IIncrementalGenerator 增量 Source Generator 生成代码入门 从语法到语义 获取类型完全限定名
本文告诉大家如何在使用 IIncrementalGenerator 进行增量的 Source Generator 生成代码时,如何从语法分析过程,将获取的语法 Token 转换到语义分析上,比如获取类型完全限定名。一个使用的例子是在拿到一个 Token 表示某个类型时,本文将演示通过语义分析获取到拿到的 Token 的 Type 类型的 FullName 带命名空间的完全限定名
本文属于 IIncrementalGenerator 增量 Source Generator 生成代码入门系列博客,前置的博客是 尝试 IIncrementalGenerator 进行增量 Source Generator 生成代码
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在开始之前,期望大家已了解语法分析和语义分析的差别。可通过阅读 Roslyn 入门:使用 Roslyn 静态分析现有项目中的代码(语法分析) - walterlv 和 使用 Roslyn 对 C# 代码进行语义分析 - walterlv 博客对此进行了解
初始化项目
在开始之前,先创建好测试使用的项目,创建两个项目,分别是分析器项目,和使用分析器的项目。项目分别是 WarnaijakeCiwhelwajifaje.Analyzers 和 WarnaijakeCiwhelwajifaje 两个项目
在 WarnaijakeCiwhelwajifaje.Analyzers 的 csproj 项目文件里面的代码大概如下
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<TargetFramework>netstandard2.0</TargetFramework>
<AppendTargetFrameworkToOutputPath>false</AppendTargetFrameworkToOutputPath>
<EnforceExtendedAnalyzerRules>true</EnforceExtendedAnalyzerRules>
<LangVersion>latest</LangVersion>
</PropertyGroup>
<ItemGroup>
<PackageReference Include="Microsoft.CodeAnalysis.Analyzers" Version="3.3.4" PrivateAssets="all" />
<PackageReference Include="Microsoft.CodeAnalysis.CSharp" Version="4.6.0" PrivateAssets="all" />
</ItemGroup>
</Project>
在 WarnaijakeCiwhelwajifaje 里引用分析器,项目文件里面的代码大概如下
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<OutputType>Exe</OutputType>
<TargetFramework>net6.0</TargetFramework>
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
<Nullable>enable</Nullable>
</PropertyGroup>
<ItemGroup>
<ProjectReference Include="..\WarnaijakeCiwhelwajifaje.Analyzers\WarnaijakeCiwhelwajifaje.Analyzers.csproj" OutputItemType="Analyzer" ReferenceOutputAssembly="false"/>
</ItemGroup>
</Project>
在 WarnaijakeCiwhelwajifaje 里添加 Program.cs 文件,在此文件放入 Main 方法,代码如下
namespace WarnaijakeCiwhelwajifaje;
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Hello, World!");
}
}
本文将演示通过语法分析拿到了 Program 定义,接着通过语义分析,拿到 Program 的完全限定名,也就是 global::WarnaijakeCiwhelwajifaje.Program
内容
创建分析器
接下来将在新建的分析器代码里面,先通过语法分析快速获取到 Program 的代码定义,接着在 SemanticModel 里面获取到 Program 类型的完全限定名
先新建继承 IIncrementalGenerator 的分析器类型,代码大概如下
[Generator(LanguageNames.CSharp)]
public class FooIncrementalGenerator : IIncrementalGenerator
{
public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
{
... // 忽略代码
}
}
搭建解析框架
为了能够让代码调试跑起来,咱开始在 FooIncrementalGenerator 的 Initialize 方法里面编写一些调试辅助代码和搭建基础的框架代码
先加上 Debugger.Launch() 用于启动调试,加上这个代码即可在 WarnaijakeCiwhelwajifaje 项目构建时触发调试异常,从而可以被 VisualStudio 附加
[Generator(LanguageNames.CSharp)]
public class FooIncrementalGenerator : IIncrementalGenerator
{
public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
{
Debugger.Launch();
... // 忽略代码
}
}
接着通过 IncrementalGeneratorInitializationContext 的 SyntaxProvider 属性,调用 CreateSyntaxProvider 方法创建处理逻辑
此 CreateSyntaxProvider 方法接受两个委托函数,以下将告诉大家这两个委托函数参数的作用
通过 CreateSyntaxProvider 即可创建对所有参与构建的 cs 文件里面的代码逻辑的处理,在这里的思想是每次变更都是一个个进来的,变更的文件进来之后,将会先进入 CreateSyntaxProvider 方法传入的第一个委托参数,在这个委托参数里面将用来快速的语法判断,判断当前变更的文件是否在此业务逻辑上是感兴趣的。通过此快速判断逻辑即可过滤掉不需要处理的信息,从而减少后续需要处理的工作量,提升性能。在搭建的框架代码里面,只需要每次都返回 true 表示全部都需要处理即可
第二个委托参数就是转换处理逻辑,传入委托的是 GeneratorSyntaxContext 参数,要求返回值是处理完成返回的任意类型。在 GeneratorSyntaxContext 类型参数里面将包括语法的 Node 属性,和包括语义的 SemanticModel 属性,在框架代码里面只需要每次都返回 GeneratorSyntaxContext 参数即可
代码如下
var incrementalValuesProvider = context.SyntaxProvider.CreateSyntaxProvider((syntaxNode, _) =>
{
return true;
},
(GeneratorSyntaxContext generatorSyntaxContext, CancellationToken _) =>
{
return generatorSyntaxContext;
});
如果只有以上的代码,大家将会发现在委托里面添加断点将不会进入,这是因为 incrementalValuesProvider
没有被任何地方使用。在 Roslyn 里面的设计就是缓加载方式,和 Linq 一样,只有在需要用到的时候才执行
为了让以上的委托能够被执行,添加 RegisterSourceOutput 用来让底层执行委托内容,代码如下
context.RegisterSourceOutput(incrementalValuesProvider, (sourceProductionContext, generatorSyntaxContext) =>
{
// 加上这里只是为了让 incrementalValuesProvider 能够执行
});
添加完成框架之后的代码如下
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
namespace WarnaijakeCiwhelwajifaje.Analyzers
{
[Generator(LanguageNames.CSharp)]
public class FooIncrementalGenerator : IIncrementalGenerator
{
public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
{
Debugger.Launch();
var incrementalValuesProvider = context.SyntaxProvider.CreateSyntaxProvider((syntaxNode, _) =>
{
return true;
},
(GeneratorSyntaxContext generatorSyntaxContext, CancellationToken _) =>
{
return generatorSyntaxContext;
});
context.RegisterSourceOutput(incrementalValuesProvider, (sourceProductionContext, generatorSyntaxContext) =>
{
// 加上这里只是为了让 incrementalValuesProvider 能够执行
});
}
}
}
接下来就可以开始修改框架的代码,逐个换成演示的代码
语法过滤
回到咱演示的主题,获取到 Program
代码对应的类型的完全限定名。从这个需求可以知道,咱感兴趣的语法一定是一个 class 类型定义,如此可以在 CreateSyntaxProvider 的第一个委托里面进行快速的语法过滤,过滤只有 ClassDeclaration 才允许进入后续逻辑,代码如下
var incrementalValuesProvider = context.SyntaxProvider.CreateSyntaxProvider((syntaxNode, _) =>
{
// 在此进行快速的语法判断逻辑,可以判断当前的内容是否感兴趣,如此过滤掉一些内容,从而减少后续处理,提升性能
// 这里样式的是获取到 Program 类的完全限定名,也就是只需要用到 Class 类型
return syntaxNode.IsKind(SyntaxKind.ClassDeclaration);
},
(GeneratorSyntaxContext generatorSyntaxContext, CancellationToken _) =>
{
return generatorSyntaxContext;
});
从语法分析到语义分析
在 CreateSyntaxProvider 的第二个委托参数里面将用来编写处理逻辑,输入的参数 GeneratorSyntaxContext 类型里面包含了两个属性,分别是包括语法的 Node 属性,和包括语义的 SemanticModel 属性
先通过语法获取到 Program 类型定义,代码如下
// 从这里可以获取到语法内容
if (generatorSyntaxContext.Node is ClassDeclarationSyntax classDeclarationSyntax)
{
}
else
{
// 理论上不会进入此分支,因为在之前判断了类型
}
这里的 Node 属性一定是 ClassDeclarationSyntax 类型,这是因为在前面语法部分限制了 IsKind(SyntaxKind.ClassDeclaration)
决定这里一定是类型定义
使用 SemanticModel 属性从语法 ClassDeclarationSyntax 获取到语义,代码如下
var symbolInfo = generatorSyntaxContext.SemanticModel.GetDeclaredSymbol(classDeclarationSyntax)!;
如此即可完成从语法分析到语义分析。根据 使用 Roslyn 对 C# 代码进行语义分析 - walterlv 博客的示例,可以了解到拿到 symbolInfo
对象之后,即可获取到当前语法 Program 对应的类型,约等于拿到反射的 Type 类型,即可方便获取到对应的命名空间,继承的类型,包含的成员等等
获取类型名
获取类型名的方法可以是让 symbolInfo
进行格式化输出,格式化输出可以定制输出格式,如以下代码
// 带上 global 格式的输出 FullName 内容
var symbolDisplayFormat = new SymbolDisplayFormat
(
// 带上命名空间和类型名
SymbolDisplayGlobalNamespaceStyle.Included,
// 命名空间之前加上 global 防止冲突
SymbolDisplayTypeQualificationStyle
.NameAndContainingTypesAndNamespaces
);
调用 ToDisplayString 即可进行格式化输出定义
var displayString = symbolInfo.ToDisplayString(symbolDisplayFormat);
通过以上代码就能拿到 global::WarnaijakeCiwhelwajifaje.Program
字符串
以下是分析器的代码
[Generator(LanguageNames.CSharp)]
public class FooIncrementalGenerator : IIncrementalGenerator
{
public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
{
Debugger.Launch();
var incrementalValuesProvider = context.SyntaxProvider.CreateSyntaxProvider((syntaxNode, _) =>
{
// 在此进行快速的语法判断逻辑,可以判断当前的内容是否感兴趣,如此过滤掉一些内容,从而减少后续处理,提升性能
// 这里样式的是获取到 Program 类的完全限定名,也就是只需要用到 Class 类型
return syntaxNode.IsKind(SyntaxKind.ClassDeclaration);
},
(generatorSyntaxContext, _) =>
{
// 从这里可以获取到语法内容
if (generatorSyntaxContext.Node is ClassDeclarationSyntax classDeclarationSyntax)
{
var symbolInfo = generatorSyntaxContext.SemanticModel.GetDeclaredSymbol(classDeclarationSyntax)!;
// 带上 global 格式的输出 FullName 内容
var symbolDisplayFormat = new SymbolDisplayFormat
(
// 带上命名空间和类型名
SymbolDisplayGlobalNamespaceStyle.Included,
// 命名空间之前加上 global 防止冲突
SymbolDisplayTypeQualificationStyle
.NameAndContainingTypesAndNamespaces
);
var displayString = symbolInfo.ToDisplayString(symbolDisplayFormat);
}
else
{
// 理论上不会进入此分支,因为在之前判断了类型
}
return generatorSyntaxContext;
});
context.RegisterSourceOutput(incrementalValuesProvider, (sourceProductionContext, generatorSyntaxContext) =>
{
// 加上这里只是为了让 incrementalValuesProvider 能够执行
});
}
}
源代码
本文所有代码放在 github 和 gitee 上,可以通过以下方式获取整个项目的代码
先创建一个空文件夹,接着使用命令行 cd 命令进入此空文件夹,在命令行里面输入以下代码,即可获取到本文的代码
git init
git remote add origin https://gitee.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin d1197778d4a96524de210e44a662331e7340a720
以上使用的是 gitee 的源,如果 gitee 不能访问,请替换为 github 的源。请在命令行继续输入以下代码
git remote remove origin
git remote add origin https://github.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin d1197778d4a96524de210e44a662331e7340a720
获取代码之后,进入 WarnaijakeCiwhelwajifaje 文件夹
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