C# 在自定义的控制台输出重定向类中整合调用方信息

一、前言

二、输出重定向基础版

三、输出重定向进阶版（传递调用方信息）

四、后记及资源

独立观察员 2021 年 1 月 6 日

一、前言

众所周知，在 .NET 的控制台应用程序（就是那种小黑框程序）中输出信息，使用的是控制台输出方法 Console.Write ("消息") 或 Console.WriteLine ("消息")，这两个方法称为标准输出。而在 Winform、WPF、网页程序中，使用这种方法输出的信息是没有地方显示的，在这些程序中，我们一般把信息输出到相应的显示控件中，或者写入日志中。

比如我这有个 Winform 测试程序，相关按钮的后台逻辑就是向控制台输出 “哈哈哈”，一般情况下，点击这个按钮，左边的消息框将不会有任何消息输出：

二、输出重定向基础版

但是这里却能显示出相关消息，是怎么回事呢？原来我在构造函数中添加了这么一句 —— Console.SetOut (new ConsoleWriter (ShowInfo)); —— 这就把原本输出到控制台的消息，重定向给了方法 ShowInfo 来进行输出，而 ShowInfo 方法内通过设置文本框的文本内容来达到了显示消息的效果：

其中的关键就是自定义类 ConsoleWriter（后面有新版）：

using System;
using System.IO;
using System.Text;
/** 代码已托管 https://gitee.com/dlgcy/dotnetcodes/tree/dlgcy/DotNet.Utilities/ConsoleHelper*/
namespace DotNet.Utilities.ConsoleHelper
{/// <summary>/// [dlgcy] Console 输出重定向/// 其他版本：DotNet.Utilities.WinformHelper.TextBoxWriter/// 用法示例：/// 在构造器里加上：Console.SetOut (new ConsoleWriter (s => { LogHelper.Write (s); }));/// </summary>/// <example>/// <code>/// public class Example/// {///     public Example()///     {///         Console.SetOut(new ConsoleWriter(s => { LogHelper.Write(s); }));///     }/// }/// </code>/// </example>public class ConsoleWriter : TextWriter{private readonly Action<string> _Write;private readonly Action<string> _WriteLine;/// <summary>/// Console 输出重定向/// </summary>/// <param name="write"> 日志方法委托（针对于 Write）</param>/// <param name="writeLine"> 日志方法委托（针对于 WriteLine）</param>public ConsoleWriter(Action<string> write, Action<string> writeLine){_Write = write;_WriteLine = writeLine;}/// <summary>/// Console 输出重定向/// </summary>/// <param name="write"> 日志方法委托 </param>public ConsoleWriter(Action<string> write){_Write = write;_WriteLine = write;}// 使用 UTF-16 避免不必要的编码转换public override Encoding Encoding => Encoding.Unicode;// 最低限度需要重写的方法public override void Write(string value){_Write(value);}// 为提高效率直接处理一行的输出public override void WriteLine(string value){_WriteLine(value);}}
}

主要就是重写了 TextWriter 类的 Write 方法，然后在重写的 Write 方法中调用外部设置好的（通过构造函数）相关委托方法进行实际的信息输出。

以上就是之前的版本，工作地还不错。不过，当我们想在记录信息时同时记录调用方的信息时，问题就来了。

三、输出重定向进阶版（传递调用方信息）

要记录方法的调用方信息，我们很容易想到可以使用 C#5.0 中新增的获取调用方信息的方式，话不多说，改造 ShowInfo 方法如下即可：

/// <summary>
/// 显示消息
/// </summary>
private void ShowInfo(string info, [CallerFilePath] string filePath = "", [CallerMemberName] string memberName = "", [CallerLineNumber] int lineNumber = 0)
{TBInfo.Text += $"[{DateTime.Now:HH:mm:ss.ffff}][{filePath}][{memberName}][{lineNumber}] {info}\r\n\r\n";
}//private void ShowInfo(string info)
//{
//    TBInfo.Text += $"[{DateTime.Now:HH:mm:ss.ffff}] {info}\r\n\r\n";
//}

可以看到方法新增了以 CallerFilePath、CallerMemberName、CallerLineNumber 三个特性标注的三个可选参数，这样就能自动获得调用方法者的文件名、成员名、行号了。

自然，构造函数中的重定向方法也需要更改：

public FormTest()
{InitializeComponent();//Console.SetOut(new ConsoleWriter(ShowInfo));Console.SetOut(new ConsoleWriter(msg => { ShowInfo(msg); }));
}

运行结果如下：

表面上看好像信息都有了，但是定睛一看，怎么调用成员显示的是 .ctor 而不是 BtnConsoleRedirect_Click ？行号显示的是 18 而不是 69？其实这里显示的信息是构造函数的（因为重定向语句在那里）。那么有没有办法显示实际的调用位置呢？我们继续改造。

这次改造的是重定向类 ConsoleWriter：

using System;
using System.IO;
using System.Text;
/** 代码已托管 https://gitee.com/dlgcy/dotnetcodes/tree/dlgcy/DotNet.Utilities/ConsoleHelper* 依赖：ClassHelper 类中获取调用信息的方法。*/
namespace DotNet.Utilities.ConsoleHelper
{/// <summary>/// [dlgcy] Console 输出重定向/// 其他版本：DotNet.Utilities.WinformHelper.TextBoxWriter/// 用法示例：/// 在构造器里加上：Console.SetOut (new ConsoleWriter (s => { LogHelper.Write (s); }));/// </summary>/// <example>/// <code>/// public class Example/// {///     public Example()///     {///         Console.SetOut(new ConsoleWriter(s => { LogHelper.Write(s); }));///     }/// }/// </code>/// </example>public class ConsoleWriter : TextWriter{private readonly Action<string> _Write;private readonly Action<string> _WriteLine;private readonly Action<string, string, string, int> _WriteCallerInfo;/// <summary>/// Console 输出重定向/// </summary>/// <param name="write"> 日志方法委托（针对于 Write）</param>/// <param name="writeLine"> 日志方法委托（针对于 WriteLine）</param>public ConsoleWriter(Action<string> write, Action<string> writeLine){_Write = write;_WriteLine = writeLine;}/// <summary>/// Console 输出重定向/// </summary>/// <param name="write"> 日志方法委托 </param>public ConsoleWriter(Action<string> write){_Write = write;_WriteLine = write;}/// <summary>/// Console 输出重定向（带调用方信息）/// </summary>/// <param name="write"> 日志方法委托（后三个参数为 CallerFilePath、CallerMemberName、CallerLineNumber）</param>public ConsoleWriter(Action<string, string, string, int> write){_WriteCallerInfo = write;}/// <summary>/// 使用 UTF-16 避免不必要的编码转换/// </summary>public override Encoding Encoding => Encoding.Unicode;/// <summary>/// 最低限度需要重写的方法/// </summary>/// <param name="value"> 消息 </param>public override void Write(string value){if (_WriteCallerInfo != null){WriteWithCallerInfo(value);return;}_Write(value);}/// <summary>/// 为提高效率直接处理一行的输出/// </summary>/// <param name="value"> 消息 </param>public override void WriteLine(string value){if (_WriteCallerInfo != null){WriteWithCallerInfo(value);return;}_WriteLine(value);}/// <summary>/// 带调用方信息进行写消息/// </summary>/// <param name="value"> 消息 </param>private void WriteWithCallerInfo(string value){//3、System.Console.WriteLine -> 2、System.IO.TextWriter + SyncTextWriter.WriteLine -> 1、DotNet.Utilities.ConsoleHelper.ConsoleWriter.WriteLine -> 0、DotNet.Utilities.ConsoleHelper.ConsoleWriter.WriteWithCallerInfovar callInfo = ClassHelper.GetMethodInfo(4);_WriteCallerInfo(value, callInfo?.FileName, callInfo?.MethodName, callInfo?.LineNumber ?? 0);}}
}

即新增一个包含了调用方信息三个参数的委托 _WriteCallerInfo，以及配套的构造方法，然后在 Write 方法中优先使用 _WriteCallerInfo 委托方法。另外，引入了一个获取调用方信息的方法（改造自《C# 获取当前方法信息，上端调用方方法信息以及方法调用链》）：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Reflection;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
/** 代码已托管 https://gitee.com/dlgcy/dotnetcodes/tree/dlgcy/DotNet.Utilities/Object*/
namespace DotNet.Utilities
{public class ClassHelper{#region 调用信息/* 参考：https://blog.csdn.net/m0_37886901/article/details/105266848 *//// <summary>/// 获取方法调用信息；/// </summary>/// <param name="index">0 是本身，1 是调用方，2 是调用方的调用方... 以此类推 </param>/// <returns>MethodInfo 对象 </returns>public static MethodInfo GetMethodInfo(int index){try{index++; // 由于这里是封装了方法，相当于上端想要获取本身，其实对于这里而言，上端的本身就是这里的上端，所以需要 + 1，以此类推var stack = new StackTrace(true);//0 是本身，1 是调用方，2 是调用方的调用方... 以此类推var currentFrame = stack.GetFrame(index);var method = currentFrame.GetMethod();var module = method.Module;var declaringType = method.DeclaringType;var stackFrames = stack.GetFrames();string callChain = string.Join(" -> ", stackFrames.Select((r, i) =>{if (i == 0) return null;var m = r.GetMethod();return $"{m.DeclaringType.FullName}.{m.Name}";}).Where(r => !string.IsNullOrWhiteSpace(r)).Reverse());return new MethodInfo(){Method = method,ModuleName = module.Name,Namespace = declaringType.Namespace,ClassName = declaringType.Name,FullClassName = declaringType.FullName,MethodName = method.Name,CallChain = callChain,LineNumber = currentFrame.GetFileLineNumber(),FileName = currentFrame.GetFileName(),};}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex);return null;}}/// <summary>/// 方法调用信息/// </summary>public class MethodInfo{/// <summary>/// 方法完整信息；/// </summary>public MethodBase Method { get; set; }/// <summary>/// 模块名/// </summary>public string ModuleName { get; set; }/// <summary>/// 命名空间/// </summary>public string Namespace { get; set; }/// <summary>/// 类名/// </summary>public string ClassName { get; set; }/// <summary>/// 完整类名/// </summary>public string FullClassName { get; set; }/// <summary>/// 方法名/// </summary>public string MethodName { get; set; }/// <summary>/// 调用链/// </summary>public string CallChain { get; set; }/// <summary>/// 行号/// </summary>public int LineNumber { get; set; }/// <summary>/// 文件名/// </summary>public string FileName { get; set; }}#endregion}
}

最后，恢复测试程序构造函数处的重定向语句为之前的写法，自动识别为调用 ConsoleWriter 中我们新增的那个构造函数：

运行，测试，可以看到方法名和行号都对了：

四、后记及资源

这种重定向的方式个人觉得挺方便的，比如在动态库中全都写成输出控制台的方式，然后在主程序构造函数中指定重定向；另外，还可用于转录到日志：

上图所示的日志方法参见：《『简易日志』NuGet 日志包 SimpleLogger》

本文测试程序相关代码：https://gitee.com/dlgcy/dotnetcodes/tree/dlgcy/DotNet.Utilities.Test

转录到日志的参考项目：https://gitee.com/dlgcy/WPFTemplate