try  
        {  
            await CSharpScript.EvaluateAsync(code, ScriptOptions.Default);  
        }  
        catch (CompilationErrorException e)  
        {  
            Console.WriteLine("Error compiling code:");  
            foreach (var diagnostic in e.Diagnostics)  
            {  
                Console.WriteLine(diagnostic);  
            }  
        }  
    }  
}

在此示例中：

• 我们在变量中提供了一个 C# 代码片段。code
• 我们使用 Roslyn 的方法来执行代码。CSharpScript.EvaluateAsync
• 如果发生任何编译错误，我们会捕获并处理。

安全隐患

在处理动态代码执行时，安全性是最重要的问题。以下是一些需要考虑的提示：

• 沙盒：在具有受限权限的沙盒环境中执行动态代码，以防止对应用程序造成损害。
• 代码验证：实施代码验证机制以筛选出具有潜在危险的代码元素并执行输入验证。
• 访问控制：将动态生成的代码的访问权限限制为其预期功能所需的权限。
• 监视：监视代码执行是否存在任何异常行为或资源消耗。

性能注意事项

动态代码生成和编译可能会影响应用程序性能。要优化性能，请执行以下操作：

• 缓存：缓存动态生成的代码和编译的程序集，以减少生成和编译开销。
• 提前 （AOT） 编译：请考虑将 AOT 编译用于运行时性能至关重要的方案。
• 分析和优化：分析动态代码的性能，并根据需要进行优化。

使用 Reflection.Emit 和 Roslyn 进行动态代码生成和编译是强大的技术，可以使 C# 应用程序更加通用和适应性强。现在，您已经具备了创建强大的脚本引擎的基础，该引擎能够处理插件系统和复杂规则引擎等场景。