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加個(gè)“星標(biāo)”，每天和你一起多進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)！

在之前的“Java中的屠龍之術(shù)：如何修改語法樹”中，我們?cè)敿?xì)介紹了如何使用Javac源碼提供的工具類來修改語法樹。

而在此基礎(chǔ)上，有一款開源工具javapoet可以更加快捷地生成字節(jié)碼，實(shí)現(xiàn)原理其實(shí)也就是對(duì)JavaAPT的封裝，然而Javapoet有一個(gè)局限性，就是只能生成新的.class文件，卻無法修改原有的類，這也是它的一大局限性所在。接下來就讓我們看看它的使用方法把。

0x00 概述

注解系列

注解基礎(chǔ)
JavaPoet
編譯期注解處理之APT

上一篇限于篇幅只介紹了APT，這篇來繼續(xù)介紹javapoet，是square公司的開源庫。正如其名，java詩人，通過注解來生成java源文件，通常要使用javapoet這個(gè)庫與Filer配合使用。主要和注解配合用來干掉那些重復(fù)的模板代碼(如butterknife 和databinding所做的事情)，當(dāng)然你也可以使用這個(gè)技術(shù)讓你的代碼更加的炫酷。

0x01 簡單使用

使用之前要先引入這個(gè)庫

compile 'com.squareup:javapoet:1.7.0'
復(fù)制代碼

javapoet是用來生成代碼的，需要借助

常用類

使用javapoet前需要了解8個(gè)常用類

類名	作用
MethodSpec	代表一個(gè)構(gòu)造函數(shù)或方法聲明
TypeSpec	代表一個(gè)類，接口，或者枚舉聲明
FieldSpec	代表一個(gè)成員變量，一個(gè)字段聲明
JavaFile	包含一個(gè)頂級(jí)類的Java文件
ParameterSpec	用來創(chuàng)建參數(shù)
AnnotationSpec	用來創(chuàng)建注解
ClassName	用來包裝一個(gè)類
TypeName	類型，如在添加返回值類型是使用 TypeName.VOID

除此之外 JavaPoet提供了一套自定義的字符串格式化規(guī)則，常用的有

格式化規(guī)則	表示含義
$L	字面量
$S	字符串
$T	類、接口
$N	變量

0x02 使用進(jìn)階

下面由淺入深，循序漸進(jìn)的說明用法

方法&控制流：

添加方法 addcode 和 addstatement 對(duì)與無需類引入的極簡代碼可以直接使用addCode

MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
    .addCode(""
        + "int total = 0;\n"
        + "for (int i = 0; i < 10; i++) {\n"
        + "  total += i;\n"
        + "}\n")
    .build();
復(fù)制代碼

生成的是

void main() {
  int total = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    total += i;
  }
}
復(fù)制代碼

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來聲明

更優(yōu)雅的流控制

beginControlFlow 流開啟 addStatement 處理語句 endControlFlow()流結(jié)束

如上面的用流改寫就是

MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
    .addStatement("int total = 0")
    .beginControlFlow("for (int i = 0; i < 10; i++)")
    .addStatement("total += i")
    .endControlFlow()
    .build();
復(fù)制代碼

占位符

javapoet里面提供了占位符來幫助我們更好地生成代碼

$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();
}
復(fù)制代碼

這個(gè)就是一個(gè)for循環(huán)，op負(fù)責(zé)加減乘除等符號(hào)

$S 字符串常量（String）
$T 類型(Types)

最大的特點(diǎn)是自動(dòng)導(dǎo)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);

復(fù)制代碼

生成的代碼如下，而且會(huì)自動(dòng)導(dǎo)包

package com.example.helloworld;

import java.util.Date;

public final class HelloWorld {
  Date today() {
    return new Date();
  }
}
復(fù)制代碼

$N 命名(Names),通常指我們自己生成的方法名或者變量名等等

比如這樣的代碼塊

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');
}
復(fù)制代碼

我們可以傳遞hexDigit()來代替。

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();
復(fù)制代碼

獲取對(duì)應(yīng)類

有兩種方式:

ClassName.bestGuess(“類全名稱”) 返回ClassName對(duì)象，這里的類全名稱表示的類必須要存在，會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入相應(yīng)的包
ClassName.get(“包名”，”類名”) 返回ClassName對(duì)象，不檢查該類是否存在
因此如果使用JavaPoet的話后續(xù)代碼重構(gòu)改變類名往往需要格外注意一點(diǎn)

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();
復(fù)制代碼

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 beyond() {
    List result = new ArrayList<>();
    result.add(new Hoverboard());
    result.add(new Hoverboard());
    result.add(new Hoverboard());
    return result;
  }
}
復(fù)制代碼

構(gòu)建類的元素

方法

方法的修飾，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();
復(fù)制代碼

這將會(huì)生成如下代碼

public abstract class HelloWorld {
  protected abstract void flux();
}

復(fù)制代碼

當(dāng)然Methods需要和MethodSpec.Builder配置來增加方法參數(shù)、異常、javadoc、注解等。

構(gòu)造器

這個(gè)其實(shí)也是個(gè)函數(shù)方法而已，因此可以使用MethodSpec來生成構(gòu)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();
復(fù)制代碼

將會(huì)生成

public class HelloWorld {
  private final String greeting;

  public HelloWorld(String greeting) {
    this.greeting = greeting;
  }
}
復(fù)制代碼

參數(shù)(重要)

之前我們是通過addstatement直接設(shè)置參數(shù)，其實(shí)參數(shù)也有自己的一個(gè)專用類ParameterSpec，我們可以使用ParameterSpec.builder()來生成參數(shù)，然后MethodSpec的addParameter去使用，這樣更加優(yōu)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();
復(fù)制代碼

生成的代碼

void welcomeOverlords(final String android, final String robot) {
}
復(fù)制代碼

稍微復(fù)雜點(diǎn)的類型比如泛型、Map之類的，需要了解下JavaPoet定義的幾種專門描述類型的類

常見的有

分類	生成的類型	JavaPoet 寫法	也可以這么寫（等效的 Java 寫法）
內(nèi)置類型	int	TypeName.INT	int.class
數(shù)組類型	int[]	ArrayTypeName.of(int.class)	int[].class
需要引入包名的類型	java.io.File	ClassName.get(“java.io”, “File”)	java.io.File.class
參數(shù)化類型（ParameterizedType	List	ParameterizedTypeName.get(List.class, String.class)	-
類型變量（WildcardType）用于聲明泛型	T	TypeVariableName.get(“T”)	-
通配符類型	? extends String	WildcardTypeName.subtypeOf(String.class)	-

/*
 *Build input type, format as :
 *Map>
 */
    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
     */
    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();
復(fù)制代碼

生成參數(shù)類型

public class ARouter$Root$app implements IRouteRoot {
  @Override
  public void loadInto(Map> 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 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));
  }
}

復(fù)制代碼

字段

可以使用FieldSpec去聲明字段，然后加到Method中處理

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();
復(fù)制代碼

然后生成代碼

public class HelloWorld {
  private final String android;

  private final String robot;
}
復(fù)制代碼

通常Builder可以更加詳細(xì)的創(chuàng)建字段的內(nèi)容，比如javadoc、annotations或者初始化字段參數(shù)等，如：

FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
    .addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .initializer("$S + $L", "Lollipop v.", 5.0d)
    .build();
復(fù)制代碼

對(duì)應(yīng)生成的代碼

private final String android = "Lollipop v." + 5.0;
復(fù)制代碼

接口

接口方法必須是PUBLIC ABSTRACT并且接口字段必須是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();
復(fù)制代碼

生成的代碼如下

public interface HelloWorld {
  String ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT = "change";

  void beep();
}
復(fù)制代碼

繼承父類實(shí)現(xiàn)接口

接口代碼

package com.test.javapoet;
public interface TestInterface {
    void test(T testPara);
}
復(fù)制代碼

父類代碼

public class TestExtendesClass {

}
復(fù)制代碼

使用javapoet實(shí)現(xiàn)接口并且繼承父類

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的參數(shù)1是接口，參數(shù)2是接口的泛型
            .addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(InterfaceName, superinterface)) 
            //使用ClassName.bestGuess會(huì)自動(dòng)導(dǎo)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);

復(fù)制代碼

生成代碼

package com.test.javapoet;

    import com.zs.javapoet.test.TestExtendesClass;
    import java.lang.Override;

    public class TestImpl extends TestExtendesClass implements TestInterface {
      @Override
      void test(TestClass testPara) {
        System.out.println(hello);
      }
    }
復(fù)制代碼

枚舉類型

使用TypeSpec.enumBuilder來創(chuàng)建，使用addEnumConstant來添加

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addEnumConstant("ROCK")
    .addEnumConstant("SCISSORS")
    .addEnumConstant("PAPER")
    .build();
復(fù)制代碼

生成的代碼

public enum Roshambo {
  ROCK,

  SCISSORS,

  PAPER
}
復(fù)制代碼

更復(fù)雜的類型也可以支持，如重寫、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();
復(fù)制代碼

生成代碼

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;
  }
}
復(fù)制代碼

匿名內(nèi)部類

需要使用Type.anonymousInnerClass(""),通常可以使用$L占位符來指代

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();
復(fù)制代碼

生成代碼

void sortByLength(List strings) {
  Collections.sort(strings, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
      return a.length() - b.length();
    }
  });
}
復(fù)制代碼

定義匿名內(nèi)部類的一個(gè)特別棘手的問題是參數(shù)的構(gòu)造。在上面的代碼中我們傳遞了不帶參數(shù)的空字符串。TypeSpec.anonymousClassBuilder("")。

注解

注解使用起來比較簡單

MethodSpec toString = MethodSpec.methodBuilder("toString")
    .addAnnotation(Override.class)
    .returns(String.class)
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addStatement("return $S", "Hoverboard")
    .build();
復(fù)制代碼

生成代碼

  @Override
  public String toString() {
    return "Hoverboard";
  }
復(fù)制代碼

通過AnnotationSpec.builder() 可以對(duì)注解設(shè)置屬性：

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();
復(fù)制代碼

代碼生成如下

@Headers(
    accept = "application/json; charset=utf-8",
    userAgent = "Square Cash"
)
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
復(fù)制代碼

注解同樣可以注解其他注解，通過$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();
復(fù)制代碼

生成代碼

@HeaderList({
    @Header(name = "Accept", value = "application/json; charset=utf-8"),
    @Header(name = "User-Agent", value = "Square Cash")
})
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);
復(fù)制代碼

注釋

javadoc

0x03 后續(xù)

在javapoet之前有javawriter，但javapoet有著更強(qiáng)大的代碼模型，并且對(duì)類的理解更加到位，因此推薦使用javapoet

參考文章

juejin.cn/post/684490…
cloud.tencent.com/developer/a…
blog.csdn.net/qq_26376637…

作者：渡口一艘船鏈接：https://juejin.cn/post/6844903456629587976 來源：稀土掘金著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

—?【 THE END 】—
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文章有幫助的話，在看，轉(zhuǎn)發(fā)吧。
謝謝支持喲 (*^__^*）

Java中的屠龍之術(shù)（二）：如何方便快捷地生成.class文件

0x00 概述

0x01 簡單使用

0x02 使用進(jìn)階

0x03 后續(xù)

參考文章