MacroGroovy — работа с AST на Groovy ещё никогда не была такой простой

Последнее время часто приходится работать с такой мощной возможностью Groovy как Compile-time AST Transformations.

Так как я не люблю излишнюю динамику, то бОльшая часть проверок DSL на валидность у нас происходит на этапе компиляции, а так же мы используем очень много генерации кода. Поэтому каждый день приходится сталкиваться с составлением ASTNode-ов вручную.

def someVariable = new ConstantExpression("someValue");
def returnStatement = new ReturnStatement(
    new ConstructorCallExpression(
        ClassHelper.make(SomeCoolClass),
        new ArgumentListExpression(someVariable)
    )
);

До боли знакомые конструкции, не правда ли? Хотите, чтобы было вот так?

def someVariable = macro { "someValue" }
def returnStatement = macro { return new SomeCoolClass($v{ someVariable }) }

Или даже так?

def constructorCall = macro { new SomeCoolClass($v{ macro { "someValue" } }) }

В данной статье речь пойдёт о моём решении этой проблемы, максимально близком к родному решению Groovy — github.com/bsideup/MacroGroovy

AstBuilder

Groovy 1.7 принёс такую замечательную, казалось бы, штуку как AstBuilder, который предлагает нам 3 способа построения AST:

AstBuilder.buildFromString

Передаём строку с кодом, на выходе имеем список ASTNode-ов:

List<ASTNode> nodes = new AstBuilder().buildFromString(""Hello"")

Преимущества

• Входные данные — строка, может быть взята откуда угодно;
• Не требует понимания как устроены ASTNode-ы;
• Позволяет указывать CompilePhase;
• Генерирует практически 100% валидный код;
• Надёжный — не требует изменения в вашем коде если структура ASTNode-ов в Groovy поменялась.

Недостатки

• IDE не поможет вам с проверкой синтаксиса;
• рефакторинги в IDE так же не будут работать;
• Некоторые сущности создать не получится — например объявление поля класса.

Часть этих недостатков призван исправить следующий метод.

AstBuilder.buildFromCode

Передаём замыкание (aka Closure) с кодом, на выходе имеем список нодов:

List<ASTNode> nodes = new AstBuilder().buildFromCode { "Hello" }

Преимущества (кроме преимуществ предыдущего метода)

• IDE позволяет использовать autocomplete, проверку синтаксиса и рефакторинги в замыкании.

Недостатки:

• Данный способ не решает проблемы невозможности генерировать ряд сущностей;
• Компилирует код, из-за чего не всегда получится использовать хитрые конструкции, либо не существующий класс;
• Самый главный недостаток для меня: вызов buildFromCode требует чтобы метод вызывался именно путём создания AstBuilder-а:

  new AstBuilder().buildFromCode { ... }
  

  При этом Вы даже не сможете вынести AstBuilder в отдельное поле или локальную переменную (поэтому авторам Groovy даже пришлось прибегнуть к AstTransformation для этой AstTransformation чтобы не писать много кода)

Для тех, кому не хватает обоих методов, есть третий способ:

AstBuilder.buildFromSpec

Данный метод принимает в себя замыкание (к слову, вы можете проголосовать за мою Issue или откомментировать Pull Request чтобы на этом методе появилась прекрасная аннотация DelegatesTo), которое представляет из себя DSL для построения AST:

List<ASTNode> nodes = new AstBuilder().buildFromSpec {
    block {
        returnStatement {
            constant "Hello"
        }
    }
}

Преимущества

• Позволяет использовать логику на Groovy для построения нодов;
• Предоставлят возможность конструировать практически любую существующую ASTNode-у;
• Важный плюс, т.к. тема AST generation в Groovy документирована не идеально: Полностью задокументирован и имеет обширные примеры использования в TestCase-е

Недостатки

• Иногда сложно понять что именно вам надо вызвать чтобы получить желаемый результат;
• Менее многословен чем вызовы конструкторов нодов, но всё равно остаётся таковым;
• Странная реализация — например некоторые методы принимают Class вместо ClassNode, что сводит его использование на нет;
• Ненадёжен — AST может меняться с мажорными релизами языка;
• Вы должны точно знать как ваш AST должен выглядеть в конкретной фазе компиляции;
• IDE пока что (см. мой комментарий по поводу Pull Request-а) не поддерживают autocomplete для данного DSL.

Комбинирование методов

Так же стоит упомянуть что вы можете комбинировать эти методы:

List<ASTNode> result = new AstBuilder().buildFromSpec {
    method('myMethod', Opcodes.ACC_PUBLIC, String) {
        parameters {
            parameter 'parameter': String.class
        }
        exceptions {}
        block {
            owner.expression.addAll new AstBuilder().buildFromCode {
                println 'Hello from a synthesized method!'
                println "Parameter value: $parameter"
            }
        }
        annotations {}
    }
}

MacroGroovy

Итак, после столь обширного обзора возможностей, Вы можете спросить: Так на...*кхм*… фига нужен MacroGroovy?

Рассмотрим пример из шапки поста:

def someVariable = new ConstantExpression("someValue");
def returnStatement = new ReturnStatement(
    new ConstructorCallExpression(
        ClassHelper.make(SomeCoolClass),
        new ArgumentListExpression(someVariable)
    )
);

Видите someVariable, переданную в конструктор списка аргументов? Поверьте мне, такая ситуация встречается очень и очень часто. И она сразу отметает buildFromCode и buildFromString. Значит остаётся только buildFromSpec, но вы помните список его недостатков? Вот тут и приходит на помощь MacroGroovy:

def someVariable = macro { "someValue" };
def returnStatement = macro { return new SomeCoolClass($v{ someVariable }) }

Преимущества

• Все преимущества первого и второго метода;
• Не требует создание объекта, относительно которого вызывается метод macro — он доступен во всех классах как Extension Method
• Внутри переиспользует код из AstBuilder, так что метод надёжный и протестированый;
• Позволяет использовать логику Groovy внутри кода, т.к. $v принимает в себя замыкание, которое должно вернуть то, что надо поставить на место его вызова;
• Очень, ОЧЕНЬ компактный:) сравните:

  macro { return mySuperVariable }

  и

  (new AstBuilder()).buildFromCode { return mySuperVariable }.first().expressions.first()
  

Недостатки

• К сожалению, поле класса вы с помощью macro {} так же не создатите;
• Нет возможности CompilePhase;

К слову, вы всё так же можете комбинировать buildFromSpec и macro:

List<ASTNode> result = new AstBuilder().buildFromSpec {
    method('myMethod', Opcodes.ACC_PUBLIC, String) {
        parameters {
            parameter 'parameter': String.class
        }
        exceptions {}
        block macro {
                println 'Hello from a synthesized method!'
                println "Parameter value: $parameter"
        }

        annotations {}
    }
}

Заключение

Каждый из методов имеет свои плюсы и минусы, и я лишь постарался сгладить минусы других методов. Буду признателен за помощь в тестировании и ваши Pull Request-ы.

Библиотека вот-вот появится в Maven Central, оставлю ссылку по которой всегда можно найти свежую версию:
search.maven.org/#search%7Cga%7C1%7Cmacro-groovy

Спасибо.

Автор: bsideup

Источник