利用 go/ast 语法树做代码生成
需求概述
go.uber.org/zap
日志包性能很好,但是用起来很不方便,虽然新版本添加了 global 方法,但仍然别扭:zap.S().Info()
。
现在我们的需求就是将 zap 的 sugaredLogger 封装成一个包,让它像 logrus
一样易用,直接调用包内函数:log.Info()
。
我们只需要找到`SugaredLogger这个 type 拥有的 Exported 方法,将其改为函数,函数体调用其同名方法:
func Info(args ...interface{}) {
_globalS.Info(args)
}
此处 var _globalS = zap.S()
,因为 zap.S()
每次调用都会调用 RWMutex.RLock()
,改为全局变量提高性能。
这个需求很简单,黏贴复制一顿 replace 就可以搞定,但这太蠢,我们要用一种更 Geek 的方式:代码生成。
完整代码:https://github.com/win5do/go-...
代码实现
要获取某个 type 的方法,大家可能会想到 reflect
反射包,但是 reflect 只能知道参数类型,没法知道参数名。所以这里我们使用go/ast
直接解析源码。
获取 ast 语法树
方法可能分散在包内不同 go 文件,所以必须解析整个包,而不是单个文件。
首先要找到 go.uber.org/zap
的源码路径,这里我们极客到底,通过 go/build 包获取其在 gomod 中的路径,不用手动填写:
func getImportPkg(pkg string) (string, error) {
p, err := gobuild.Import(pkg, "", gobuild.FindOnly)
if err != nil {
return "", err
}
return p.Dir, err
}
解析整个 zap 包,拿到 ast 语法树:
func parseDir(dir, pkgName string) (*ast.Package, error) {
pkgMap, err := goparser.ParseDir(
token.NewFileSet(),
dir,
func(info os.FileInfo) bool {
// skip go-test
return !strings.Contains(info.Name(), "_test.go")
},
goparser.Mode(0), // no comment
)
if err != nil {
return nil, errx.WithStackOnce(err)
}
pkg, ok := pkgMap[pkgName]
if !ok {
err := errors.New("not found")
return nil, errx.WithStackOnce(err)
}
return pkg, nil
}
遍历并修改 ast
遍历 ast,找到 SugaredLogger 的所有 Exported 方法:
func (v *visitor) Visit(node ast.Node) ast.Visitor {
switch n := node.(type) {
case *ast.FuncDecl:
if n.Recv == nil ||
!n.Name.IsExported() ||
len(n.Recv.List) != 1 {
return nil
}
t, ok := n.Recv.List[0].Type.(*ast.StarExpr)
if !ok {
return nil
}
if t.X.(*ast.Ident).String() != "SugaredLogger" {
return nil
}
log.Printf("func name: %s", n.Name.String())
v.funcs = append(v.funcs, rewriteFunc(n))
}
return v
}
- 将方法 Recv 置空,变为函数。
- 参数名不变,如果为可变参数,则加上展开符
...
。 - 函数 body 改为调用全局变量
_globalS
的同名方法。 - 如果有返回值则需要 return 语句。
func rewriteFunc(fn *ast.FuncDecl) *ast.FuncDecl {
fn.Recv = nil
fnName := fn.Name.String()
var args []string
for _, field := range fn.Type.Params.List {
for _, id := range field.Names {
idStr := id.String()
_, ok := field.Type.(*ast.Ellipsis)
if ok {
// Ellipsis args
idStr += "..."
}
args = append(args, idStr)
}
}
exprStr := fmt.Sprintf(`_globalS.%s(%s)`, fnName, strings.Join(args, ","))
expr, err := goparser.ParseExpr(exprStr)
if err != nil {
panic(err)
}
var body []ast.Stmt
if fn.Type.Results != nil {
body = []ast.Stmt{
&ast.ReturnStmt{
// Return:
Results: []ast.Expr{expr},
},
}
} else {
body = []ast.Stmt{
&ast.ExprStmt{
X: expr,
},
}
}
fn.Body.List = body
return fn
}
上一步函数返回值中 zap.SugaredLogger
在目标包中需要改为 zap.SugaredLogger
,这里使用 type alias 简单处理一下,当然修改 ast 同样能做到:
// alias
type (
Logger = zap.Logger
SugaredLogger = zap.SugaredLogger
)
ast 转化为 go 代码
单个 func 的 ast 转化为 go 代码,使用 go/format
包:
func astToGo(dst *bytes.Buffer, node interface{}) error {
addNewline := func() {
err := dst.WriteByte('\n') // add newline
if err != nil {
log.Panicln(err)
}
}
addNewline()
err := format.Node(dst, token.NewFileSet(), node)
if err != nil {
return err
}
addNewline()
return nil
}
拼装成完整 go file:
func writeGoFile(wr io.Writer, funcs []ast.Decl) error {
// 输出Go代码
header := `// Code generated by log-gen. DO NOT EDIT.
package log
`
buffer := bytes.NewBufferString(header)
for _, fn := range funcs {
err := astToGo(buffer, fn)
if err != nil {
return errx.WithStackOnce(err)
}
}
_, err := wr.Write(buffer.Bytes())
return err
}
这个程序是输出到了 os.Stdout,通过 go:generate
将其重定向到 zap_sugar_generated.go 文件中:
//go:generate sh -c "go run ./generator >zap_sugar_generated.go"
大功告成,输出代码示例:
// Code generated by log-gen. DO NOT EDIT.
package log
func Desugar() *Logger {
return _globalS.Desugar()
}
func Named(name string) *SugaredLogger {
return _globalS.Named(name)
}
func With(args ...interface{}) *SugaredLogger {
return _globalS.With(args...)
}
func Debug(args ...interface{}) {
_globalS.Debug(args...)
}
func Info(args ...interface{}) {
_globalS.Info(args...)
}
func Warn(args ...interface{}) {
_globalS.Warn(args...)
}
func Error(args ...interface{}) {
_globalS.Error(args...)
}
// ......
即使之后 zap 包升级了,方法有增改,修改 gomod 版本再次执行 gernerate 即可一键同步,告别手动复粘。
总结
Go 没法像 Java 那样做动态 AOP,但可以通过 go/ast 做代码生成,达成同样目标,而且不像 reflect 会影响性能和静态检查。用的好的话可以极大提高效率,更加自动化,减少手工复粘,也就降低犯错概率。
已在很多明星开源项目里广泛应用,如:
- 代码编辑工具 gomodifytags: https://github.com/fatih/gomo...、
- Go 编译时依赖注入 Wire: https://github.com/google/wire
- K8S 源码:https://github.com/kubernetes...
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