如何为实现接口的类提供元信息且无需实例化即可获取？

这是最贴合需求的实现方式，完全规避了Attribute方案的所有问题：

// 接口定义静态抽象成员，强制所有实现类必须提供对应元数据
public interface IMetaInterface<TSelf> where TSelf : IMetaInterface<TSelf>
{
    static abstract string RedisKey { get; }
}

// 实现类直接定义静态属性即可，不需要加Attribute
public class Implementation1 : IMetaInterface<Implementation1>
{
    public static string RedisKey => "IMP1";
    public int Id { get; set; }
}

public class Implementation2 : IMetaInterface<Implementation2>
{
    public static string RedisKey => "IMP2";
    public int Id { get; set; }
}

public class Caching
{
    public string BuildCacheKey<T>(int id) where T : IMetaInterface<T>
    {
        // 直接访问静态属性，无反射开销，编译期自动校验实现合法性
        return T.RedisKey + id.ToString();
    }
}

优势：

• 编译期强制校验：如果实现类未提供RedisKey属性，代码直接编译不通过，不需要额外写任何运行时校验逻辑，完全不存在漏配置的风险
• 元信息和实现类强绑定，定义直观不需要额外关联Attribute
• 无反射开销，性能远高于Attribute方案
• 校验逻辑由编译器原生支持，完全和API层解耦，元数据定义直接下沉到领域层

如果使用的是C# 10及以下版本，不支持接口静态抽象成员，可以用泛型静态类的特性存储元数据，同时把校验逻辑封装到领域层：

public interface IMetaInterface
{
}

// 领域层定义泛型元数据存储类
public static class MetaInfo<T> where T : IMetaInterface
{
    public static string RedisKey { get; }

    // 第一次访问该类型时自动触发校验和元数据缓存
    static MetaInfo()
    {
        var attr = (MetaInfoAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(typeof(T), typeof(MetaInfoAttribute));
        if (attr == null)
        {
            throw new InvalidOperationException($"类型 {typeof(T).FullName} 未配置MetaInfoAttribute");
        }
        RedisKey = attr.RedisKey;
    }
}

// 原有Attribute和实现类不需要修改
[MetaInfo("IMP1")]
public class Implementation1 : IMetaInterface
{
    public int Id { get; set; }
}

public class Caching
{
    public string BuildCacheKey<T>(int id) where T : IMetaInterface
    {
        // 仅第一次调用反射，后续直接读取缓存的元数据
        return MetaInfo<T>.RedisKey + id.ToString();
    }
}

如果需要启动时全量校验，直接在领域层封装校验方法即可，API层只需要调用不需要关心实现：

// 领域层校验方法
public static class MetaInfoValidator
{
    public static void ValidateAllImplementations()
    {
        var implementations = AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies()
            .SelectMany(a => a.GetTypes())
            .Where(t => typeof(IMetaInterface).IsAssignableFrom(t) && !t.IsInterface && !t.IsAbstract);
        
        foreach (var implType in implementations)
        {
            var metaType = typeof(MetaInfo<>).MakeGenericType(implType);
            _ = metaType.GetProperty(nameof(MetaInfo<IMetaInterface>.RedisKey))!.GetValue(null);
        }
    }
}

如果不想修改现有Attribute的使用习惯，可以写一个C#源码生成器，编译期扫描所有IMetaInterface的实现类，校验是否加了MetaInfoAttribute，没加的直接在编译阶段报错，不需要运行时校验。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者IRONicMAN