昨天写了《》，有个网友写信问我一个问题：从性能上看，Expression Tree和IL Emit孰优孰劣?虽然我在回信中作了简单的回答，但不知道这个网友是否懂我的意思。反正今天呆在家里也没事儿，干脆再就这个话题再写一篇文章。

目录：

一、Expression Tree和IL Emit并不存在所谓的性能差异

二、属性赋值操作的两种写法

三、属性取值操作的两种写法

四、两种写法对应的IL

 

一、Expression Tree和IL Emit并不存在所谓的性能差异

Expression Tree和IL Emit的性能孰优孰劣，这本是个“不是问题的问题”。因为两者之间并不存在本质的区别，所以也谈不上性能的优劣问题。举个例子来说，我们知道.NET Framework 2.0,3.0和3.5使用的是相同的CLR。但是C# 3.0、3.5在2.0的基础上推出了很多语言层面的特性，比如自动实现属性：

1: public class Foo

2: {

3:     public Bar Bar{get;set;}

4:     public Foo()

5:     {

6:         this.Bar = new Bar();

7:     }

8: }

我们也可以按照下面“传统”的方式来写上面这段代码，谁都知道这两种写法在本质上是完全一样的。就上面的程序来说，在编译的时候C#编译器会将其转化成下一种形式，什么自动实现属性、匿名属性、扩展方法，都是浮云——语法糖而已。

1: public class Foo

2: {

3:     private Bar _bar;

4:     public Bar Bar

5:     {

6:         get{
    return _bar;}

7:         set{_bar = value;}

8:     }

9:     public Foo()

10:     {

11:         _bar = new Bar();

12:     }

13: }

Expression Tree和IL Emit之间的关系与这些“语法糖”类似。编译后的Expression Tree就是IL代码；而IL Emit让我们可以用高级语言的编程方式来控制中间语言（IL）程序。由于最终的东西都是一样的，谈不上谁比谁好的问题。编译Expression Tree实现了向IL的转换，如果你通过IL Emit写的IL能够比Expression Tree自动转换的好，那么你的程序性能就好，否则性能就差。但是我们不能说Expression Tree和IL Emit在性能上孰优孰劣。

二、属性赋值操作的两种写法

我们说明Expression Tree和IL Emit之间不存在性能的差异，我们不妨写个例子。简单起见，我们还是采用前面谈到过的属性赋值和取值的操作为例。假设有如下一个接口IFoo，包含一个类型和名称均为Bar的可读写的属性。

1: public interface IFoo

2: {

3:     Bar{get;set;}

4: }

5: public class Bar{}

现在我们通过Expression Tree和IL Emit两种方式编写一个静态方法对IFoo对象的Bar属性进行赋值。简单起见，我们甚至将静态方法的参数类型直接指定为IFoo和Bar，从而省去了类型转换操作。下面是通过Expression Tree进行属性赋值的方法：SetPropertyValueViaExpression。

1: public static void SetPropertyValueViaExpression(IFoo foo, Bar bar)

2: {

3:     var property = typeof(IFoo).GetProperty("Bar");

4:     var target = Expression.Parameter(typeof(IFoo));

5:     var propertyValue = Expression.Parameter(typeof(Bar));

6:     var setPropertyValue = Expression.Call(target, property.GetSetMethod(), propertyValue);

7:     var setAction= Expression.Lambda
      
       
        >(setPropertyValue, target, propertyValue).Compile();
       
      

8:     setAction(foo, bar);

9: }

而下面的SetPropertyValueViaEmit则通过IL Emit的方式完成了一样的工作：

1: public static void SetPropertyValueViaEmit(IFoo foo, Bar bar)

2: {

3:     var property = typeof(IFoo).GetProperty("Bar");

4:     DynamicMethod method = new DynamicMethod("SetValue", null, new Type[] { typeof(IFoo), typeof(Bar) });

5:     ILGenerator ilGenerator = method.GetILGenerator();

6:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

7:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);

8:     ilGenerator.EmitCall(OpCodes.Callvirt, property.GetSetMethod(), null);

9:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

10: 

11:     method.DefineParameter(1, ParameterAttributes.In, "obj");

12:     method.DefineParameter(2, ParameterAttributes.In, "value");

13:     var setAction = (Action
      
       )method.CreateDelegate(typeof(Action
       
        ));
       
      

14:     setAction(foo, bar);

15: }

三、属性取值操作的两种写法

接下来，我们来编写用于进行属性取值操作的方法。下面的SetPropertyValueViaExpression方法是基于Expression Tree的。

1: public static Bar GetPropertyValueViaExpression(IFoo foo)

2: {

3:     var property = typeof(IFoo).GetProperty("Bar");

4:     var target = Expression.Parameter(typeof(IFoo));

5:     var getPropertyValue = Expression.Property(target, property);

6:     var getFunc = Expression.Lambda
      
       
        >(getPropertyValue, target).Compile();
       
      

7:     return getFunc(foo);

8: }

下面则是基于IL Emit的版本：

1: public static Bar GetPropertyValueViaEmit(IFoo foo)

2: {

3:     var property = typeof(IFoo).GetProperty("Bar");

4:     DynamicMethod method = new DynamicMethod("GetValue", typeof(Bar), new Type[] { typeof(IFoo) });

5: 

6:     ILGenerator ilGenerator = method.GetILGenerator();

7:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

8:     ilGenerator.EmitCall(OpCodes.Callvirt, property.GetGetMethod(), null);

9:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

10: 

11:     method.DefineParameter(1, ParameterAttributes.In, "target");

12:     var getFunc = (Func
      
       )method.CreateDelegate(typeof(Func
       
        ));
       
      

13:     return getFunc(foo);

14: }

四、看看两种写法对应的IL

我们说过，经过编译的Expression Tree就是一段IL代码，而IL Emit则直接反映了IL的执行流程。要判断两者在性能方面孰优孰劣，我们只需要看看Expression Tree最终被转换成怎样的IL。我们现在的做法是动态生成一个程序集，将Expression Tree部分定义到一个方法之中。虽然IL Emit已经是真实底反映了底层的IL代码，但是为了我们的比较更加直观，我们也将IL Emit的部分也写入相应的方法。

为此我们在一个Console应用中的Main方法编写了如下的代码：动态创建了名称为Artech.EmitVsExpression的程序集，其中定义了同名的模块。一个唯一的类型Program定义其中，其中定义了四个静态方法：GetPropertyValueViaExpression、SetPropertyValueViaExpression、GetPropertyValueViaEmit和GetPropertyValueViaEmit。而方法体部分则是上面Expression Tree和IL Emit定义的内容。最后这个程序集被保存为一个同名的.dll文件。

1: static void Main()

2: {

3:     var property        = typeof(IFoo).GetProperty("Bar");

4:     var assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName("Artech.EmitVsExpression"), AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);

5:     var moduleBuilder   = assemblyBuilder.DefineDynamicModule("Artech.EmitVsExpression", "Artech.EmitVsExpression.dll");

6:     var typeBuilder     = moduleBuilder.DefineType("Program");

7: 

8:     //GetPropertyValueViaExpression

9:     var methodBuilder       = typeBuilder.DefineMethod("GetPropertyValueViaExpression", MethodAttributes.Static | MethodAttributes.Public, typeof(Bar), new Type[] { typeof(IFoo) });

10:     var target              = Expression.Parameter(typeof(IFoo));

11:     var getPropertyValue    = Expression.Property(target, property);

12:     Expression.Lambda
      
       
        >(getPropertyValue, target).CompileToMethod(methodBuilder);
       
      

13: 

14:     //SetPropertyValueViaExpression

15:     methodBuilder           = typeBuilder.DefineMethod("SetPropertyValueViaExpression", MethodAttributes.Static | MethodAttributes.Public, typeof(void), new Type[] { typeof(IFoo), typeof(Bar) });

16:     target                  = Expression.Parameter(typeof(IFoo));

17:     var propertyValue       = Expression.Parameter(typeof(Bar));

18:     var setPropertyValue    = Expression.Call(target, property.GetSetMethod(), propertyValue);

19:     Expression.Lambda
      
       
        >(setPropertyValue, target, propertyValue).CompileToMethod(methodBuilder);
       
      

20: 

21:     //GetPropertyValueViaEmit

22:     methodBuilder           = typeBuilder.DefineMethod("GetPropertyValueViaEmit", MethodAttributes.Static| MethodAttributes.Public, typeof(Bar), new Type[] { typeof(IFoo) });

23:     ILGenerator ilGenerator = methodBuilder.GetILGenerator();

24:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

25:     ilGenerator.EmitCall(OpCodes.Callvirt, property.GetGetMethod(), null);

26:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

27: 

28:     //SetPropertyValueViaEmit

29:     methodBuilder   = typeBuilder.DefineMethod("SetPropertyValueViaEmit", MethodAttributes.Static | MethodAttributes.Public, typeof(void), new Type[] { typeof(IFoo), typeof(Bar) });

30:     ilGenerator     = methodBuilder.GetILGenerator();

31:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);

32:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);

33:     ilGenerator.EmitCall(OpCodes.Callvirt, property.GetSetMethod(), null);

34:     ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

35: 

36:     typeBuilder.CreateType();

37:     assemblyBuilder.Save("Artech.EmitVsExpression.dll");

38: }

现在我们通过IL Disassembler打开这个.dll文件，看看四个静态方法的IL代码。下面是用于用于获取属性值的GetPropertyValueViaExpression和GetPropertyValueViaEmit方法，我们可以看出它们具有完全一致的方式体。

1: .method public static class [EmitVsExpressionTree]Bar

2:         GetPropertyValueViaExpression(class [EmitVsExpressionTree]IFoo A_0) cil managed

3: {

4:   // Code size       7 (0x7)

5:   .maxstack  1

6:   IL_0000:  ldarg.0

7:   IL_0001:  callvirt   instance class [EmitVsExpressionTree]Bar [EmitVsExpressionTree]IFoo::get_Bar()

8:   IL_0006:  ret

9: } // end of method Program::GetPropertyValueViaExpression

10: 

11: .method public static class [EmitVsExpressionTree]Bar

12:         GetPropertyValueViaEmit(class [EmitVsExpressionTree]IFoo A_0) cil managed

13: {

14:   // Code size       7 (0x7)

15:   .maxstack  1

16:   IL_0000:  ldarg.0

17:   IL_0001:  callvirt   instance class [EmitVsExpressionTree]Bar [EmitVsExpressionTree]IFoo::get_Bar()

18:   IL_0006:  ret

19: } // end of method Program::GetPropertyValueViaEmit

下面是用于对属性进行赋值的两个静态方法：SetPropertyValueViaExpression和SetPropertyValueViaEmit，毫无疑问它们之间也没有差异。到现在，你还在怀疑两种之间在性能上孰优孰劣吗？

1: .method public static void  SetPropertyValueViaExpression(class [EmitVsExpressionTree]IFoo A_0,

2:                                                           class [EmitVsExpressionTree]Bar A_1) cil managed

3: {

4:   // Code size       8 (0x8)

5:   .maxstack  2

6:   IL_0000:  ldarg.0

7:   IL_0001:  ldarg.1

8:   IL_0002:  callvirt   instance void [EmitVsExpressionTree]IFoo::set_Bar(class [EmitVsExpressionTree]Bar)

9:   IL_0007:  ret

10: } // end of method Program::SetPropertyValueViaExpression

11: 

12: .method public static void  SetPropertyValueViaEmit(class [EmitVsExpressionTree]IFoo A_0,

13:                                                     class [EmitVsExpressionTree]Bar A_1) cil managed

14: {

15:   // Code size       8 (0x8)

16:   .maxstack  2

17:   IL_0000:  ldarg.0

18:   IL_0001:  ldarg.1

19:   IL_0002:  callvirt   instance void [EmitVsExpressionTree]IFoo::set_Bar(class [EmitVsExpressionTree]Bar)

20:   IL_0007:  ret

21: } // end of method Program::SetPropertyValueViaEmit

既然在IL上它们没有差别，那么它们就是两对等效的方法。如果你通过Reflector来打开我们生成的.dll,你会清晰地看到这真的是两对完全一致的方法。

1: internal class Program

2: {

3:     // Methods

4:     public static Bar GetPropertyValueViaEmit(IFoo foo1)

5:     {

6:         return foo1.Bar;

7:     }

8: 

9:     public static Bar GetPropertyValueViaExpression(IFoo foo1)

10:     {

11:         return foo1.Bar;

12:     }

13: 

14:     public static void SetPropertyValueViaEmit(IFoo foo1, Bar bar1)

15:     {

16:         foo1.Bar = bar1;

17:     }

18: 

19:     public static void SetPropertyValueViaExpression(IFoo foo1, Bar bar1)

20:     {

21:         foo1.Bar = bar1;

22:     }

23: }