JavaPoet使用

2022-11-19 07:54:28

译文：https://blog.csdn.net/crazy1235/article/details/51876192

JavaPoet

JavaPoet 是一个用来生成 .java源文件的Java API。

当做如注解或者数据库模式、协议格式等事情时，生成源文件就比较有用处。

Example

以 HelloWorld 类为例:

package com.example.helloworld;

public final class HelloWorld {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, JavaPoet!");
  }
}

上面的代码就是使用javapoet用下面的代码进行生成的：

MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC)
    .returns(void.class)
    .addParameter(String[].class, "args")
    .addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Hello, JavaPoet!")
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
    .addMethod(main)
    .build();

JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
    .build();

javaFile.writeTo(System.out);

通过MethodSpec类来创建一个”main”方法，并配置了修饰符、返回值类型、参数以及代码语句。然后把这个main方法添加到 HelloWorld 类中，最后添加到 HelloWorld.java文件中。
这个例子中，我们将文件通过Sytem.out 进行输出，但是同样也可以使用(JavaFile.toString()) 得到string字符串，或者通过 (JavaPoet.writeTo()) 方法写入到文件系统中。

Javadoc 中包括了完整的JavaPoet API, 我们接着往下看。

Code & Control Flow

大多数JavaPoet的API使用的是简单的不可变的Java对象。通过建造者模式，链式方法，可变参数是的API比较友好。JavaPoet提供了(TypeSpec)用于创建类或者接口，(FieldSpec)用来创建字段，(MethodSpec)用来创建方法和构造函数，(ParameterSpec)用来创建参数，(AnnotationSpec)用于创建注解。

但是如果没有语句类，没有语法结点数，可以通过字符串来构建代码块：

MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
    .addCode(""
        + "int total = 0;\n"
        + "for (int i = 0; i < 10; i++) {\n"
        + "  total += i;\n"
        + "}\n")
    .build();

生成的代码如下:

void main() {
  int total = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    total += i;
  }
}

人为的输入分号、换行和缩进是比较乏味的。所以JavaPoet提供了相关API使它变的容易。
addStatement() 负责分号和换行，beginControlFlow() + endControlFlow() 需要一起使用，提供换行符和缩进。

MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
    .addStatement("int total = 0")
    .beginControlFlow("for (int i = 0; i < 10; i++)")
    .addStatement("total += i")
    .endControlFlow()
    .build();

这个例子稍微有点差劲。生成的代码如下：

private MethodSpec computeRange(String name, int from, int to, String op) {
  return MethodSpec.methodBuilder(name)
      .returns(int.class)
      .addStatement("int result = 0")
      .beginControlFlow("for (int i = " + from + "; i < " + to + "; i++)")
      .addStatement("result = result " + op + " i")
      .endControlFlow()
      .addStatement("return result")
      .build();
}

调用computeRange("multiply10to20", 10, 20, "*")就生成如下代码:

int multiply10to20() {
  int result = 0;
  for (int i = 10; i < 20; i++) {
    result = result * i;
  }
  return result;
}

方法生成方法！JavaPoet生成的是源代码而不是字节码，所以可以通过阅读源码确保正确。

$L for Literals

字符串连接的方法beginControlFlow() 和 addStatement是分散开的，操作较多。
针对这个问题, JavaPoet 提供了一个语法但是有违String.format()语法. 通过 $L 来接受一个 literal 值。这有点像 Formatter’s %s:

private MethodSpec computeRange(String name, int from, int to, String op) {
  return MethodSpec.methodBuilder(name)
      .returns(int.class)
      .addStatement("int result = 0")
      .beginControlFlow("for (int i = $L; i < $L; i++)", from, to)
      .addStatement("result = result $L i", op)
      .endControlFlow()
      .addStatement("return result")
      .build();
}

Literals 直接写在输出代码中，没有转义。它的类型可以是字符串、primitives和一些接下来要说的JavaPoet类型。

$S for Strings

当输出的代码包含字符串的时候, 可以使用 $S 表示一个 string。下面的代码包含三个方法，每个方法返回自己的名字:

public static void main(String[] args) throws Exception {
  TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
      .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
      .addMethod(whatsMyName("slimShady"))
      .addMethod(whatsMyName("eminem"))
      .addMethod(whatsMyName("marshallMathers"))
      .build();

  JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
      .build();

  javaFile.writeTo(System.out);
}

private static MethodSpec whatsMyName(String name) {
  return MethodSpec.methodBuilder(name)
      .returns(String.class)
      .addStatement("return $S", name)
      .build();
}

输出结果如下:

public final class HelloWorld {
  String slimShady() {
    return "slimShady";
  }

  String eminem() {
    return "eminem";
  }

  String marshallMathers() {
    return "marshallMathers";
  }
}

$T for Types

使用Java内置的类型会使代码比较容易理解。JavaPoet极大的支持这些类型，通过 $T 进行映射，会自动import声明。

MethodSpec today = MethodSpec.methodBuilder("today")
    .returns(Date.class)
    .addStatement("return new $T()", Date.class)
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
    .addMethod(today)
    .build();

JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
    .build();

javaFile.writeTo(System.out);

自动完成import声明，生成代码如下:

package com.example.helloworld;

import java.util.Date;

public final class HelloWorld {
  Date today() {
    return new Date();
  }
}

再举一个相似的例子，但是应用了一个不存在的类：

ClassName hoverboard = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard");

MethodSpec today = MethodSpec.methodBuilder("tomorrow")
    .returns(hoverboard)
    .addStatement("return new $T()", hoverboard)
    .build();

类不存在，但是代码是完整的:

package com.example.helloworld;

import com.mattel.Hoverboard;

public final class HelloWorld {
  Hoverboard tomorrow() {
    return new Hoverboard();
  }
}

ClassName 这个类非常重要, 当你使用JavaPoet的时候会频繁的使用它。
它可以识别任何声明类。具体看下面的例子:

ClassName hoverboard = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard");
ClassName list = ClassName.get("java.util", "List");
ClassName arrayList = ClassName.get("java.util", "ArrayList");
TypeName listOfHoverboards = ParameterizedTypeName.get(list, hoverboard);

MethodSpec beyond = MethodSpec.methodBuilder("beyond")
    .returns(listOfHoverboards)
    .addStatement("$T result = new $T<>()", listOfHoverboards, arrayList)
    .addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
    .addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
    .addStatement("result.add(new $T())", hoverboard)
    .addStatement("return result")
    .build();

JavaPoet将每一种类型进行分解，并尽可能的导入其声明.

package com.example.helloworld;

import com.mattel.Hoverboard;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public final class HelloWorld {
  List<Hoverboard> beyond() {
    List<Hoverboard> result = new ArrayList<>();
    result.add(new Hoverboard());
    result.add(new Hoverboard());
    result.add(new Hoverboard());
    return result;
  }
}

Import static

JavaPoet支持import static。它显示的收集类型成员的名称。例子如下:

...
ClassName namedBoards = ClassName.get("com.mattel", "Hoverboard", "Boards");

MethodSpec beyond = MethodSpec.methodBuilder("beyond")
    .returns(listOfHoverboards)
    .addStatement("$T result = new $T<>()", listOfHoverboards, arrayList)
    .addStatement("result.add($T.createNimbus(2000))", hoverboard)
    .addStatement("result.add($T.createNimbus(\"2001\"))", hoverboard)
    .addStatement("result.add($T.createNimbus($T.THUNDERBOLT))", hoverboard, namedBoards)
    .addStatement("$T.sort(result)", Collections.class)
    .addStatement("return result.isEmpty() $T.emptyList() : result", Collections.class)
    .build();

TypeSpec hello = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addMethod(beyond)
    .build();

JavaFile.builder("com.example.helloworld", hello)
    .addStaticImport(hoverboard, "createNimbus")
    .addStaticImport(namedBoards, "*")
    .addStaticImport(Collections.class, "*")
    .build();

JavaPoet将会首先添加 import static 代码块进行配置，当然也需要导入其他所需的类型引用。

package com.example.helloworld;

import static com.mattel.Hoverboard.Boards.*;
import static com.mattel.Hoverboard.createNimbus;
import static java.util.Collections.*;

import com.mattel.Hoverboard;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class HelloWorld {
  List<Hoverboard> beyond() {
    List<Hoverboard> result = new ArrayList<>();
    result.add(createNimbus(2000));
    result.add(createNimbus("2001"));
    result.add(createNimbus(THUNDERBOLT));
    sort(result);
    return result.isEmpty() ? emptyList() : result;
  }
}

$N for Names

使用 $N 可以引用另外一个通过名字生成的声明。

public String byteToHex(int b) {
  char[] result = new char[2];
  result[0] = hexDigit((b >>> 4) & 0xf);
  result[1] = hexDigit(b & 0xf);
  return new String(result);
}

public char hexDigit(int i) {
  return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a');
}

生成的代码如下，在byteToHex()方法中通过$N来引用 hexDigit()方法作为一个参数：

MethodSpec hexDigit = MethodSpec.methodBuilder("hexDigit")
    .addParameter(int.class, "i")
    .returns(char.class)
    .addStatement("return (char) (i < 10 ? i + '0' : i - 10 + 'a')")
    .build();

MethodSpec byteToHex = MethodSpec.methodBuilder("byteToHex")
    .addParameter(int.class, "b")
    .returns(String.class)
    .addStatement("char[] result = new char[2]")
    .addStatement("result[0] = $N((b >>> 4) & 0xf)", hexDigit)
    .addStatement("result[1] = $N(b & 0xf)", hexDigit)
    .addStatement("return new String(result)")
    .build();

Methods

上面的例子中的方法都有方法体。使用 Modifiers.ABSTRACT 创建的方法是没有方法体的。通常用来创建一个抽象类或接口。

MethodSpec flux = MethodSpec.methodBuilder("flux")
    .addModifiers(Modifier.ABSTRACT, Modifier.PROTECTED)
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
    .addMethod(flux)
    .build();

生成如下代码：

public abstract class HelloWorld {
  protected abstract void flux();
}

当执行修饰符的时。JavaPoet用的是
javax.lang.model.element.Modifier类，这个类在android平台上不可用. 这只限制与生成代码阶段；输出的代码可运行在任何平台上: JVMs, Android,
and GWT。

方法可能会有参数，异常，可变参数，注释，注解，类型变量和一个返回类型。这些都可以通过 MethodSpec.Builder 来进行配置。

Constructors

MethodSpec 也可以用来创建构造函数:

MethodSpec flux = MethodSpec.constructorBuilder()
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addParameter(String.class, "greeting")
    .addStatement("this.$N = $N", "greeting", "greeting")
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addField(String.class, "greeting", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .addMethod(flux)
    .build();

生成如下代码:

public class HelloWorld {
  private final String greeting;

  public HelloWorld(String greeting) {
    this.greeting = greeting;
  }
}

多数情况下，构造方法同普通方法一样。当生成代码时，构造函数会先于其他方法生成。

Parameters

通过 ParameterSpec.builder() 可以创建参数，或者直接调用 MethodSpec类的 addParameter() 方法添加参数：

ParameterSpec android = ParameterSpec.builder(String.class, "android")
    .addModifiers(Modifier.FINAL)
    .build();

MethodSpec welcomeOverlords = MethodSpec.methodBuilder("welcomeOverlords")
    .addParameter(android)
    .addParameter(String.class, "robot", Modifier.FINAL)
    .build();

虽然上面的代码生成android 和 robot这两个参数是不同的方式，但是输出是一样的：

void welcomeOverlords(final String android, final String robot) {
}

当参数有注解(比如 @Nullable)的时候，通过扩展的 Builder 方式创建参数是比较方便的。

Fields

字段通参数一样通过 build 方式创建:

FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
    .addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addField(android)
    .addField(String.class, "robot", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .build();

生成如下代码:

public class HelloWorld {
  private final String android;

  private final String robot;
}

通关 Builder 方式很容易生成带注释、注解或者初始化的字段。
Field的初始化代码如下：

FieldSpec android = FieldSpec.builder(String.class, "android")
    .addModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .initializer("$S + $L", "Lollipop v.", 5.0d)
    .build();

生成代码：

private final String android = "Lollipop v." + 5.0;

Interfaces

JavaPoet同样可以生成接口。注意接口的方法必须是 PUBLIC ABSTRACT 类型，接口的变量必须是 PUBLIC STATIC FINAL 类型。
创建接口的时候必须要添加上这些修饰符。

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.interfaceBuilder("HelloWorld")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addField(FieldSpec.builder(String.class, "ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT")
        .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC, Modifier.FINAL)
        .initializer("$S", "change")
        .build())
    .addMethod(MethodSpec.methodBuilder("beep")
        .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
        .build())
    .build();

但是这些修饰符在生成的java文件中是找不到的。这些都是缺省值。

public interface HelloWorld {
  String ONLY_THING_THAT_IS_CONSTANT = "change";

  void beep();
}

Enums

通过 enumBuilder 可以创建枚举类型, 调用 addEnumConstant() 可添加枚举变量：

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addEnumConstant("ROCK")
    .addEnumConstant("SCISSORS")
    .addEnumConstant("PAPER")
    .build();

生成如下代码:

public enum Roshambo {
  ROCK,

  SCISSORS,

  PAPER
}

Fancy enums 也是支持的。

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.enumBuilder("Roshambo")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addEnumConstant("ROCK", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "fist")
        .addMethod(MethodSpec.methodBuilder("toString")
            .addAnnotation(Override.class)
            .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
            .addStatement("return $S", "avalanche!")
            .build())
        .build())
    .addEnumConstant("SCISSORS", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "peace")
        .build())
    .addEnumConstant("PAPER", TypeSpec.anonymousClassBuilder("$S", "flat")
        .build())
    .addField(String.class, "handsign", Modifier.PRIVATE, Modifier.FINAL)
    .addMethod(MethodSpec.constructorBuilder()
        .addParameter(String.class, "handsign")
        .addStatement("this.$N = $N", "handsign", "handsign")
        .build())
    .build();

生成代码:

public enum Roshambo {
  ROCK("fist") {
    @Override
    public void toString() {
      return "avalanche!";
    }
  },

  SCISSORS("peace"),

  PAPER("flat");

  private final String handsign;

  Roshambo(String handsign) {
    this.handsign = handsign;
  }
}

Anonymous Inner Classes

在上面的枚举代码汇总，使用了 Types.anonymousInnerClass()。匿名内部类也可以在代码块中使用。通过 $L 引用匿名内部类：

TypeSpec comparator = TypeSpec.anonymousClassBuilder("")
    .addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(Comparator.class, String.class))
    .addMethod(MethodSpec.methodBuilder("compare")
        .addAnnotation(Override.class)
        .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
        .addParameter(String.class, "a")
        .addParameter(String.class, "b")
        .returns(int.class)
        .addStatement("return $N.length() - $N.length()", "a", "b")
        .build())
    .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
    .addMethod(MethodSpec.methodBuilder("sortByLength")
        .addParameter(ParameterizedTypeName.get(List.class, String.class), "strings")
        .addStatement("$T.sort($N, $L)", Collections.class, "strings", comparator)
        .build())
    .build();

生成的代码包含一个类和一个方法：

void sortByLength(List<String> strings) {
  Collections.sort(strings, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
      return a.length() - b.length();
    }
  });
}

定义匿名内部类的一个特别棘手的问题是参数的构造。在上面的代码中我们传递了不带参数的空字符串。TypeSpec.anonymousClassBuilder("")。

Annotations

对方法添加注解非常简单：

MethodSpec toString = MethodSpec.methodBuilder("toString")
    .addAnnotation(Override.class)
    .returns(String.class)
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
    .addStatement("return $S", "Hoverboard")
    .build();

生成如下代码：

  @Override
  public String toString() {
    return "Hoverboard";
  }

通过 AnnotationSpec.builder() 可以对注解设置属性：

MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
    .addAnnotation(AnnotationSpec.builder(Headers.class)
        .addMember("accept", "$S", "application/json; charset=utf-8")
        .addMember("userAgent", "$S", "Square Cash")
        .build())
    .addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
    .returns(LogReceipt.class)
    .build();

生成如下代码：

@Headers(
    accept = "application/json; charset=utf-8",
    userAgent = "Square Cash"
)
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);

注解同样可以注解其它的注解。通过 $L 进行引用：

MethodSpec logRecord = MethodSpec.methodBuilder("recordEvent")
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
    .addAnnotation(AnnotationSpec.builder(HeaderList.class)
        .addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
            .addMember("name", "$S", "Accept")
            .addMember("value", "$S", "application/json; charset=utf-8")
            .build())
        .addMember("value", "$L", AnnotationSpec.builder(Header.class)
            .addMember("name", "$S", "User-Agent")
            .addMember("value", "$S", "Square Cash")
            .build())
        .build())
    .addParameter(LogRecord.class, "logRecord")
    .returns(LogReceipt.class)
    .build();

生成如下代码：

@HeaderList({
    @Header(name = "Accept", value = "application/json; charset=utf-8"),
    @Header(name = "User-Agent", value = "Square Cash")
})
LogReceipt recordEvent(LogRecord logRecord);

addMember() 可以调用多次。

Javadoc

变量方法和类都可以添加注释:

MethodSpec dismiss = MethodSpec.methodBuilder("dismiss")
    .addJavadoc("Hides {@code message} from the caller's history. Other\n"
        + "participants in the conversation will continue to see the\n"
        + "message in their own history unless they also delete it.\n")
    .addJavadoc("\n")
    .addJavadoc("<p>Use {@link #delete($T)} to delete the entire\n"
        + "conversation for all participants.\n", Conversation.class)
    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.ABSTRACT)
    .addParameter(Message.class, "message")
    .build();

生成如下：

  /**
   * Hides {@code message} from the caller's history. Other
   * participants in the conversation will continue to see the
   * message in their own history unless they also delete it.
   *
   * <p>Use {@link #delete(Conversation)} to delete the entire
   * conversation for all participants.
   */
  void dismiss(Message message);

使用 $T 可以自动导入类型的引用。

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下载最新的 the latest .jar

或者添加Maven依赖：

<dependency>
  <groupId>com.squareup</groupId>
  <artifactId>javapoet</artifactId>
  <version>1.7.0</version>
</dependency>

或者Gradle依赖：

compile 'com.squareup:javapoet:1.7.0'

Snapshots of the development version are available in Sonatype’s snapshots repository.

码农公寓

JavaPoet

Example

Code & Control Flow

$L for Literals

$S for Strings

$T for Types

Import static

$N for Names

Methods

Constructors

Parameters

Fields

Interfaces

Enums

Anonymous Inner Classes

Annotations

Javadoc

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