前言

今天 .NET 官方博客宣布 C# 9 Source Generators 第一個預覽版發(fā)布，這是一個用戶已經(jīng)喊了快 5 年特性，今天終于發(fā)布了。

簡介

Source Generators 顧名思義代碼生成器，它允許開發(fā)者在代碼編譯過程中獲取查看用戶代碼并且生成新的 C# 代碼參與編譯過程，并且可以很好的與代碼分析器集成提供 Intellisense、調(diào)試信息和報錯信息，可以用它來做代碼生成，因此也相當于是一個加強版本的編譯時反射。

使用 Source Generators，可以做到這些事情：

• 獲取一個 Compilation 對象，這個對象表示了所有正在編譯的用戶代碼，你可以從中獲取 AST 和語義模型等信息

• 可以向 Compilation 對象中插入新的代碼，讓編譯器連同已有的用戶代碼一起編譯

Source Generators 作為編譯過程中的一個階段執(zhí)行：

編譯運行 -> [分析源代碼 -> 生成新代碼] -> 將生成的新代碼添加入編譯過程 -> 編譯繼續(xù)。

上述流程中，中括號包括的內(nèi)容即為 Source Generators 所參與的階段和能做到的事情。

作用

.NET 明明具備運行時反射和動態(tài) IL 織入功能，那這個 Source Generators 有什么用呢？

編譯時反射 - 0 運行時開銷

拿 ASP.NET Core 舉例，啟動一個 ASP.NET Core 應用時，首先會通過運行時反射來發(fā)現(xiàn) Controllers、Services 等的類型定義，然后在請求管道中需要通過運行時反射獲取其構造函數(shù)信息以便于進行依賴注入。然而運行時反射開銷很大，即使緩存了類型簽名，對于剛剛啟動后的應用也無任何幫助作用，而且不利于做 AOT 編譯。

Source Generators 將可以讓 ASP.NET Core 所有的類型發(fā)現(xiàn)、依賴注入等在編譯時就全部完成并編譯到最終的程序集當中，最終做到 0 運行時反射使用，不僅利于 AOT 編譯，而且運行時 0 開銷。

除了上述作用之外，gRPC 等也可以利用此功能在編譯時織入代碼參與編譯，不需要再利用任何的 MSBuild Task 做代碼生成啦！

另外，甚至還可以讀取 XML、JSON 直接生成 C# 代碼參與編譯，DTO 編寫全自動化都是沒問題的。

AOT 編譯

Source Generators 的另一個作用是可以幫助消除 AOT 編譯優(yōu)化的主要障礙。

許多框架和庫都大量使用反射，例如System.Text.Json、System.Text.RegularExpressions、ASP.NET Core 和 WPF 等等，它們在運行時從用戶代碼中發(fā)現(xiàn)類型。這些非常不利于 AOT 編譯優(yōu)化，因為為了使反射能夠正常工作，必須將大量額外甚至可能不需要的類型元數(shù)據(jù)編譯到最終的原生映像當中。

有了 Source Generators 之后，只需要做編譯時代碼生成便可以避免大部分的運行時反射的使用，讓 AOT 編譯優(yōu)化工具能夠更好的運行。

例子

INotifyPropertyChanged

寫過 WPF 或 UWP 的都知道，在 ViewModel 中為了使屬性變更可被發(fā)現(xiàn)，需要實現(xiàn)?INotifyPropertyChanged?接口，并且在每一個需要的屬性的?setter?處除法屬性更改事件：

當屬性多了之后將會非常繁瑣，先前 C# 引入了?CallerMemberName?用于簡化屬性較多時候的情況：

即，用?CallerMemberName?指示參數(shù)，在編譯時自動填充調(diào)用方的成員名稱。

但是還是不方便。

如今有了 Source Generators，我們可以在編譯時生成代碼做到這一點了。

為了實現(xiàn) Source Generators，我們需要寫個實現(xiàn)了?ISourceGenerator?并且標注了?Generator?的類型。

完整的 Source Generators 代碼如下：

有了上述代碼生成器之后，以后我們只需要這樣寫 ViewModel 就會自動生成通知接口的事件觸發(fā)調(diào)用：

上述代碼將會在編譯時自動生成以下代碼參與編譯：

非常方便！

使用時，將 Source Generators 部分作為一個獨立的 .NET Standard 2.0 程序集（暫時不支持 2.1），用以下方式引入到你的項目即可：

限制

Source Generators 僅能用于訪問和生成代碼，但是不能修改已有代碼，這有一定原因是出于安全考量。

文檔

Source Generators 處于早期預覽階段，docs.microsoft.com 上暫時沒有相關文檔，關于它的文檔請訪問在 roslyn 倉庫中的文檔：

設計文檔

使用文檔

后記

目前 Source Generators 仍處于非常早期的預覽階段，API 后期還可能會有很大的改動，因此現(xiàn)階段不要用于生產(chǎn)。

另外，關于與 IDE 的集成、診斷信息、斷點調(diào)試信息等的開發(fā)也在進行中，請期待后續(xù)的 preview 版本吧。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C# 9 新特性：代码生成器、编译时反射的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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