Java 中的屠龙之术：如何修改语法树？
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 中的屠龙之术：如何修改语法树？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
作者：不学无数的程序员
来源：https://my.oschina.net/u/4030990/blog/3211858
在网上关于如何修改Java的抽象语法树的相关API文档并不多，于是本篇记录一下相关的知识点，以便随后查阅。
JCTree的介绍
JCTree是语法树元素的基类，包含一个重要的字段pos，该字段用于指明当前语法树节点（JCTree）在语法树中的位置，因此我们不能直接用new关键字来创建语法树节点，即使创建了也没有意义。
此外，结合访问者模式，将数据结构与数据的处理进行解耦，部分源码如下：
public abstract class JCTree implements Tree, Cloneable, DiagnosticPosition {
public int pos = -1;
...
public abstract void accept(JCTree.Visitor visitor);
...
}
我们可以看到JCTree是一个抽象类，这里重点介绍几个JCTree的子类
-
JCStatement：声明语法树节点，常见的子类如下
- JCBlock：语句块语法树节点
- JCReturn：return语句语法树节点
- JCClassDecl：类定义语法树节点
- JCVariableDecl：字段/变量定义语法树节点
-
JCMethodDecl：方法定义语法树节点
-
JCModifiers：访问标志语法树节点
-
JCExpression：表达式语法树节点，常见的子类如下
- JCAssign：赋值语句语法树节点
- JCIdent：标识符语法树节点，可以是变量，类型，关键字等等
TreeMaker介绍
TreeMaker用于创建一系列的语法树节点，我们上面说了创建JCTree不能直接使用new关键字来创建，所以Java为我们提供了一个工具，就是TreeMaker，它会在创建时为我们创建的JCTree对象设置pos字段，所以必须使用上下文相关的TreeMaker对象来创建语法树节点。
具体的API介绍可以参照，TreeMakerAPI，接下来着重介绍一下常用的几个方法。
TreeMaker.Modifiers
TreeMaker.Modifiers方法用于创建访问标志语法树节点（JCModifiers），源码如下
public JCModifiers Modifiers(long flags) {
return Modifiers(flags, List.< JCAnnotation >nil());
}
public JCModifiers Modifiers(long flags,
List<JCAnnotation> annotations) {
JCModifiers tree = new JCModifiers(flags, annotations);
boolean noFlags = (flags & (Flags.ModifierFlags | Flags.ANNOTATION)) == 0;
tree.pos = (noFlags && annotations.isEmpty()) ? Position.NOPOS : pos;
return tree;
}
- flags：访问标志
- annotations：注解列表
其中flags可以使用枚举类com.sun.tools.javac.code.Flags来表示，例如我们可以这样用，就生成了下面的访问标志了。
treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC + Flags.STATIC + Flags.FINAL);
public static final
TreeMaker.ClassDef
TreeMaker.ClassDef用于创建类定义语法树节点（JCClassDecl）,源码如下：
public JCClassDecl ClassDef(JCModifiers mods,
Name name,
List<JCTypeParameter> typarams,
JCExpression extending,
List<JCExpression> implementing,
List<JCTree> defs) {
JCClassDecl tree = new JCClassDecl(mods,
name,
typarams,
extending,
implementing,
defs,
null);
tree.pos = pos;
return tree;
}
- mods：访问标志，可以通过
TreeMaker.Modifiers来创建 - name：类名
- typarams：泛型参数列表
- extending：父类
- implementing：实现的接口
- defs：类定义的详细语句，包括字段、方法的定义等等
TreeMaker.MethodDef
TreeMaker.MethodDef用于创建方法定义语法树节点（JCMethodDecl），源码如下
public JCMethodDecl MethodDef(JCModifiers mods,
Name name,
JCExpression restype,
List<JCTypeParameter> typarams,
List<JCVariableDecl> params,
List<JCExpression> thrown,
JCBlock body,
JCExpression defaultValue) {
JCMethodDecl tree = new JCMethodDecl(mods,
name,
restype,
typarams,
params,
thrown,
body,
defaultValue,
null);
tree.pos = pos;
return tree;
}
public JCMethodDecl MethodDef(MethodSymbol m,
Type mtype,
JCBlock body) {
return (JCMethodDecl)
new JCMethodDecl(
Modifiers(m.flags(), Annotations(m.getAnnotationMirrors())),
m.name,
Type(mtype.getReturnType()),
TypeParams(mtype.getTypeArguments()),
Params(mtype.getParameterTypes(), m),
Types(mtype.getThrownTypes()),
body,
null,
m).setPos(pos).setType(mtype);
}
- mods：访问标志
- name：方法名
- restype：返回类型
- typarams：泛型参数列表
- params：参数列表
- thrown：异常声明列表
- body：方法体
- defaultValue：默认方法（可能是interface中的哪个default）
- m：方法符号
- mtype：方法类型。包含多种类型，泛型参数类型、方法参数类型、异常参数类型、返回参数类型。
返回类型restype填写null或者
treeMaker.TypeIdent(TypeTag.VOID)都代表返回void类型
TreeMaker.VarDef
TreeMaker.VarDef用于创建字段/变量定义语法树节点（JCVariableDecl），源码如下
public JCVariableDecl VarDef(JCModifiers mods,
Name name,
JCExpression vartype,
JCExpression init) {
JCVariableDecl tree = new JCVariableDecl(mods, name, vartype, init, null);
tree.pos = pos;
return tree;
}
public JCVariableDecl VarDef(VarSymbol v,
JCExpression init) {
return (JCVariableDecl)
new JCVariableDecl(
Modifiers(v.flags(), Annotations(v.getAnnotationMirrors())),
v.name,
Type(v.type),
init,
v).setPos(pos).setType(v.type);
}
- mods：访问标志
- name：参数名称
- vartype：类型
- init：初始化语句
- v：变量符号
TreeMaker.Ident
TreeMaker.Ident用于创建标识符语法树节点（JCIdent），源码如下
public JCIdent Ident(Name name) {
JCIdent tree = new JCIdent(name, null);
tree.pos = pos;
return tree;
}
public JCIdent Ident(Symbol sym) {
return (JCIdent)new JCIdent((sym.name != names.empty)
? sym.name
: sym.flatName(), sym)
.setPos(pos)
.setType(sym.type);
}
public JCExpression Ident(JCVariableDecl param) {
return Ident(param.sym);
}
TreeMaker.Return
TreeMaker.Return用于创建return语句（JCReturn），源码如下
public JCReturn Return(JCExpression expr) {
JCReturn tree = new JCReturn(expr);
tree.pos = pos;
return tree;
}
TreeMaker.Select
TreeMaker.Select用于创建域访问/方法访问（这里的方法访问只是取到名字，方法的调用需要用TreeMaker.Apply）语法树节点（JCFieldAccess），源码如下
public JCFieldAccess Select(JCExpression selected,
Name selector)
{
JCFieldAccess tree = new JCFieldAccess(selected, selector, null);
tree.pos = pos;
return tree;
}
public JCExpression Select(JCExpression base,
Symbol sym) {
return new JCFieldAccess(base, sym.name, sym).setPos(pos).setType(sym.type);
}
- selected：
.运算符左边的表达式 - selector：
.运算符右边的表达式
下面给出一个例子，一语句生成的Java语句就是二语句
一. TreeMaker.Select(treeMaker.Ident(names.fromString("this")), names.fromString("name"));
二. this.name
TreeMaker.NewClass
TreeMaker.NewClass用于创建new语句语法树节点（JCNewClass）,源码如下：
public JCNewClass NewClass(JCExpression encl,
List<JCExpression> typeargs,
JCExpression clazz,
List<JCExpression> args,
JCClassDecl def) {
JCNewClass tree = new JCNewClass(encl, typeargs, clazz, args, def);
tree.pos = pos;
return tree;
}
- encl：不太明白此参数的含义，我看很多例子中此参数都设置为null
- typeargs：参数类型列表
- clazz：待创建对象的类型
- args：参数列表
- def：类定义
TreeMaker.Apply
TreeMaker.Apply用于创建方法调用语法树节点（JCMethodInvocation），源码如下：
public JCMethodInvocation Apply(List<JCExpression> typeargs,
JCExpression fn,
List<JCExpression> args) {
JCMethodInvocation tree = new JCMethodInvocation(typeargs, fn, args);
tree.pos = pos;
return tree;
}
- typeargs：参数类型列表
- fn：调用语句
- args：参数列表
TreeMaker.Assign
TreeMaker.Assign用户创建赋值语句语法树节点（JCAssign），源码如下：
ublic JCAssign Assign(JCExpression lhs,
JCExpression rhs) {
JCAssign tree = new JCAssign(lhs, rhs);
tree.pos = pos;
return tree;
}
- lhs：赋值语句左边表达式
- rhs：赋值语句右边表达式
TreeMaker.Exec
TreeMaker.Exec用于创建可执行语句语法树节点（JCExpressionStatement），源码如下：
public JCExpressionStatement Exec(JCExpression expr) {
JCExpressionStatement tree = new JCExpressionStatement(expr);
tree.pos = pos;
return tree;
}
TreeMaker.Apply以及TreeMaker.Assign就需要外面包一层TreeMaker.Exec来获得一个JCExpressionStatement
TreeMaker.Block
TreeMaker.Block用于创建组合语句的语法树节点（JCBlock），源码如下：
public JCBlock Block(long flags,
List<JCStatement> stats) {
JCBlock tree = new JCBlock(flags, stats);
tree.pos = pos;
return tree;
}
- flags：访问标志
- stats：语句列表
com.sun.tools.javac.util.List介绍
在我们操作抽象语法树的时候，有时会涉及到关于List的操作，但是这个List不是我们经常使用的java.util.List而是com.sun.tools.javac.util.List，这个List比较奇怪，是一个链式的结构，有头结点和尾节点，但是只有尾节点是一个List，这里作为了解就行了。
public class List<A> extends AbstractCollection<A> implements java.util.List<A> {
public A head;
public List<A> tail;
private static final List<?> EMPTY_LIST = new List<Object>((Object)null, (List)null) {
public List<Object> setTail(List<Object> var1) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public boolean isEmpty() {
return true;
}
};
List(A head, List<A> tail) {
this.tail = tail;
this.head = head;
}
public static <A> List<A> nil() {
return EMPTY_LIST;
}
public List<A> prepend(A var1) {
return new List(var1, this);
}
public List<A> append(A var1) {
return of(var1).prependList(this);
}
public static <A> List<A> of(A var0) {
return new List(var0, nil());
}
public static <A> List<A> of(A var0, A var1) {
return new List(var0, of(var1));
}
public static <A> List<A> of(A var0, A var1, A var2) {
return new List(var0, of(var1, var2));
}
public static <A> List<A> of(A var0, A var1, A var2, A... var3) {
return new List(var0, new List(var1, new List(var2, from(var3))));
}
...
}
com.sun.tools.javac.util.ListBuffer
由于com.sun.tools.javac.util.List使用起来不方便，所以又在其上面封装了一层，这个封装类是ListBuffer，此类的操作和我们平时经常使用的java.util.List用法非常类似。
public class ListBuffer<A> extends AbstractQueue<A> {
public static <T> ListBuffer<T> of(T x) {
ListBuffer<T> lb = new ListBuffer<T>();
lb.add(x);
return lb;
}
/** The list of elements of this buffer.
*/
private List<A> elems;
/** A pointer pointing to the last element of \'elems\' containing data,
* or null if the list is empty.
*/
private List<A> last;
/** The number of element in this buffer.
*/
private int count;
/** Has a list been created from this buffer yet?
*/
private boolean shared;
/** Create a new initially empty list buffer.
*/
public ListBuffer() {
clear();
}
/** Append an element to buffer.
*/
public ListBuffer<A> append(A x) {
x.getClass(); // null check
if (shared) copy();
List<A> newLast = List.<A>of(x);
if (last != null) {
last.tail = newLast;
last = newLast;
} else {
elems = last = newLast;
}
count++;
return this;
}
........
}
com.sun.tools.javac.util.Names介绍
这个是为我们创建名称的一个工具类，无论是类、方法、参数的名称都需要通过此类来创建。它里面经常被使用到的一个方法就是fromString()，一般使用方法如下所示。
Names names = new Names()
names. fromString("setName");
实战演练
上面我们大概了解了如何操作抽象语法树，接下来我们就来写几个真实的案例加深理解。
变量相关
在类中我们经常操作的参数就是变量，那么如何使用抽象语法树的特性为我们操作变量呢？接下来我们就将一些对于变量的一些操作。
生成变量
例如生成private String age;这样一个变量，借用我们上面讲的VarDef方法
// 生成参数 例如：private String age;
treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PRIVATE), names.fromString("age"), treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);
对变量赋值
例如我们想生成private String name = "BuXueWuShu"，还是利用VarDef 方法
// private String name = "BuXueWuShu"
treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PRIVATE),names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")),treeMaker.Literal("BuXueWuShu"))
两个字面量相加
例如我们生成String add = "a" + "b";，借用我们上面讲的Exec 方法和Assign 方法
// add = "a"+"b"
treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("add")),treeMaker.Binary(JCTree.Tag.PLUS,treeMaker.Literal("a"),treeMaker.Literal("b"))))
+=语法
例如我们想生成add += "test"，则和上面字面量差不多。
// add+="test"
treeMaker.Exec(treeMaker.Assignop(JCTree.Tag.PLUS_ASG, treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Literal("test")))
++语法
例如想生成++i
treeMaker.Exec(treeMaker.Unary(JCTree.Tag.PREINC,treeMaker.Ident(names.fromString("i"))))
方法相关
我们对于变量进行了操作，那么基本上都是要生成方法的，那么如何对方法进行生成和操作呢？我们接下来演示一下关于方法相关的操作方法。
无参无返回值
我们可以利用上面讲到的MethodDef方法进行生成
/*
无参无返回值的方法生成
public void test(){
}
*/
// 定义方法体
ListBuffer<JCTree.JCStatement> testStatement = new ListBuffer<>();
JCTree.JCBlock testBody = treeMaker.Block(0, testStatement.toList());
JCTree.JCMethodDecl test = treeMaker.MethodDef(
treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值
names.fromString("test"), // 方法名
treeMaker.Type(new Type.JCVoidType()), // 返回类型
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
testBody, // 方法体
null
);
有参无返回值
我们可以利用上面讲到的MethodDef方法进行生成
/*
无参无返回值的方法生成
public void test2(String name){
name = "xxxx";
}
*/
ListBuffer<JCTree.JCStatement> testStatement2 = new ListBuffer<>();
testStatement2.append(treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("name")),treeMaker.Literal("xxxx"))));
JCTree.JCBlock testBody2 = treeMaker.Block(0, testStatement2.toList());
// 生成入参
JCTree.JCVariableDecl param = treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER), names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);
com.sun.tools.javac.util.List<JCTree.JCVariableDecl> parameters = com.sun.tools.javac.util.List.of(param);
JCTree.JCMethodDecl test2 = treeMaker.MethodDef(
treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值
names.fromString("test2"), // 方法名
treeMaker.Type(new Type.JCVoidType()), // 返回类型
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
parameters, // 入参
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
testBody2,
null
);
有参有返回值
/*
有参有返回值
public String test3(String name){
return name;
}
*/
ListBuffer<JCTree.JCStatement> testStatement3 = new ListBuffer<>();
testStatement3.append(treeMaker.Return(treeMaker.Ident(names.fromString("name"))));
JCTree.JCBlock testBody3 = treeMaker.Block(0, testStatement3.toList());
// 生成入参
JCTree.JCVariableDecl param3 = treeMaker.VarDef(treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER), names.fromString("name"),treeMaker.Ident(names.fromString("String")), null);
com.sun.tools.javac.util.List<JCTree.JCVariableDecl> parameters3 = com.sun.tools.javac.util.List.of(param3);
JCTree.JCMethodDecl test3 = treeMaker.MethodDef(
treeMaker.Modifiers(Flags.PUBLIC), // 方法限定值
names.fromString("test4"), // 方法名
treeMaker.Ident(names.fromString("String")), // 返回类型
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
parameters3, // 入参
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
testBody3,
null
);
特殊的
我们学完了如何进行定义参数，如何进行定义方法，其实还有好多语句需要学习，例如如何生成new语句，如何生成方法调用的语句，如何生成if语句。j接下来我们就学习一些比较特殊的语法。
new一个对象
// 创建一个new语句 CombatJCTreeMain combatJCTreeMain = new CombatJCTreeMain();
JCTree.JCNewClass combatJCTreeMain = treeMaker.NewClass(
null,
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
treeMaker.Ident(names.fromString("CombatJCTreeMain")),
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
null
);
JCTree.JCVariableDecl jcVariableDecl1 = treeMaker.VarDef(
treeMaker.Modifiers(Flags.PARAMETER),
names.fromString("combatJCTreeMain"),
treeMaker.Ident(names.fromString("CombatJCTreeMain")),
combatJCTreeMain
);
方法调用（无参）
JCTree.JCExpressionStatement exec = treeMaker.Exec(
treeMaker.Apply(
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
treeMaker.Select(
treeMaker.Ident(names.fromString("combatJCTreeMain")), // . 左边的内容
names.fromString("test") // . 右边的内容
),
com.sun.tools.javac.util.List.nil()
)
);
方法调用（有参）
// 创建一个方法调用 combatJCTreeMain.test2("hello world!");
JCTree.JCExpressionStatement exec2 = treeMaker.Exec(
treeMaker.Apply(
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
treeMaker.Select(
treeMaker.Ident(names.fromString("combatJCTreeMain")), // . 左边的内容
names.fromString("test2") // . 右边的内容
),
com.sun.tools.javac.util.List.of(treeMaker.Literal("hello world!")) // 方法中的内容
)
);
if语句
/*
创建一个if语句
if("BuXueWuShu".equals(name)){
add = "a" + "b";
}else{
add += "test";
}
*/
// "BuXueWuShu".equals(name)
JCTree.JCMethodInvocation apply = treeMaker.Apply(
com.sun.tools.javac.util.List.nil(),
treeMaker.Select(
treeMaker.Literal("BuXueWuShu"), // . 左边的内容
names.fromString("equals") // . 右边的内容
),
com.sun.tools.javac.util.List.of(treeMaker.Ident(names.fromString("name")))
);
// add = "a" + "b"
JCTree.JCExpressionStatement exec3 = treeMaker.Exec(treeMaker.Assign(treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Binary(JCTree.Tag.PLUS, treeMaker.Literal("a"), treeMaker.Literal("b"))));
// add += "test"
JCTree.JCExpressionStatement exec1 = treeMaker.Exec(treeMaker.Assignop(JCTree.Tag.PLUS_ASG, treeMaker.Ident(names.fromString("add")), treeMaker.Literal("test")));
JCTree.JCIf anIf = treeMaker.If(
apply, // if语句里面的判断语句
exec3, // 条件成立的语句
exec1 // 条件不成立的语句
);
源码地址：https://github.com/modouxiansheng/Doraemon
总结
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
希望大家看完此篇文章能够自己在本机上自己试验一下。
自己设置几个参数，自己学的Lombok学着生成一下get、set方法，虽然本篇知识在日常开发中基本上不会用到，但是万一用到了这些知识那么别人不会而你会，差距其实就慢慢的给拉开了。
本篇涉及到的所有代码都在github上面有，拉下来以后全局搜CombatJCTreeProcessor类就可以看到了。
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Java中的屠龙之术：如何方便快捷地生成.class文件
在之前的“Java中的屠龙之术：如何修改语法树”中，我们详细介绍了如何使用Javac源码提供的工具类来修改语法树。
而在此基础上，有一款开源工具javapoet可以更加快捷地生成字节码，实现原理其实也就是对JavaAPT的封装，然而Javapoet有一个局限性，就是只能生成新的.class文件，却无法修改原有的类，这也是它的一大局限性所在。接下来就让我们看看它的使用方法把。
0x00 概述
注解系列
上一篇限于篇幅只介绍了APT，这篇来继续介绍javapoet，是square公司的开源库。正如其名，java诗人，通过注解来生成java源文件，通常要使用javapoet这个库与Filer配合使用。主要和注解配合用来干掉那些重复的模板代码(如butterknife 和databinding所做的事情)，当然你也可以使用这个技术让你的代码更加的炫酷。
0x01 简单使用
使用之前要先引入这个库
compile 'com.squareup:javapoet:1.7.0'
复制代码javapoet是用来生成代码的，需要借助
常用类
使用javapoet前需要了解8个常用类
| 类名 | 作用 |
|---|---|
| MethodSpec | 代表一个构造函数或方法声明 |
| TypeSpec | 代表一个类，接口，或者枚举声明 |
| FieldSpec | 代表一个成员变量，一个字段声明 |
| JavaFile | 包含一个顶级类的Java文件 |
| ParameterSpec | 用来创建参数 |
| AnnotationSpec | 用来创建注解 |
| ClassName | 用来包装一个类 |
| TypeName | 类型，如在添加返回值类型是使用 TypeName.VOID |
除此之外 JavaPoet提供了一套自定义的字符串格式化规则，常用的有
| 格式化规则 | 表示含义 |
|---|---|
| $L | 字面量 |
| $S | 字符串 |
| $T | 类、接口 |
| $N | 变量 |
0x02 使用进阶
下面由浅入深，循序渐进的说明用法
方法&控制流：
- 添加方法
addcode和addstatement对与无需类引入的极简代码可以直接使用addCode
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addCode(""
+ "int total = 0;\\n"
+ "for (int i = 0; i < 10; i++) \\n"
+ " total += i;\\n"
+ "\\n")
.build();
复制代码生成的是
void main()
int total = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
total += i;
复制代码要是需要import的方法，如上面的.addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Hello, JavaPoet!") 就需要使用.addStatement来声明
- 更优雅的流控制
beginControlFlow 流开启 addStatement 处理语句 endControlFlow()流结束
如上面的用流改写就是
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
.addStatement("int total = 0")
.beginControlFlow("for (int i = 0; i < 10; i++)")
.addStatement("total += i")
.endControlFlow()
.build();
复制代码占位符
javapoet里面提供了占位符来帮助我们更好地生成代码
- $L 字面常量（Literals）
private MethodSpec computeRange(String name, int from, int to, String op)
return MethodSpec.methodBuilder(name)
.returns(int.class)
.addStatement("int result = 0")
.beginControlFlow("for (int i = $L; i < $L; i++)", from, to)
.addStatement("result = result $L i", op)
.endControlFlow()
.addStatement("return result")
.build();
复制代码这个就是一个for循环，op负责加减乘除等符号
- $S 字符串常量（String）
- $T 类型(Types)
最大的特点是自动导入包
MethodSpec today = MethodSpec.methodBuilder("today")
.returns(Date.class)
.addStatement("return new $T()", Date.class)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
.addMethod(today)
.build();
JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
.build();
javaFile.writeTo(System.out);
复制代码生成的代码如下，而且会自动导包
package com.example.helloworld;
import java.util.Date;
public final class HelloWorld
Date today()
return new Date();
复制代码- $N 命名(Names),通常指我们自己生成的方法名或者变量名等等
比如这样的代码块
public String byteToHex(int b)
char[] result = new char[2];
result[0] = hexDigit((b >>> 4) & 0xf);
result[1] = hexDigit(b & 0xf);
return new String(result);
public char hexDigit(int i)
return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a');
复制代码我们可以传递hexDigit()来代替。
MethodSpec hexDigit = MethodSpec.methodBuilder("hexDigit")
.addParameter(int.class, "i")
.returns(char.class)
.addStatement("return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a')")
.build();
MethodSpec byteToHex = MethodSpec.methodBuilder("byteToHex")
.addParameter(int.class, "b")
.returns(String.class)
.addStatement("char[] result = new char[2]")
.addStatement("result[0] = $N((b >>> 4) & 0xf)", hexDigit)
.addStatement("result[1] = $N(b & 0xf)", hexDigit)
.addStatement("return new String(result)")
.build();
复制代码获取对应类
有两种方式:
-
ClassName.bestGuess(“类全名称”) 返回ClassName对象，这里的类全名称表示的类必须要存在，会自动导入相应的包
-
ClassName.get(“包名”，”类名”) 返回ClassName对象，不检查该类是否存在
因此如果使用JavaPoet的话后续代码重构改变类名往往需要格外注意一点
ClassName hoverboard = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard");
ClassName list = ClassName.get("java.util", "List");
ClassName arrayList = ClassName.get("java.util", "ArrayList");
TypeName listOfHoverboards = ParameterizedTypeName.get(list, hoverboard);
MethodSpec beyond = MethodSpec.methodBuilder("beyond")
.returns(listOfHoverboards)
.addStatement("$T result = new $T<>()", listOfHoverboards, arrayList)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
.addStatement("return result")
.build();
复制代码然后生成
package com.example.helloworld;
import com.mattel.Hoverboard;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public final class HelloWorld
List<Hoverboard> beyond()
List<Hoverboard> result = new ArrayList<>();
result.add(new Hoverboard());
result.add(new Hoverboard());
result.add(new Hoverboard());
return result;
复制代码构建类的元素
- 方法
方法的修饰，如Modifiers.ABSTRACT
MethodSpec flux = MethodSpec.methodBuilder("flux")
.addModifiers(Modifier.ABSTRACT, Modifier.PROTECTED)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addMethod(flux)
.build();
复制代码这将会生成如下代码
public abstract class HelloWorld
protected abstract void flux();
复制代码当然Methods需要和MethodSpec.Builder配置来增加方法参数、异常、javadoc、注解等。
- 构造器
这个其实也是个函数方法而已，因此可以使用MethodSpec来生成构造器方法。比如：
MethodSpec flux = MethodSpec.constructorBuilder()
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addParameter(String.class, "greeting")
.addStatement("this.$N = $N", "greeting", "greeting")
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(String.class, "greeting", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.addMethod(flux)
.build();
复制代码将会生成
public class HelloWorld
private final String greeting;
public HelloWorld(String greeting)
this.greeting = greeting;
复制代码- 参数(重要)
之前我们是通过addstatement直接设置参数，其实参数也有自己的一个专用类ParameterSpec，我们可以使用ParameterSpec.builder()来生成参数，然后MethodSpec的addParameter去使用，这样更加优雅。
ParameterSpec android = ParameterSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.FINAL)
.build();
MethodSpec welcomeOverlords = MethodSpec.methodBuilder("welcomeOverlords")
.addParameter(android)
.addParameter(String.class, "robot", Modifier.FINAL)
.build();
复制代码生成的代码
void welcomeOverlords(final String android, final String robot)
复制代码稍微复杂点的类型 比如泛型 、Map之类的，需要了解下JavaPoet定义的几种专门描述类型的类
常见的有
| 分类 | 生成的类型 | JavaPoet 写法 | 也可以这么写 （等效的 Java 写法） |
|---|---|---|---|
| 内置类型 | int | TypeName.INT | int.class |
| 数组类型 | int[] | ArrayTypeName.of(int.class) | int[].class |
| 需要引入包名的类型 | java.io.File | ClassName.get(“java.io”, “File”) | java.io.File.class |
| 参数化类型 （ParameterizedType | List | ParameterizedTypeName.get(List.class, String.class) | - |
| 类型变量 （WildcardType） 用于声明泛型 | T | TypeVariableName.get(“T”) | - |
| 通配符类型 | ? extends String | WildcardTypeName.subtypeOf(String.class) | - |
/*
*Build input type, format as :
*Map<String, Class<? extends IRouteGroup>>
*/
ParameterizedTypeName inputMapTypeOfRoot = ParameterizedTypeName.get(
ClassName.get(Map.class),
ClassName.get(String.class),
ParameterizedTypeName.get(
ClassName.get(Class.class),
WildcardTypeName.subtypeOf(ClassName.get(type_IRouteGroup))
)
);
/*
*Map<String, RouteMeta>
*/
ParameterizedTypeName inputMapTypeOfGroup = ParameterizedTypeName.get(
ClassName.get(Map.class),
ClassName.get(String.class),
ClassName.get(RouteMeta.class)
);
/*
*Build input param name.
*/
ParameterSpec rootParamSpec = ParameterSpec.builder(inputMapTypeOfRoot, "routes").build();
ParameterSpec groupParamSpec = ParameterSpec.builder(inputMapTypeOfGroup, "atlas").build();
复制代码生成参数类型
public class ARouter$$Root$$app implements IRouteRoot
@Override
public void loadInto(Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> routes)
routes.put("service", ARouter$$Group$$service.class);
routes.put("test", ARouter$$Group$$test.class);
public class ARouter$$Group$$service implements IRouteGroup
@Override
public void loadInto(Map<String, RouteMeta> atlas)
atlas.put("/service/hello", RouteMeta.build(RouteType.PROVIDER, HelloServiceImpl.class, "/service/hello", "service", null, -1, -2147483648));
atlas.put("/service/json", RouteMeta.build(RouteType.PROVIDER, JsonServiceImpl.class, "/service/json", "service", null, -1, -2147483648));
atlas.put("/service/single", RouteMeta.build(RouteType.PROVIDER, SingleService.class, "/service/single", "service", null, -1, -2147483648));
复制代码- 字段
可以使用FieldSpec去声明字段，然后加到Method中处理
FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(android)
.addField(String.class, "robot", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.build();
复制代码然后生成代码
public class HelloWorld
private final String android;
private final String robot;
复制代码通常Builder可以更加详细的创建字段的内容，比如javadoc、annotations或者初始化字段参数等，如：
FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
.addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.initializer("$S + $L", "Lollipop v.", 5.0d)
.build();
复制代码对应生成的代码
private final String android = "Lollipop v." + 5.0;
复制代码- 接口
接口方法必须是PUBLIC ABSTRACT并且接口字段必须是PUBLIC STATIC FINAL ，使用TypeSpec.interfaceBuilder
如下
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.interfaceBuilder("HelloWorld")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addField(FieldSpec.builder(String.class, "ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC, Modifier.FINAL)
.initializer("$S", "change")
.build())
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("beep")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.build())
.build();
复制代码生成的代码如下
public interface HelloWorld
String ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT = "change";
void beep();
复制代码- 继承父类 实现接口
接口代码
package com.test.javapoet;
public interface TestInterface<T>
void test(T testPara);
复制代码父类代码
public class TestExtendesClass
复制代码使用javapoet实现接口并且继承父类
final ClassName InterfaceName = ClassName.get("com.test.javapoet","TestInterface");
ClassName superinterface = ClassName.bestGuess("com.test.javapoet.TestClass");
//ClassName superinterface = ClassName.get("com.test.javapoet","aa");
TypeSpec.Builder spec = TypeSpec.classBuilder("TestImpl")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
// 添加接口，ParameterizedTypeName的参数1是接口，参数2是接口的泛型
.addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(InterfaceName, superinterface))
//使用ClassName.bestGuess会自动导入包
.superclass(ClassName.bestGuess("com.zs.javapoet.test.TestExtendesClass"));
MethodSpec.Builder methodSpec = MethodSpec.methodBuilder("test")
.addAnnotation(Override.class)
.returns(TypeName.VOID)
.addParameter(superinterface, "testPara")
.addStatement("System.out.println(hello)" );
TypeSpec typeSpec = spec.addMethod(methodSpec.build()).build();
JavaFile file = JavaFile.builder("com.zs.javapoet", typeSpec).build();
file.writeTo(System.out);
复制代码生成代码
package com.test.javapoet;
import com.zs.javapoet.test.TestExtendesClass;
import java.lang.Override;
public class TestImpl extends TestExtendesClass implements TestInterface<TestClass>
@Override
void test(TestClass testPara)
System.out.println(hello);
复制代码- 枚举类型
使用TypeSpec.enumBuilder来创建，使用addEnumConstant来添加
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addEnumConstant("ROCK")
.addEnumConstant("SCISSORS")
.addEnumConstant("PAPER")
.build();
复制代码生成的代码
public enum Roshambo
ROCK,
SCISSORS,
PAPER
复制代码更复杂的类型也可以支持，如重写、注解等
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addEnumConstant("ROCK", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "fist")
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("toString")
.addAnnotation(Override.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addStatement("return $S", "avalanche!")
.build())
.build())
.addEnumConstant("SCISSORS", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "peace")
.build())
.addEnumConstant("PAPER", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "flat")
.build())
.addField(String.class, "handsign", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
.addMethod(MethodSpec.constructorBuilder()
.addParameter(String.class, "handsign")
.addStatement("this.$N = $N", "handsign", "handsign")
.build())
.build();
复制代码生成代码
public enum Roshambo
ROCK("fist")
@Override
public void toString()
return "avalanche!";
,
SCISSORS("peace"),
PAPER("flat");
private final String handsign;
Roshambo(String handsign)
this.handsign = handsign;
复制代码- 匿名内部类
需要使用Type.anonymousInnerClass(""),通常可以使用$L占位符来指代
TypeSpec comparator = TypeSpec.anonymousClassBuilder("")
.addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(Comparator.class, String.class))
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("compare")
.addAnnotation(Override.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addParameter(String.class, "a")
.addParameter(String.class, "b")
.returns(int.class)
.addStatement("return $N.length() - $N.length()", "a", "b")
.build())
.build();
TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("sortByLength")
.addParameter(ParameterizedTypeName.get(List.class, String.class), "strings")
.addStatement("$T.sort($N, $L)", Collections.class, "strings", comparator)
.build())
.build();
复制代码生成代码
void sortByLength(List<String> strings)
Collections.sort(strings, new Comparator<String>()
@Override
public int compare(String a, String b)
return a.length() - b.length();
);
复制代码定义匿名内部类的一个特别棘手的问题是参数的构造。在上面的代码中我们传递了不带参数的空字符串。TypeSpec.anonymousClassBuilder("")。
- 注解
注解使用起来比较简单
MethodSpec toString = MethodSpec.methodBuilder("toString")
.addAnnotation(Override.class)
.returns(String.class)
.addModifiers(Modifier.PUBLIC)
.addStatement("return $S", "Hoverboard")
.build();
复制代码生成代码
@Override
public String toString()
return "Hoverboard";
复制代码通过AnnotationSpec.builder() 可以对注解设置属性：
MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addAnnotation(AnnotationSpec.builder(Headers.class)
.addMember("accept", "$S", "application/json; charset=utf-8")
.addMember("userAgent", "$S", "Square Cash")
.build())
.addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
.returns(LogReceipt.class)
.build();
复制代码代码生成如下
@Headers(
accept = "application/json; charset=utf-8",
userAgent = "Square Cash"
)
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
复制代码注解同样可以注解其他注解，通过$L引用如
MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
.addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
.addAnnotation(AnnotationSpec.builder(HeaderList.class)
.addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
.addMember("name", "$S", "Accept")
.addMember("value", "$S", "application/json; charset=utf-8")
.build())
.addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
.addMember("name", "$S", "User-Agent")
.addMember("value", "$S", "Square Cash")
.build())
.build())
.addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
.returns(LogReceipt.class)
.build();
复制代码生成代码
@HeaderList(
@Header(name = "Accept", value = "application/json; charset=utf-8"),
@Header(name = "User-Agent", value = "Square Cash")
)
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
复制代码注释
- javadoc
0x03 后续
在javapoet之前有javawriter，但javapoet有着更强大的代码模型，并且对类的理解更加到位，因此推荐使用javapoet
参考文章
作者：渡口一艘船
链接：https://juejin.cn/post/6844903456629587976
来源：稀土掘金
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以上是关于Java 中的屠龙之术：如何修改语法树？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章