Metalama简介4.使用Fabric操作项目或命名空间

本文介绍如何用Metalama框架无侵入地为.NET项目添加编译时AOP及代码分析,以及动态生成方法

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Metalama中的Fabric可以做什么

Fabric通过修改项目、命名空间、类型来达到一些效果，这引起修改包括：添加Aspect或添加代码分析

使用Fabric为指定的方法添加Aspect

前文中我们写过一个简单的Aspect:

public class LogAttribute : OverrideMethodAspect
{
    public override dynamic? OverrideMethod()
    {
        Console.WriteLine(meta.Target.Method.ToDisplayString() + " 开始运行.");
        var result = meta.Proceed();
        Console.WriteLine(meta.Target.Method.ToDisplayString() + " 结束运行.");
        return result;
    }
}

当我们使用它时，我们要在对应的方法上添加这个Attribute:

[Log]
private static int Add(int a, int b) //... ...

那么当我们有一个Aspect要在项目中大量使用时，在每个方法上添加这个Aspect当然是一种方法，但是这种方法有2个缺点：

1. 包含大量的重复代码[Log]
2. 对于原代码的入侵性太强

此时我们就可以使用Fabric为所有符合要求的方法添加指定的Aspect:

internal class Fabric : ProjectFabric
{
    // 这个是重写项目的Fabric中修改项目的方法
    public override void AmendProject(IProjectAmender amender)
    {
        // 添加 LogAttribute 到符合规则的方法上
        // 为名为 Add 且 private 的方法添加 LogAttribute
        amender.WithTargetMembers(c =>
                c.Types.SelectMany(t => t.Methods)
                       .Where(t =>
                              t.Name == "Add" &&
                              t.Accessibility == Metalama.Framework.Code.Accessibility.Private)
            ).AddAspect(t => new LogAttribute());
    }
}

这样就可以在不入侵现有代码的情况下为指定的方法添加Aspect。

使用Fabric添加代码分析

上文中我们提到，我们可以通过Aspect为代码添加代码分析，当我们要将一个包含（且仅包含）代码分析的Aspect应用于一批代码时，当然我们可以按本文示例1中的方法，直接使用Fabric将包含代码分析的Aspect应用于指定代码。

但还有另外一种方法，我们可以直接在Fabric中定义应用于指定代码的代码分析。

下面示例，我们验证所有类中的私有字段必须符合 _camelCase,并且使用一个NamespaceFabric来实现:

namespace FabricCamelCaseDemo;
class Fabric : NamespaceFabric
{
    private static readonly DiagnosticDefinition<string> _warning = new(
 "DEMO04",
 Severity.Warning,
 "'{0}'必须使用驼峰命名法并以'_'开头");
    // 这个是命名空间的Fabric中修改命名空间规则 的方法
    public override void AmendNamespace(INamespaceAmender amender)
    {
	    // 取所有非static 的private的字段，并添加代码分析
        amender.WithTargetMembers(c =>
                                    c.AllTypes.SelectMany(t=>t.Fields)
                                    .Where(t => t.Accessibility == Accessibility.Private && !t.IsStatic
                                    )
                                 )
            //preview 0.5.8之前为 RegisterFinalValidator
            .Validate(this.FinalValidator);
    }

    private void FinalValidator(in DeclarationValidationContext context)
    {
        var fullname = context.Declaration.ToDisplayString();
        var fieldName = fullname.Split('.').LastOrDefault();
        if (fieldName!=null && (!fieldName.StartsWith("_") || !char.IsLower(fieldName[1])))
        {
            context.Diagnostics.Report(_warning.WithArguments(fieldName));
        }
    }
}

当然因为当前使用的是NamespaceFabric所以该规则只应用于当前命名空间如，我们如果在另外一个命名空间中定义一个违反规则的字段的话，并不会有警告。

namespace FabricCamelCase;

internal class OtherNamespace
{
    int count = 0;
    int _total = 0;
    public int Add()
    {
        count++;
        _total++;
        return count + _total;
    }
}

使用TypeFabric为类型动态添加方法

开始前伪造一个需求，假设我有一个类AddUtils专门处理加法操作，它里面应该有从2个到15个参数的Add方法15个（当然我知道，可以使用params等方法实现，所以这里是个伪需求）。
最终效果为

public class AddUtils
{
    public int Add2(int x1, int x2)
    {
        var result = 0;
        result += x1;
        result += x2;
        return 2;
    }
    public int Add3(int x1, int x2, int x3)
    {
        var result = 0;
        result += x1;
        result += x2;
        result += x3;
        return 3;
    }
	// 以此类推... 下面省去若干方法
}

那么我们可以用Metalama如此实现

using System.Reflection.Emit;
using Metalama.Framework.Aspects;
using Metalama.Framework.Fabrics;

public class AddUtils
{
    private class Fabric : TypeFabric
    {
        // 实现的方法体
        [Template]
        public int MethodTemplate()
        {
            var num = (int) meta.Tags["nums"]!;
            var result = 0;
            foreach (var targetParameter in meta.Target.Parameters)
            {
                result += targetParameter.Value;
            }

            return num;
        }

        public override void AmendType(ITypeAmender amender)
        {
            for (var i = 2; i < 15; i++)
            {
                // 生成一个方法
                var methodBuilder = amender.Advices.IntroduceMethod(
                    amender.Type,
                    nameof(this.MethodTemplate),
                    tags: new TagDictionary { ["nums"] = i });
                // 方法名
                methodBuilder.Name = "Add" + i;
                // 添加参数
                for (int parameterIndex = 1; parameterIndex <= i; parameterIndex++)
                {
                    methodBuilder.AddParameter($"x{parameterIndex}", typeof(int));
                }
            }
        }
    }
}

引用

本章源代码：https://github.com/chsword/metalama-demo
Metalama官方文档: https://doc.metalama.net/
Metalama Nuget包: https://www.nuget.org/packages/Metalama.Framework/0.5.11-preview

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