- SourceGenerator 简介
- SourceGenerator 是 C# 中的一个强大功能，它允许在编译时生成 C# 源代码。本质上，它是一种编译器 API 扩展，能够根据用户定义的规则在编译阶段动态地生成代码。这样可以减少手动编写重复性代码的工作量，并且可以在编译时进行优化和错误检查。
- 例如，在处理数据访问层时，如果需要为每个数据库表创建对应的实体类和数据访问方法，使用 SourceGenerator 可以根据数据库表结构的元数据自动生成这些类和方法，而不是手动编写大量相似的代码。
- 工作原理
- 编译时执行：SourceGenerator 在编译过程中运行。当编译器开始处理项目时，它会查找并加载所有的 SourceGenerator。这些生成器会分析项目中的编译单元（比如类、接口等），并根据预定义的逻辑生成新的源代码。
- 与编译管道集成：它与 Roslyn 编译器紧密集成。Roslyn 编译器会将解析后的语法树等编译信息提供给 SourceGenerator。生成器可以利用这些信息来检查现有代码的结构，例如查找特定的属性、方法或类型声明。然后，基于这些检查结果，生成器可以创建新的语法树，这些语法树最终会被编译成新的 C# 代码并添加到编译输出中。
- 实际应用场景
- 自动实现接口
- 假设我们有一个接口
IRepository<T>，它定义了基本的数据库操作方法，如GetAll、GetById、Add、Update和Delete。我们可以创建一个 SourceGenerator，当一个类声明实现了这个接口时，自动生成接口方法的默认实现。 - 例如，对于一个
CustomerRepository类实现IRepository<Customer>，生成器可以生成类似以下的代码来实现接口方法：
public class CustomerRepository : IRepository<Customer> { public IEnumerable<Customer> GetAll() { // 这里可以是实际从数据库获取数据的逻辑，暂时返回空集合 return Enumerable.Empty<Customer>(); } public Customer GetById(int id) { // 假设的获取单个对象的逻辑，暂时返回null return null; } public void Add(Customer entity) { // 假设的添加对象到数据库的逻辑 } public void Update(Customer entity) { // 假设的更新对象在数据库中的逻辑 } public void Delete(Customer entity) { // 假设的从数据库删除对象的逻辑 } }
- 代码优化和缓存
- 在处理一些复杂的计算逻辑时，比如计算斐波那契数列。我们可以创建一个 SourceGenerator 来生成缓存逻辑。当一个方法频繁调用计算斐波那契数列时，生成器可以生成代码来缓存已经计算过的值，以提高性能。
- 例如，原始的斐波那契数列计算方法可能是这样：
public class FibonacciCalculator { public int Calculate(int n) { if (n <= 1) { return n; } return Calculate(n - 1) + Calculate(n - 2); } }
- 生成器可以生成带有缓存的代码：
public class FibonacciCalculator { private static Dictionary<int, int> _cache = new Dictionary<int, int>(); public int Calculate(int n) { if (_cache.ContainsKey(n)) { return _cache[n]; } if (n <= 1) { return n; } int result = Calculate(n - 1) + Calculate(n - 2); _cache[n] = result; return result; } }
- 开发 SourceGenerator 的步骤
- 创建生成器项目：首先，需要创建一个类库项目来包含 SourceGenerator 代码。这个项目应该引用
Microsoft.CodeAnalysis.CSharp等相关的编译器 API 库。 - 实现生成器类：创建一个类，该类实现
ISourceGenerator接口。这个接口有两个主要方法：Initialize和Execute。Initialize方法用于初始化生成器，例如注册语法接收器（SyntaxReceiver）等。Execute方法是实际生成代码的地方，它会接收一个GeneratorExecutionContext对象，通过这个对象可以获取编译单元的语法树，以及向编译输出添加生成的代码。 - 语法分析和代码生成：在
Execute方法中，可以使用语法分析器来分析现有的代码语法树。例如，查找特定的属性或类型声明。然后，根据分析结果，使用SyntaxFactory等工具来创建新的语法树，代表要生成的代码。最后，通过GeneratorExecutionContext将生成的代码添加到编译输出中。
- 优点和局限性
- 优点
- 提高生产力：减少了手动编写重复代码的工作量，特别是在处理大量相似代码结构的场景下，如实体类和数据访问层的创建。
- 性能优化：可以在编译时进行优化，如生成缓存代码，从而提高应用程序的运行时性能。
- 代码一致性：生成的代码遵循预定义的规则，保证了代码结构和风格的一致性。
- 局限性
- 复杂性：开发 SourceGenerator 本身可能比较复杂，需要对 C# 编译器 API、语法树等知识有深入的了解。
- 调试困难：由于是在编译时运行，调试生成器可能比调试普通的运行时代码更具挑战性。
- 维护成本：如果生成器的逻辑变得复杂，维护和更新生成器代码可能会带来一定的成本。
