\

Školení Návrhové vzory, OOP a UML


 Monday, 23 August 2010
C# - kontrola existence vlastnosti u typu dynamic bez vyvolání výjimky RuntimeBinderException.

Dan Steigerwald mě na Facebooku upozornil na článek “Challenge: Dynamically dynamic” na blogu Ayende Rahiena. Jak se můžete sami podívat, celá výzva se týká toho, jak zjistit, jestli u dané instance typu dynamic existuje vlastnost se zadaným jménem, aniž byste museli odchytávat  výjimku RuntimeBinderException, která vás na chybějící vlastnost sice drsně upozorní, ale zároveň vás nutí používat kód řízený výjimkami.

 

Jak vypadá kód detekující existenci vlastnosti s vy/zneužitím RuntimeBinderException?

   private static bool HasPropertyNaive(IDynamicMetaObjectProvider dynamicProvider, string name)
        {
            try
            {
                var callSite =
                                CallSite<Func<CallSite, object, object>>.Create(Binder.GetMember(CSharpBinderFlags.None, name, typeof(Program),
                                                         new[]
                                                                 {
                                                                     CSharpArgumentInfo.Create(
                                                                         CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
                                                                 }));
                callSite.Target(callSite, dynamicProvider);
                return true;
            }
            catch (RuntimeBinderException)
            {

                return false;
            }

        }

A použití:

static void Main(string[] args)
        {
            dynamic testDynamicObject = new ExpandoObject();
            testDynamicObject.Name = "Testovaci vlastnost";
            Console.WriteLine(HasPropertyNaive(testDynamicObject, "Name"));
            Console.WriteLine(HasPropertyNaive(testDynamicObject, "Id"));            
            Console.ReadLine();
        }

 

Stejně jako v zadání na blogu Ayende metoda HasPropertyNaive pracuje s každým objektem dynamic skrytým za rozhraním IDynamicMetaObjectProvider. V metodě napodobíme chování kompilátoru C# – vytvoříme “kontext operace”, tzv. CallSite, které předáme hlavně tzv. “Binder” voláním tovární metody metody Binder.GetMember. Binder, v našem případě binder pro get akcesor vlastnosti, jejíž přítomnost testujeme a jejíž název jsme předali metodě HasPropertyNaive v argumentu name,  si lze zjednodušeně představit jako objekt, který je odpovědný za dohledání hodnoty vlastnosti u dynamického objektu za běhu aplikace.

U CallSite použijeme metodu Target, které předáme samotnou instanci callSite a objekt dynamic, u nějž chceme otestovat existenci vlastnosti. Jestliže vlastnost u objektu dynamic neexistuje, metoda Target vyvolá výjimku RuntimeBinderException a my vrátíme false, jinak ignorujeme návratovou hodnotu metody target a vracíme true, což je pro kód volající metodu HasPropertyNaive potvrzení, že vlastnost existuje.

Metoda HasPropertyNaive plní svůj účel, ale za cenu vyvolání výjimky RuntimeBinderException. A toho se týká právě “challenge”. Zkusme se výjimky zbavit.

Kdybychom měli testovat existenci vlastnosti jen u instancí “ExpandoObject”, měli bychom hned hotovo.

private static bool HasPropertyExpandOnly(IDynamicMetaObjectProvider dynamicProvider, string name)
{
return ((IDictionary)dynamicProvider).ContainsKey(name);
}

ExpandoObject totiž podporuje rozhraní IDictionary a klíčem v objektu Dictionary jsou názvy vlastností.

Zadání ale vyžaduje, abychom zkontrolovali přítomnost vlastnosti u ktreréhokoli objektu dynamic typu IDynamicMetaObjectProvider. Když předáte metodě HasPropertyExpandOnly instanci dynamic, která dědí z DynamicObject nebo přímo implementuje rozhraní IDynamicMetaObjectProvider, při pokusu o přetypování instance na rozhraní IDictionary dojde k výjimce.

Problém s detekcí přítomnosti vlastnosti by také zcela zmizel, kdybychom měli zaručeno, že každá instance typu IDynamicMetaObjectProvider a s ní asociovaný “DynamicMetaObject” z metody GetDynamicMemberNames vrátí seznam s názvy všech dynamických členů.

private static bool HasProperty(IDynamicMetaObjectProvider dynamicProvider, string name)
{
return dynamicProvider
                    .GetMetaObject(Expression.Constant(dynamicProvider))
                    .GetDynamicMemberNames()
                    .Contains(name);
} 

Bohužel ani to garantováno nemáme a metoda GetDynamicMemberNames u mnoha instancí dynamic bez skrupulí vrátí prázdné pole, i když vlastnosti existují.

Musíme si tedy poradit jinak.

Následuje kód metody HasProperty včetně podpůrných konstrukcí, která pracuje s libovolnou instanci typu IDynamicMetaObjectProvider a ke zjištění, zda je, či není vlastnost přítomna, nepotřebuje vyvolávat výjimku RuntimeBinderException.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Dynamic;
using Microsoft.CSharp.RuntimeBinder;
using System.Linq.Expressions;
using System.Runtime.CompilerServices;


namespace DynamicCheckPropertyExistence
{
    class Program
    {                
        private static bool HasProperty(IDynamicMetaObjectProvider dynamicProvider, string name)
        {



            var defaultBinder = Binder.GetMember(CSharpBinderFlags.None, name, typeof(Program),
                             new[]
                                     {
                                         CSharpArgumentInfo.Create(
                                         CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
                                     }) as GetMemberBinder;


            var callSite = CallSite<Func<CallSite, object, object>>.Create(new NoThrowGetBinderMember(name, false, defaultBinder));


            var result = callSite.Target(callSite, dynamicProvider);

            if (Object.ReferenceEquals(result, NoThrowExpressionVisitor.DUMMY_RESULT))
            {
                return false;
            }

            return true;

        }

      

    }

    class NoThrowGetBinderMember : GetMemberBinder
    {
        private GetMemberBinder m_innerBinder;        
        
        public NoThrowGetBinderMember(string name, bool ignoreCase, GetMemberBinder innerBinder) : base(name, ignoreCase)
        {
            m_innerBinder = innerBinder;            
        }
        
        public override DynamicMetaObject FallbackGetMember(DynamicMetaObject target, DynamicMetaObject errorSuggestion)
        {


            var retMetaObject = m_innerBinder.Bind(target, new DynamicMetaObject[] {});            
            
            var noThrowVisitor = new NoThrowExpressionVisitor();
            var resultExpression = noThrowVisitor.Visit(retMetaObject.Expression);

            var finalMetaObject = new DynamicMetaObject(resultExpression, retMetaObject.Restrictions);
            return finalMetaObject;

        }
        
    }

    class NoThrowExpressionVisitor : ExpressionVisitor
    {        
        public static readonly object DUMMY_RESULT = new DummyBindingResult();
        
        public NoThrowExpressionVisitor()
        {
            
        }

        protected override Expression VisitConditional(ConditionalExpression node)
        {
            
            if (node.IfFalse.NodeType != ExpressionType.Throw)
            {
                return base.VisitConditional(node);
            }
            
            Expression<Func<Object>> dummyFalseResult = () => DUMMY_RESULT;
            var invokeDummyFalseResult = Expression.Invoke(dummyFalseResult, null);                                    
            return Expression.Condition(node.Test, node.IfTrue, invokeDummyFalseResult);
        }

        private class DummyBindingResult {}       
    }
}

Proč se metoda HasProperty obejde bez vyvolání výjimky? Použil jsem trik, kdy objektu CallSite nepředávám přímo výchozí GetMemberBinder, ale vlastní NoThrowGetMemberBinder, který je potomkem bázové třídy GetMemberBinder z DLR. Můj NoThrowGetMember v kostruktoru přijímá další objekt GetMemberBinder, který interně použije pro zjištění hodnoty vlastnosti. Metoda HasProperty předává instanci NoThrowGetMember do konstruktoru tovární metodou Binder.CreateBinder vytvořený výchozí C# Binder, takže nemusíme v třídě NoThrowGetMember naštěstí duplikovat veškerou logiku pro přístup k vlastnosti, která je  již součástí výchozího C# Binderu.

NoThrowGetBinderMember se spoléhá na to, že při pokusu o přístup k dynamickým metodám a vlastnostem u objektu IDynamicMetaProvider třída GetMemberBinder dovoluje odvozeným třídám, aby aplikovaly vlastní logiku pro práci s “dynamickými” členy v tzv. “fallback” metodách. NoThrowGetBinderMember tedy dostane šanci dohledat vlastnost v přepsané metodě FallbackGetMember.

Metoda FallbackGetMember pracuje takto:

1. Použije metodu Bind předaného Binderu (m_innerBinder) , které předá jako první argument “DynamicMetaObject” v argumentu target a druhým argumentem je prázdné pole objektů “DynamicMetaObject”. Výchozí Binder udělá svou práci a vrátí nám další DynamicMetaObject, který si uložíme do proměnné retMetaObject.

var retMetaObject = m_innerBinder.Bind(target, new DynamicMetaObject[] {});
 

2. V retMetaObject je vyhodnocovací výraz (Expression tree) pro získání hodnoty vlastnosti, který pro vlastnost Name může vypadat zjednodušeně takto. Tučně je vyznačena část, která je odpovědná za vyvolání výjimky, jestliže vlastnost neexistuje.

IIF(ExpandoTryGetValue(Convert($arg0), value(System.Dynamic.ExpandoClass), 0, "Name", False, value), value, throw(new RuntimeBinderException("'System.Dynamic.ExpandoObject' does not contain a definition for 'Name'")))
IIF(ExpandoCheckVersion(Convert($arg0), value(System.Dynamic.ExpandoClass)), {var value; ... }, gotoCallSiteBinder.UpdateLabel)

My ale výjimku vyvolávat nechceme, a proto vlastním vizitorem NoThrowExpressionVisitor modifikujeme “expression tree” tak, že  místo vyvolání výjimky, když vlastnost neexistuje, vrátíme hodnotu statické proměnné  DUMMY_RESULT. Vlastnost Expression u proměnné retMetaObject je určena pouze pro čtení, proto vytvoříme nový DynamicMetaObject s upravenou “Expression” a původními restrikcemi a uložíme ho do proměnné finalMetaObject, která je také návratovou hodnotou metody FallbackGetMember.

 


            
            var noThrowVisitor = new NoThrowExpressionVisitor();
            var resultExpression = noThrowVisitor.Visit(retMetaObject.Expression);

            var finalMetaObject = new DynamicMetaObject(resultExpression, retMetaObject.Restrictions);
            return finalMetaObject;

Úplný kód třídy NoThrowExpressionVisitor naleznete ve výpisu výše.

Metoda HasProperty  vyvolá metodu Target na objektu CallSite a zkontroluje, zda její návratová hodnota je referenčně shodná s hodnotou v proměnné NoThrowExpressionVisitor.DUMMY_RESULT a pokud tomu tak je, vrátí false, protože nyní místo vyvolání výjimky byla vrácena zástupná hodnota signalizující “vlastnost u objektu dynamic neexistuje”, jinak vrátí true -  “vlastnost existuje”.

 

var result = callSite.Target(callSite, dynamicProvider);
if (Object.ReferenceEquals(result, NoThrowExpressionVisitor.DUMMY_RESULT))
            {
                return false;
            }
            
            

Použití metody HasProperty.

static void Main(string[] args)
        {
            dynamic testDynamicObject = new ExpandoObject();
            testDynamicObject.Name = "Testovaci vlastnost";            
            Console.WriteLine(HasProperty(testDynamicObject, "Name"));
            Console.WriteLine(HasProperty(testDynamicObject, "Id"));
            Console.ReadLine();
        }

/*Výsledek:
True 
False
*/

Zkoušel jsem metodu HasProperty použít i na zjišťování existence vlastnosti u potomků třídy DynamicObject pro zpracování rss a vše funguje dle očekávání.

“Challenge” pokořen. :-) Obvyklá poznámka na závěr – za nic neručím, kód nemusí fungovat v dalších verzích DLR, C# a .Net Frameworku, ale to vy určitě víte.:)



Monday, 23 August 2010 14:33:03 (Central Europe Standard Time, UTC+01:00)       
Comments [0]  .NET Framework | C# | LINQ | Programátorské hádanky