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  1. É recomendável usar em projetos?
  2. Como usar?
  3. Em quais situações Reflection pode ser usado?
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Reflection é um termo usado para indicar a capacidade de obter metadados sobre o próprio programa compilado, em português pode-se referir a isso como reflexão mesmo.

Como assim, metadados?

Obter informações sobre os tipos de dados, de forma dinâmica, é muito importante para códigos que atuam sobre objetos que não se conhece em tempo de design. É muito usado em bibliotecas que se propõem a lidar com objetos de tipos que elas desconhecem em sua concepção.

O ASP.NET MVC por exemplo, só é um projeto possível por causa da reflexão. De que forma ele poderia chamar os métodos dos controllers, que ele nem conhece?

Visto, isso é preciso dizer que reflexão não é sempre rápido, é necessário verificar permissões, o nível de segurança em que o código está rodando, entre outras. Por isso, quando se obtém um resultado qualquer vindo através da reflexão, geralmente essas informações são colocadas em cache, ou seja, salvas em memória.

É recomendável?

Depende do uso:

  • sim, é recomendável: para criar comportamentos dinâmicos usando atributos, a única opção é reflexão

  • sim, é recomendável: para chamar método que não se conhece durante a concepção do sistema, também é a única opção

  • não, é abuso fazer isso: chamar um método, de uma classe conhecida em design-time usando reflexão... é absurdo

Existem tantas formas de usar reflexão que eu poderia continuar essa lista por muito tempo. Então mais vale o seguinte conselho: bom senso.

Como usar?

Existem alguns vetores de uso de reflexão que eu conheço. Para demonstrá-los, vamos considerar primeiramente a seguinte classe:

public class Pessoa
{
    public string Nome { get; set; }
}
  • Expressões Lambda: esse é um vetor de reflexão, pois é possível usar expressões lambda para chegar aos tipos, métodos entre outros objetos refletidos, que tenham sido usados na expressão. É comumente utilizado para tornar fortemente tipada a obtenção de objetos refletidos de membros de uma classe, antes disso só era possível obter esses objetos indicando uma string com o nome do método.

    Expression<Func<Pessoa, object>> expr = p => p.Nome;
    var lambda = (LambdaExpression)expr;
    var cast = lambda.Body as UnaryExpression;
    var member = (cast != null ? cast.Operand : lambda.Body) as MemberExpression;
    var propInfo = member.Member as PropertyInfo;
    Console.WriteLine(propInfo.Name); // "Nome"
    
  • typeof(Tipo): essa é uma das formas mais comuns de obter informações refletidas do sistema. Serve para obter informações sobre o tipo indicado diretamente.

    var tipo = typeof(Pessoa);
    Console.WriteLine(tipo.Name); // "Pessoa"
    
  • obj.GetType(): tão comum quando typeof, mas ao invés de se referir a um tipo diretamente, refere-se ao tipo do objeto em questão: mas tem um detalhe, não é do tipo declarado da variável, mas sim do objeto em si.

    var p = new Pessoa();    
    var tipo = p.GetType();
    Console.WriteLine(tipo.IsSealed); // "false"
    
  • Assembly: é usada para obter tipos em larga escala: por exemplo, para escanear todos os tipos existentes em um assembly, ou então em todos os assemblies carregados.

    // localizando um tipo, dentre todos os tipos carregados
    var todosOsTiposCarregados = AppDomain.CurrentDomain
        .GetAssemblies()
        .SelectMany(a => a.GetTypes())
        .Where(t => t.Name == "Pessoa");
    

E o namespace Reflection.Emit?

Não está claro na minha mente se considero isso reflexão ou não. Mas de qualquer forma, é necessário usar reflexão para gerar código dinamicamente, então tem uma conexão.

Como disse, esse namespace contém classes usadas para gerar código dinamicamente... e então compilá-los. Lembra do que eu falei sobre cache de reflexão... compilar métodos é um bom alvo de cache, pois depois de compilado os futuros usos serão muitíssimo rápidos.

Referências:

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Eu resolvi responder porque a resposta atualmente aceita e com muitos votos está essencialmente errada. Não é que tudo esteja errado, e entendo o motivo do erro, muita gente erra nisso, ate C# tem um pouco de confusão na terminologia e ajuda no erro, mas é uma questão de interpretação, C# oferece reflexão, não só introspecção, mas a maioria parte do que se usa não é reflexão. E a resposta está um pouco defasada. Já explico.

A definição dada na resposta fala de inspeção e introspecção, não de reflexão. Especialmente a parte final nega o que de fato é reflexão.

Falarei do termo genérico e pegando um pouco sobre C#.

O que é Reflection?

Reflexão é a capacidade de modificar código, especialmente em tempo de execução. Conforme verbete da Wikipedia. Não use a versão em português, ela não é boa para qualquer assunto.

Reflexão é tratar o código como se ele fosse um dado da aplicação.

Ele é um mecanismo de metaprogramação. Curiosamente já vi algumas pessoas desprezando a metaprogramação e glorificando a reflexão, o que mostra que as pessoas não entendem bem o que são esses conceitos. E aí sim, eu concordo que as pessoas devem ficar longe dele, não é um mecanismo simples.

Reflexão e metaprogramação são ferramentas poderosas, mas que exigem um bom domínio da programação para usar bem. Em alguns casos só a introspecção não é tão problemática assim, afinal ela é read only, o potencial de estrego é menor.

Sim, isso é feito porque C# tem muitos metadados. Ao mesmo tempo a presença do mecanismo faz com que se pague um custo de memória mesmo que não o use (em C# é possível personalizar o runtime para não ter, mas não é tarefa simples e foge do padrão).

A reflexão em tempo de compilação tornou o termo um pouco defasado, falarei mais sobre.

E admito que informalmente as pessoas misturam introspecção com reflexão porque a introspecção é parte da reflexão, mas a maior parte do tempo as pessoas estão apenas introspectando. E há controvérsias onde começa uma e termina a outra]5.

É recomendável usar em projetos?

A questão de ser recomendável é um pouco complicada e pode esbarrar em opiniões. Eu acho que não é recomendável. Porque recomendar é falar para usar. E não é para usar... até que seja necessário. Existem casos que é necessário para obter um resultado ou há casos que o custo compensa os benefícios.

Ela gera custo de processamento e em alguns casos é bem pesado, tornando a aplicação extremamente lenta. Você pode pagar esse custo? Tem certeza que não pode fazer de outra forma?

Existem opções melhores mesmo nos casos que alguma reflexão é necessária.

Em quais situações Reflection pode ser usado?

Já pensou em usar generics, ou o acesso direto com uma informação que você já tem? São raros os casos que você consegue fazer algo útil sem saber como o tipo é estruturado, e se você sabe não precisa desse recurso. Ele é bom quando não se sabe o que tem ali.

Se você receber um JSON que desconhece a estrutura e quer criar um tipo para esses dados e isso requer reflexão. Ótimo, bom uso. Mas depois o que fará com o objeto criado por esse tipo, se a aplicação não sabe como ele é, dá para colocar na tela de forma genérica, ou gravar em algum lugar, provavelmente serializado, que é a forma que já tinha. Percebe que não dá para fazer algo específico, então dificilmente precisa criar uma classe para ele?

Em alguns casos ele é usado para dar alguma produtividade. Nos casos que é só para economizar digitação não vale a pena. Mas há casos que pode dar mais robustez quando dá manutenção e uma modificação acerta outras partes do código.

Tem que tomar cuidado porque se não usar isso muito bem a robustez se perde por completo. E em muitos casos só é necessário porque o design ou arquitetura da aplicação está ruim. Mesmo nos casos que seja interessante, pode haver maneiras melhores.

Uma maneira melhor é o uso reflexivo em tempo de compilação que dá mais robustez e até mais eficiência. O compilador tem muitas informações sobre o código e um bom pode dar uma capacidade enorme de introspecção. E o do C# é sensacional para isso desde a criação do .NET Compiler Platform, vulgo Roslyn.

Embora sempre foi possível, mais recentemente algumas coisas foram facilitadas para geração de código de fonte durante a compilação, facilitando a reflexão (real) em tempo de compilação. E quase todos os casos de uso de reflexão deveria optar por esse mecanismo e não a reflexão clássica em tempo de execução.

Mas será difícil fazer as pessoas acostumarem, em geral é difícil ensinar truques novos para cães velhos e on cães novos não procuram os melhores e mais modernos materiais, pegam só o que está mais fácil na internet, ou seja, o que é ultrapassado.

Se não dá ou não precisa disso tudo existem outros mecanismos um pouco melhores que a reflexão, e C# oferece alguns deles, como genericidade já falada, e o dinamismo de tipo como dynamic, que também deve ser evitado, mas não em troca da reflexão que é pior.

Tentando estruturar cenários:

  • Carregar módulos e classes do assembly e criar uma instância deles em tempo de execução.
  • Obter os campos de um objeto.
  • Em testes, criando objetos fictícios durante a inicialização da execução.
  • Para criar bibliotecas genéricas para lidar com formatos diferentes sem reimplantações, às vezes referidas, ou usando vinculação tardia implícita.
  • Construir novos tipos em tempo de execução.
  • Examinar e instanciar tipos.
  • Permitir alterar o valor de um campo marcado como private ou protected em uma biblioteca de terceiros.

Já que não são coisas ordinárias, é por conta e risco.

Por que é útil?

Ela pode:

  • dar mais produtividade.
  • dar um poder e flexibilidade maior para códigos que precisam de certo dinamismo.
  • substituir um trabalho árduo e maçante, dando mais robustez,
  • melhora a eficiência se for feita em tempo de compilação.

Só espero que as pessoas não abusem disto, especialmente usando a reflexão em tempo de execução.

Como usar?

eu dei vários exemplos, especialmente em C#, tem muita coisa no site sobre o assunto. Mas quase tudo é a reflexão de execução, que era predominante até então, mas agora a tendência será começar ter mais exemplos usando geração de código. E boa parte usa apenas a parte da introspecção.

Os exemplos da outra resposta são apenas de introspecção, poderia ser diferente com Reflection.Emit, ou técnicas mais modernas usando o Roslyn para gera código durante a compilação ou mesmo em tempo de execução. Veja mais.

Não adiantaria eu colocar 2 ou 3 exemplos porque é possível de diversas formas, siga o link acima para ver outros.

Coloquei no GitHub para referência futura.

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