高级注解

高级注解

大家好,我是煎鱼。

作为一位 Go 程序员,你会发现身边的同事大多都拥有其他语言的编写经验。那势必就会遇到一点,要把新学到的知识和以前的知识建立连接。

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特殊在于,Go 有些特性是其他语言有,他没有的。最经典的就是 N 位 Java 同学寻找 Go 语言的注解在哪里,总要解释。

为此,今天煎鱼就带大家了解一下 Go 语言的注解的使用和情况。

什么是注解

了解历史

注解(Annotation)最早出现自何处,翻了一圈并没有找到。但可以明确,在注解的使用中,Java 注解最为经典,为了便于理解,因此我们基于 Java 做初步的注解理解。

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在 2002 年,JSR-175 提出了 《A Metadata Facility for the Java Programming Language》,也就是为 Java 编程语言提供元数据工具。

这就是现在使用最广泛地注解(Annotation)的来源。 示例如下:

// @annotation1
// @annotation2
func Hello() string {
        return ""
}

在格式上均以 “@” 作为注解标识来使用。

注解例子

摘抄自 @wikipedia 的一个注解例子:

  //等同于 @Edible(value = true)
  @Edible(true)
  Item item = new Carrot();

  public @interface Edible {
    boolean value() default false;
  }

  @Author(first = "Oompah", last = "Loompah")
  Book book = new Book();

  public @interface Author {
    String first();
    String last();
  }
  
  // 该标注可以在运行时通过反射访问。
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 
  // 该标注只用于类内方法。
  @Target({ElementType.METHOD})
  public @interface Tweezable {
  }

在上述例子中,通过注解去做了一系列的定义、声明、赋值等。若是对语言既有注解不熟,或是做的比较复杂的注解,就会有一定的理解成本。

在业内也常常会说,注解就是 “在源码上进行编码”,注解的存在,有着明确的优缺点。你觉得呢?

注解的作用

在注解的的作用上,分为如下几点:

  1. 为编译器提供信息:注释可以被编译器用来检测错误或支持警告。
  2. 编译时和部署时处理:软件工具可以处理注释信息以生成代码、XML文件等。
  3. 运行时处理:有些注解可以在运行时检查,并用于其他用途。

Go 注解在哪里

现状

Go 语言本身并没有原生支持强大的注解,仅限于以下两种:

  • 编译时生成:go:generate
  • 编译时约束:go:build

但这先按不足以作为一个函数注解来使用,也无法形成像 Python 那样的装饰器行为。

为什么不支持

Go issues 上有人提过类似的提案:

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Go Contributor @ianlancetaylor 给出了明确的答复,Go在设计上更倾向于明确的、显式的编程风格。

思考的优缺点如下:

  • 优势:不知道 Go 能从添加装饰器中得到什么好处,没能在 issues 上明确论证。
  • 缺点:是明确的,会存在意外设置的情况。

因如下原因,没有接受注解:

  • 对比现有代码方法,这种装饰器的新的方法没有提供比现有方法更多的优势,大到足矣推翻原有的设计思路。
  • 社区内的投票,支持的也很少(基于表情符号的投票),用户反馈不多。

可能有小伙伴会说了,有注解做装饰器了,代码会简洁不少。

对此 Go 团队的态度很明确:

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Go 认为可读性更重要,如果只是额外多写一点代码,在权衡后,还是可以接受的。

用 Go 实现注解

虽然 Go 语言官方没有原生的完整支持,但开源社区中也有小伙伴已经放出了大招,借助各项周边工具和库来实现特定的函数注解功能。

GitHub 项目分别如下:

使用示例如下:

package tourdefrance

//go:generate golangAnnotations -input-dir .

// @RestService( path = "/api/tour" )
type TourService struct{}

type EtappeResult struct{ ... }

// @RestOperation( method = "PUT", path = "/{year}/etappe/{etappeUid}" )
func (ts *TourService) addEtappeResults(c context.Context, year int, etappeUid string, results EtappeResult) error {
	return nil
}

对 Go 注解的使用感兴趣的小伙伴可以自行查阅使用手册。

我们更多的关心,Go 原生都没支持,那么开源库都是如何实现的呢?在此我们借助 MarcGrol/golangAnnotations 项目所提供的思路来讲解。

分为三个步骤:

  1. 解析代码。
  2. 模板处理。
  3. 生成代码。

解析 AST

首先,我们需要用用 go/ast 标准库获取代码所生成的 AST Tree 中需要的内容和结构。

示例代码如下:

parsedSources := ParsedSources{
    PackageName: "tourdefrance",
    Structs:     []model.Struct{
        {
      	     DocLines:   []string{"// @RestService( path = "/api/tour" )"},
      	     Name:       "TourService",
      	     Operations: []model.Operation{
                {
              	    DocLines:   []string{"// @RestOperation( method = "PUT", path = "/{year}/etappe/{etappeUid}"},
              	    ...
                },
            },
        },
    },
}

我们可以看到,在 AST Tree 中能够获取到在示例代码中所定义的注解内容,我们就可以依据此去做很多奇奇怪怪的事情了。

模板生成

紧接着,在知道了注解的输入是什么后,我们只需要根据实际情况,编写对应的模板生成器 code-generator 就可以了。

我们会基于 text/template 标准库来实现,比较经典的像是 kubernetes/code-generator 是一个可以参考的实现。

代码实现完毕后,将其编译成 go plugin,便于我们在下一步调用就可以了。

代码生成

最后,万事俱备只欠东风。差的就是告诉工具,哪些 Go 文件中包含注解,需要我们去生成的。

这时候我们可以使用 //go:generate 在 Go 文件声明。就像前面的项目中所说的:

//go:generate golangAnnotations -input-dir .

声明该 Go 文件需要生成,并调用前面编写好的 golangAnnotations 二进制文件,就可以实现基本的 Go 注解生成了。

总结

我们介绍了注解(Annotation)的历史背景。同时我们针对 Go 语言目前原生的注解支持情况进行了说明。

也面向为什么 Go 没有像 Java 那样支持强大的注解进行了基于 Go 官方团队的原因解释。如果希望在 Go 实现注解的,也提供了相应的开源技术方案。

你觉得 Go 语言是否需要有强大的注解支持?

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