完整的 Java 元编程框架？答案

【问题标题】：Complete metaprogramming framework for Java?完整的 Java 元编程框架？
【发布时间】：2011-11-15 09:34:24
【问题描述】：

我对元编程（即帮助程序员完成繁琐的编程任务的程序）感兴趣。我正在寻找具有以下属性的工具：

可在编译时和运行时使用；
检查程序结构；
可以添加新的类、方法或字段并使它们对 Java 编译器可见；
可以改变方法的行为；
基于 Java（嗯，根据某些排名，Java 是最流行的编程语言）；
与 IDE 和构建工具（如 Ant、Gradle 或 Maven）的良好集成；
积极维护的项目；
易于使用和扩展；

对此有一些解决方案，例如：

反思
AspectJ
注解处理工具
字节码操作（CGLIB、Javassist、java.lang.instrument）
Eclipse JDT
Project Lombok
Groovy、JRuby、Scala

但不幸的是，它们都不符合上述所有标准。有没有完整的 Java 元编程解决方案？

【问题讨论】：

我会删除“你会和我一起为此开始一个新项目吗？”-部分。 SO 不适合讨论这个问题。
Groovy 似乎符合要求。 “Java 编译器”在运行时不运行，除了热点，所以我不确定你想要什么。
那有什么更好的地方呢？ :-) 这只是一个问题，不是项目规划，所以我觉得这个地方还可以。
@iirekm：我的建议是启动项目，然后放到 Github 上。没有什么比工作代码更能吸引贡献者了。
@iirekm：Intelli-J 有很好的 Groovy 支持。无论如何，Eclipse 都是垃圾，除了时髦。

标签： java metaprogramming

【解决方案1】：

JackPot 是基于 Java 的，但我认为目前并没有引起太多关注。拥有 AST 和符号表 AFAIK。您可能可以扩展它；我怀疑有人会阻止（或帮助）你。

Sun，呃，Oracle Java 编译器有基于 Java 的编译器 API。它们可能得到积极维护，但我认为您不能修改源代码并重新生成它。当然有符号表；不知道树。可能很难扩展；你必须跟上编译器的步伐，而不是相反。

有 ANTLR，它有一个 Java 实现和一个将构建 AST 的 Java 解析器。我认为它没有完整的符号表，因此进行认真的代码分析/修订可能会很困难。 ANTLR 肯定得到积极维护，没有人会反对您使用符号表增强 Java 语法。只要知道这将花费你大约 6 个月的 Java 1.6，如果这就是你所做的一切。（从 1.4 的符号表支持开始，我们内部的 [智能] 人员为 DMS 做这件事花了多长时间）。

我们的DMS Software Reengineering Toolkit 及其Java Front End 不在Java 中，也不容易集成到IDE 中，但能够对Java 代码进行大量分析和转换。

DMS 是通用编译器机制：解析、AST 构建、符号表机制、流分析机制，以及源到源转换和 AST 的通用漂亮打印返回法律文本的额外好处，包括保留 cmets。它提供了一组支持这些服务的 API，以及用于定义语法和依赖于语言的流分析器的附加工具。

Java 前端为 DMS 提供了关键细节（使用这些 API）以允许它处理 Java：语法/解析器、Java 1.4-1.6 的完整符号表构造（1.7 暂时到期），以及一些控制和数据流分析（随着时间的推移而扩展，因为这些东西非常有用）。

通过使用 DMS 和 Java 前端提供的服务，可以合理地考虑构建任意 Java 分析和转换工具。（这使得该工具成为“完整的”元编程工具，因为它可以检查任何语言结构或更改任何语言结构，而不是模板元编程或反射）。我们相信这比临时工具要有效得多，因为您不必构建基础架构，所提供的基础架构非常健壮，可以处理您没有精力实施的情况，并且旨在支持此类任务。 YMMV。

DMS/Java 前端已用于构建各种 Java 工具：测试覆盖率、分析器、死代码消除、大规模克隆检测、带有超链接源代码的 JavaDoc、快速 XML 解析器/生成器等。

是的，它积极维护；自 1998 年第一个版本以来一直在不断改进。

【讨论】：

我以前听说过 ANTLR 和 javac API - 太难使用，而且 javac API 非常有限，所以唯一的选择是使用私有 com.sun.tools.javac 类，例如Lombok 可以，但它们可能随时更改，并且是 Oracle 的 javac 特定的。
至于 JackPot - Internet 上关于它的大多数链接似乎都已失效。 :-( DMS 可能很有趣 - 我很快就会尝试，虽然有点遗憾，它似乎是一个付费工具。
@iirekm bitbucket.org/jlahoda/jackpot30/wiki/Home，它现在是 NetBeans 的一部分。
@iirekm：“有点可惜它是付费工具……”好吧，也许吧。如果它不是付费工具，它就不会存在；在开源社区中没有比这更好的了。

【解决方案2】：

有一个 Java 元编程框架是 Tapestry IOC 的一部分，它被称为 Plastic。它使用自定义类加载器来处理类字节码，我还没有尝试过，但它看起来提供了一个简单的接口，仍然使程序员能够进行强大的元编程更改。

【讨论】：

谢谢，我试试。我希望这个周末我能有一些时间。
我相信 URL 是 builds.apache.org/job/tapestry-trunk-freestyle/javadoc/…——另外，Tapestry 的一位提交者写了一系列关于塑料的博文，很有启发性：tawus.wordpress.com/category/plastic
我快速浏览了塑料。有一个类似的工具叫做 Javassist (javassist.org) - 我不知道两者中哪一个在功能方面更好，但 Javassist 肯定更受欢迎并且有更好的文档。我在这里寻找更多 Lombok 风格的东西（projectlombok.org），但 Lombok 本身的设计很糟糕（例如，为了添加自定义转换，我们必须进行复制和粘贴以使其工作，例如：javac 和 Eclipse）。
@iirekm：javassist 处于较低的抽象级别。塑料的设计易于使用。
他们的 API 看起来和我很相似，例如：PlasticClass -> CtClass, PlasticClassTransformer -> Transformer, pm.getClassInstantiator("plasticdemo.controlled.Foo").newInstance() -> classPool.get( "plasticdemo.controlled.Foo").toClass().newInstance(),plasticClass.introduceField -> ctClass.addField, ... 等等

【解决方案3】：

查看元编程系统：

http://www.jetbrains.com/mps/

它具有出色的 IDE 支持，JetBrains 的聪明人经常使用它。

【讨论】：

我还没试过。它是否支持我的清单中的所有（或至少大部分）要求？
我看了看。如果我理解得很好，它是一个用于设计 DSL，然后从中生成 Java 代码的框架。这里的“元编程”是指更一般的东西，不仅在编译时和运行时生成而且改变现有代码的行为。

【解决方案4】：

查看Spring Roo。

【讨论】：

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