神奇的Scala Macro之旅（一）- 何時用宏 神奇的Scala Macro之旅（二）- 一個實例

在Lisp語言中，macro是一個神器，能夠「動態的生成代碼」，而後被執行，這種方式給到Lisp無限的表達能力。除Lisp以外，不多有語言支持Macro這個特性，我記得 GWT之中曾經有一個相似的Generator的概念，能夠在編譯期間提供必定的代碼生成能力(GWT Project)，不少GWT的高級特性都是經過這個語言特性而得以實現的，譬如：

• UiBinder 能夠實現申明式的 UI 開發。

• ImageBundle 簡單的實現不少圖片的聚合，從而減小round-trip，提升網頁裝載速度。

Scala自2.10開始嘗試支持macro編程，2.11基本步入」成熟「階段，2.12中基本穩定，不過，在最新的路線圖中，Scala之父，Martin再次表現了將在將來的scala版本（Dotty）中從新設計macro，採用基於scalameta的一套編譯器「中立」的元信息模型，試圖讓macro變得更簡單、容易。所以，嘗試 macro，目前仍然具備很大的風險性，或許隨着scala語言的將來版本，現有的macro也須要從新遷移、實現。

 

What is Macro?

簡而言之，macro就是讓你的代碼具有有生成代碼的能力，最簡單的macro能夠算上 C/C++ 的 ##define, 最先的 C 程序員就普遍的使用 define 來生成代碼。（嚴格意義上，C的define並不算是 macro）

 

Why using Macro？

程序員喜歡寫有挑戰的代碼，而確定不喜歡 Copy & Paster，或者甚至連Copy Paste都算不上的重複性代碼，一個很簡單的例子，就是Java程序員都最熟悉的以下代碼：

public class User { 
  private String name; 
  private int age; 
  public String getName(){ return this.name;} 
  public void setName(String name){ this.name = name;} 
  public int getAge(){ return this.age; } 
  public void setAge(int age){ this.age = age; } 
  public String toString(){ return "name:" + name + "/age:" + age;}  public int hashCode(){ return name.hashCode ^ age;} 
  public boolean equalus(Object other){ return ......} }

這段代碼是很是有Java風格的一段代碼，每個Java程序員都很熟悉，這聽說是一種設計模式，叫作」JavaBeans」, 這個模式有不少的延續：

• 基本上每一個IDE，都會有一個工具來幫你自動的生成 getter, setter, toString, hashCode等工具

• 有一個 Lombok 的開源項目，幫你來生成這些代碼。

• scala 常常用 case class User(name:String, age: Int)來鄙視Java

• Kotlin 常常用 data class User(val name: String, val age: Int）來鄙視Java

這是一個很好的案列：

• 這段代碼的「乾貨」不多，用一段爲代碼data class User(val name: String, val age: Int就能夠表述清楚的東西，咱們卻須要囉囉嗦嗦的寫一大段代碼。沒有程序員喜歡這種差事，除非，老闆真的是按代碼行數付工資的。

• Lombok可讓你編寫不多的代碼，他來負責生成剩下的代碼。

• Eclipse/JetBrains，可讓你寫少許的代碼，他來負責生成剩下的代碼。

• Scala/Kotlin這兩個編譯器，可讓你寫少許的代碼，他來負責生成剩下的代碼。

當咱們只須要寫最爲」核心「的那一步代碼，而剩下的代碼，徹底能夠按照一個模式去自動生成時，咱們的工做效率就大幅度提高了，而言,Less is more，更少的代碼就意味着更快速的代碼閱讀、評審，更少的BUG，這一切，都會帶給程序員更大的幸福感。

 

實際上，還有一種方式，也多是最好的方式，就是利用macro，來幫你生成代碼。固然，要這門語言，支持macro。從目前的狀況來看，支持macro的語言仍是很是有限的。scala做爲學術派的表明，頗有幸能夠提供macro的能力。

 

When to using Macro?

記得在一本Clojure的書中說過何時可使用Macro？

• 若是你可使用普通的函數實現，不要用macro

• 若是你能夠用其餘方式實現，不要用macro

• 實在找不到辦法，嘗試一下macro。

其實全部的一切，都是在於Macro的複雜性。若是說Clojure代碼有如天書，那麼，去生整天書的macro代碼，就更是天書中的天書了。 這個放到Scala中，只會變得更爲複雜，緣由無二：Scala有一個很是複雜的類型體系，而Macro中你須要和這個無比複雜的類型體系打交道。因此，若是你對Scala的瞭解程度還不夠深刻的話，Macro也會是無從下手的。不過，這也是一個不錯的試金石，若是你想說你對scala的瞭解程度很好的話，那麼不妨挑戰一下Macro。這絕對是一個既複雜，但又超級強大的工具。Macro的強大，有的時候，是無敵的，這些特性，只能在Macro中完成，你沒有更好的被的辦法。

How can Macros Do?

在本篇文章中，我不許備介紹 How to writing Macro?這個我會嘗試在後續的文章中介紹，我會先介紹使用 macro，咱們能夠作些什麼？

• 更有效的日誌性能。咱們常常告誡，不要讓日誌影響性能：

if(logger.isDebugEnabled) logger.debug("message is heavy in business: ");

爲何不可以直接用以下的代碼來替代呢？logger.debug(message),既知足性能的需求，又簡潔呢？ Macro Can

• 編譯時期進行更好的語法檢查。

"\d+".r.test("1234")複雜的正則表達式，每每須要複雜的調試工做，若是編譯器能幫助我檢查語法錯誤，相信可讓代碼開發變得更爲簡單。其實，除了正則表達式，咱們還能夠檢查原代碼中的日期常量、時間常量等，固然，若是在作一下優化，自動的將複雜的字符串常量預編譯爲構造值，可能還會得到更好的性能。Macro Can

• 是否能夠在編譯時，對咱們的SQL語句，自動的進行語法檢查？更好的，連接到一個數據庫，進行預處理檢查，看看是否有錯誤的表名、字段名拼寫？是否有語法性的錯誤？早期的4gl語言，就有這個特性，仍是很實用的。

  Macro Can

• 爲咱們的數據對象（Case ClassData Class）自動生成 toJSON, toXML, toProtobuf, toThrift等工具方法。反射是一種方式，因此有fast-son, fast-xml等框架？有沒有可能有比fast-jsonfast-xml更加fast的方式呢？

  有的，Macro Can

• 還能幹什麼？更爲通常的，若是你要實現功能抽象成最小化的一個Core，而後你告訴一個程序員，如何實現剩下的功能，例如，如何編寫gettersettertoString方法，讓他來幫你實現代碼。那麼，你能夠用 Macro 來直接完成，再也不須要一個程序員的工做。這個也算是 AI 的一個近似值了把。

  Macro can write code for You

 

結合Scala的implicit，macro有很強大的功能，我會結合個人開源框架 scala-sql 應用的 macro 特性，給你繼續Scala的神奇Macro之旅。

 

參考：

神奇的Scala Macro之旅（二）- 一個實例

轉自：神奇的Scala Macro之旅