現(xiàn)在關(guān)于Ruby元編程可以說比較熱門，這個隱藏在Ruby背后的特性隨著大家對Ruby的了解逐漸顯現(xiàn)出來啦。這篇文章是自己對Ruby MetPrgamming的理解。

元編程中的元是指元信息(Meta)，主要是為其載體提供基本信息，如html頁面中就有meta，如content type說明，SEO等。在C++，Java和Ruby語言中，也有元信息概念，如加載到內(nèi)存中（運行期）的當個對象模型（Class或者Object），都會包含元信息（藍色）和執(zhí)行代碼（灰色）：

圖中藍色區(qū)塊表示元信息，C++最少，在C++編譯的過程中，編譯器僅保留了很少的元信息；Java次之，包含了部分元信息；Ruby在解析過程中保留很多信息，所以元信息最多。當然這里不能說C++設(shè)計不合理，C++流行的時候，那個時候內(nèi)存說不定是640K的，硬盤16M的，如果保留過多的信息，那勢必導(dǎo)致程序無法運行，這些設(shè)計都是出于性能的考慮。當然Java在后續(xù)的版本（Java 9，Java 10？）中可能會添加更多的元信息，都不確定，畢竟語言在發(fā)展。

就一個Class來說，這些元信息是什么，如Java，元信息區(qū)塊包括編譯版本號、類名、屬性、函數(shù)方法名、返回值、參數(shù)類型、annotation等等，這個我們可以通過查看Java Class文件得知。對于Ruby來說，元信息則更豐富，如對函數(shù)來說，函數(shù)的參數(shù)名都會保存下來。接下來還有一個關(guān)于元信息的是否可以修改的問題，C++和Java中，這些元信息都是只讀的，你不能更改。一個例子，我們在做Java Debug的時候，如果我們修改函數(shù)內(nèi)部的邏輯，那么hotspot機制可以重新加載該class，但是你給Java Class添加屬性或函數(shù)后，hotspot機制會警告你無法進行新的class加載，這個時候我們需要重新啟動應(yīng)用進行debug。當然也不是絕對的，JavaRebel能夠在修改Java Class結(jié)構(gòu)后，仍能重新加載，其主要是其修改了Java對象模型，不在這里討論。但是Ruby就不一樣拉，元信息不是封閉的，是可以動態(tài)修改的，這樣就可以在運行期調(diào)整其結(jié)構(gòu)。綜合上述的討論，Ruby的元信息豐富，且可以動態(tài)修改，所以我們可以就元信息進行更多的編程，實現(xiàn)某些特殊的功能，而C++和Java在這方面就表現(xiàn)的比較弱一些。

講述了元信息，那么什么是元編程？就是利用元信息進行編碼，也就是你的代碼中包含對元信息的訪問和修改。網(wǎng)上有對元編程的定義為”Write code to write code”（利用代碼去寫代碼），可能不便于理解，如你編寫Maven Plugin或者Velocity模板來生成代碼，這些都不是元編程，因為它們壓根就沒有接觸元信息，就是代碼生成工具而已。在Java中，如果你的代碼訪問了元信息(java.lang.reflect下的類），我們就說你使用了反射機制，反射其實就是Java中的元編程，所以這里將代碼中涉及元信息的操作定義為元編程。在代碼中如何訪問元信息？其實很簡單，有相關(guān)的API，如Java中，java.lang.reflect下的類都是圍繞元信息設(shè)計的。在Ruby中，和Java一樣，有相關(guān)的函數(shù)，如instance_methods、class_eval, instance_eval, define_method等等，這些函數(shù)主要負責(zé)訪問和修改元信息，網(wǎng)上有很多文章介紹這些函數(shù)的，不會很難理解。

為何要進行元編程？我們寫代碼主要是為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，如數(shù)據(jù)庫操作，調(diào)用搜索引擎等，而元編程只是在操作元信息，好像和業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)，其實不然。我們訪問和修改元信息主要目的有兩個：簡化代碼和實現(xiàn)復(fù)雜邏輯。簡化代碼雖然不直接為業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)，但是會降低維護成本，如動態(tài)函數(shù)定義等都是這樣的目的；實現(xiàn)復(fù)雜邏輯，舉一個例子，如Java中，我們利用反射機制來實現(xiàn)AOP，這樣一些復(fù)雜的功能（事務(wù)、監(jiān)控統(tǒng)計、Cache、權(quán)限控制等）就非常容易實現(xiàn)。在Ruby中，使用元編程實現(xiàn)的ActiveRecord讓復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫操作更加簡單，利用Ruby元編程可以實現(xiàn)各種DSL，如Sinatra就是HTTP的DSL。

我們進行元編程的主要目的是解決業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)中的技術(shù)問題，所以元編程時有一定的適用場合，不是說利用元編程實現(xiàn)某種奇淫技巧，造成代碼理解困難，增加維護成本，那就不必要啦。元編程也有一些局限性：

1 動態(tài)結(jié)構(gòu)更改可能導(dǎo)致某些不可預(yù)料的錯誤，如程序A按照既定的邏輯編程，而B程序使用元編程，更改了相關(guān)的元信息，導(dǎo)致邏輯不正確，這些都是有的；

2 元編程屬于高級技術(shù)，不是一般人能理解，而且不是面向業(yè)務(wù)的，使用不好反而會增加維護成本；

3 對IDE工具不友好，IDE工具對強類型語言，如Java支持非常好。如果你在Ruby中動態(tài)定義一些函數(shù)（如使用class_eval），那么IDE將無法完成這些動態(tài)定義的函數(shù)提示，開發(fā)效率也會降低的，不過不少IDE（如RubyMine）已經(jīng)開始著手解決這些問題。

最后說明一下，元編程并不是某種語言的專利，其實每種語言都包含的這樣的特性，只不過支持的程度不一樣。Ruby設(shè)計的對象模型讓元編程更容易實現(xiàn)，而且非常容易實現(xiàn)一些復(fù)雜功能，所以這也成了Ruby的特點，這些特點在Rails的代碼中體現(xiàn)的尤為明顯，甚至到了極致的地步，所以也成就了Rails這款非常優(yōu)秀的框架。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Ruby元编程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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