30. 探秘反射：强大而神秘的特性

探秘反射：强大而神秘的特性

反射（Reflection）是 C# 中一项强大而神秘的特性，它允许程序在运行时"观察"并操作自身的结构——包括类型、方法、字段等元信息。多数开发者知道反射可以实现动态创建对象或调用方法，却对其底层实现机制一知半解。本文将从 .NET 元数据结构、CLR 类型系统、IL 指令执行等底层视角，全面剖析反射的工作原理与性能本质。

一、反射的基石：.NET 元数据

反射的能力源于 .NET 程序集中存储的元数据（Metadata）。元数据是描述代码结构的数据，与代码本身一同被编译到程序集中（.dll 或 .exe），是反射机制能够"看透"程序结构的根本依据。

1. 元数据的物理存储

.NET 程序集采用 PE（Portable Executable）格式，元数据被存储在 PE 文件的特定区块（Section）中，主要包括：

• #~ 流（Stream）：存储核心元数据信息（类型定义、方法定义等）
• #Strings 流：存储所有字符串常量（如类型名、方法名）
• #US 流：存储用户字符串（如代码中的字符串字面量）
• #GUID 流：存储全局唯一标识符（用于标识版本、模块等）
• #Blob 流：存储二进制大对象（如方法签名、默认值）