В прошлой статье ^[1] я описал способ организации кодогенераци при помощи Roslyn. Тогдашней задачей было продемонстрировать общий подход. Сейчас я хочу реализовать то, что будет иметь реальное применение.

И так, кому интересно посмотреть на то как можно сделать библиотеку на подобие AutoMapper ^[2] прошу под кат.

Введение

Первым делом, думаю стоит описать то, как будет работать мой Ahead of Time Mapper(AOTMapper). Точкой входа нашего мапера будет служить обобщенный метод расширение(generic extention method) MapTo<>. Анализатор будет искать его и предлагать реализовать метод расширение MapToUser, где User это тип который передан в MapTo<>.

Как пример возьмем следующее классы:

namespace AOTMapper.Benchmark.Data
{
    public class UserEntity
    {
        public UserEntity()
        {

        }

        public UserEntity(Guid id, string firstName, string lastName)
        {
            this.Id = id;
            this.FirstName = firstName;
            this.LastName = lastName;
        }

        public Guid Id { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; } 
    }

    public class User
    {
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }

        public string Name { get; set; }
    }
}

Сгенерённый MapToUser будет иметь следующий вид:

public static AOTMapper.Benchmark.Data.User MapToUser(this AOTMapper.Benchmark.Data.UserEntity input)
{
    var output = new AOTMapper.Benchmark.Data.User();
    output.FirstName = input.FirstName;
    output.LastName = input.LastName;
    output.Name = ; // missing property

    return output;
}

Как видно из этого примера, все свойства с одинаковыми именами и типами присваиваются автоматически. В свою очередь, те для которых совпадения не обнаружены продолжают "висеть" создавая ошибку компиляции и разработчик должен как-то их обработать.

Например, вот так:

public static AOTMapper.Benchmark.Data.User MapToUser(this AOTMapper.Benchmark.Data.UserEntity input)
{
    var output = new AOTMapper.Benchmark.Data.User();
    output.FirstName = input.FirstName;
    output.LastName = input.LastName;
    output.Name = $"{input.FirstName} {input.LastName}";

    return output;
}

Во время генерации MapToUser место вызова MapTo<User> будет заменено на MapToUser.

Как это работает в движении можно посмотреть тут:

Также AOTMapper можно установить через nuget:

Install-Package AOTMapper

Полный код проекта можно посмотреть тут ^[3].

Реализация

Я долго думал как это можно сделать по другому и в конце-концов сошелся на мысли, что это не так уж и плохо, поскольку это решает некоторые неудобства, которые мучили меня при использовании AutoMapper.

Во первых, мы получаем разные методы расширения для разных типов, в следствии чего, для некого абстрактного типа User мы можем очень легко при помощи IntelliSense-а узнать какие мапинги уже реализованы без необходимости искать тот самый файл, где прописаны наши мапинги. Достаточно лишь посмотреть какие методы расширения уже есть.

Во вторых, в рантайме это просто метод расширение и таким образом мы избегаем любых накладных расходов связанных с вызовом нашего мапера. Я понимаю что разработчики AutoMapper потратили много усилий на оптимизацию вызова, но дополнительные затраты всеравно есть. Мой небольшой бенчмарк показал что в среднем это 140-150ns на вызов, без учета времени на инициализацию. Сам бенчмарк можно посмотреть в репозиторий, а результаты замеров ниже.

Кроме того к преимуществам данного мапера можно отнести то, что он вообще не требует времени на инициализацию при запуске приложения, что может быть полезным в больших приложениях.

Сам анализатор имеет следующий вид(упуская обвязочный код):

private void Handle(OperationAnalysisContext context)
{
    var syntax = context.Operation.Syntax;
    if (syntax is InvocationExpressionSyntax invocationSytax &&
        invocationSytax.Expression is MemberAccessExpressionSyntax memberAccessSyntax &&
        syntax.DescendantNodes().OfType<GenericNameSyntax>().FirstOrDefault() is GenericNameSyntax genericNameSyntax &&
        genericNameSyntax.Identifier.ValueText == "MapTo")
    {
        var semanticModel = context.Compilation.GetSemanticModel(syntax.SyntaxTree);
        var methodInformation = semanticModel.GetSymbolInfo(genericNameSyntax);
        if (methodInformation.Symbol.ContainingAssembly.Name != CoreAssemblyName)
        {
            return;
        }

        var fromTypeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(memberAccessSyntax.Expression);
        var fromTypeName = fromTypeInfo.Type.ToDisplayString();

        var typeSyntax = genericNameSyntax.TypeArgumentList.Arguments.First();
        var toTypeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(typeSyntax);
        var toTypeName = toTypeInfo.Type.ToDisplayString();

        var properties = ImmutableDictionary<string, string>.Empty
            .Add("fromType", fromTypeName)
            .Add("toType", toTypeName);

        context.ReportDiagnostic(Diagnostic.Create(AOTMapperIsNotReadyDescriptor, genericNameSyntax.GetLocation(), properties));
    }
}

Все что он делает это проверяет тот ли это метод который нам нужен, извлекает тип из сущности на которой вызван MapTo<> вместе из первым параметром обобщенного метода и генерит диагностическое сообщение.

Оно уже в свою очередь будет обработано внутри AOTMapperCodeFixProvider. Здесь мы достает информацию о типах над которыми будем запускать кодогенерацию. Потом заменяем вызов MapTo<> на конкретную реализацию. После чего вызываем AOTMapperGenerator который сгенерит нам файл с методом расширением.

В коде это имеет следующий вид:

private async Task<Document> Handle(Diagnostic diagnostic, CodeFixContext context)
{
    var fromTypeName = diagnostic.Properties["fromType"];
    var toTypeName = diagnostic.Properties["toType"];
    var document = context.Document;

    var semanticModel = await document.GetSemanticModelAsync();

    var root = await diagnostic.Location.SourceTree.GetRootAsync();
    var call = root.FindNode(diagnostic.Location.SourceSpan);
    root = root.ReplaceNode(call, SyntaxFactory.IdentifierName($"MapTo{toTypeName.Split('.').Last()}"));

    var pairs = ImmutableDictionary<string, string>.Empty
        .Add(fromTypeName, toTypeName);

    var generator = new AOTMapperGenerator(document.Project, semanticModel.Compilation);
    generator.GenerateMappers(pairs, new[] { "AOTMapper", "Mappers" });

    var newProject = generator.Project;
    var documentInNewProject = newProject.GetDocument(document.Id);

    return documentInNewProject.WithSyntaxRoot(root);
}

Сам AOTMapperGenerator изменяет входящий проект создавая файлы с мапингами между типами.
Сделано это следующим образом:

public void GenerateMappers(ImmutableDictionary<string, string> values, string[] outputNamespace)
{
    foreach (var value in values)
    {
        var fromSymbol = this.Compilation.GetTypeByMetadataName(value.Key);
        var toSymbol = this.Compilation.GetTypeByMetadataName(value.Value);
        var fromSymbolName = fromSymbol.ToDisplayString().Replace(".", "");
        var toSymbolName = toSymbol.ToDisplayString().Replace(".", "");
        var fileName = $"{fromSymbolName}_To_{toSymbolName}";

        var source = this.GenerateMapper(fromSymbol, toSymbol, fileName);

        this.Project = this.Project
            .AddDocument($"{fileName}.cs", source)
            .WithFolders(outputNamespace)
            .Project;
    }
}

private string GenerateMapper(INamedTypeSymbol fromSymbol, INamedTypeSymbol toSymbol, string fileName)
{
    var fromProperties = fromSymbol.GetAllMembers()
        .OfType<IPropertySymbol>()
        .Where(o => (o.DeclaredAccessibility & Accessibility.Public) > 0)
        .ToDictionary(o => o.Name, o => o.Type);

    var toProperties = toSymbol.GetAllMembers()
        .OfType<IPropertySymbol>()
        .Where(o => (o.DeclaredAccessibility & Accessibility.Public) > 0)
        .ToDictionary(o => o.Name, o => o.Type);

        return $@"
public static class {fileName}Extentions 
{{
    public static {toSymbol.ToDisplayString()} MapTo{toSymbol.ToDisplayString().Split('.').Last()}(this {fromSymbol.ToDisplayString()} input)
    {{
        var output = new {toSymbol.ToDisplayString()}();
{ toProperties
    .Where(o => fromProperties.TryGetValue(o.Key, out var type) && type == o.Value)
    .Select(o => $"        output.{o.Key} = input.{o.Key};" )
    .JoinWithNewLine()
}
{ toProperties
    .Where(o => !fromProperties.TryGetValue(o.Key, out var type) || type != o.Value)
    .Select(o => $"        output.{o.Key} = ; // missing property")
    .JoinWithNewLine()
}
        return output;
    }}
}}
";
}

Выводы

Итого, у нас есть мапер, который работает прямо во время написания кода, а потом ничего не остается от его рантайма. В планах придумать способ как добавить возможность конфигурации. Например, конфигурировать шаблоны для имен генерированых методов и указывать директорию куда сохранять. Кроме того, добавить возможность отслеживать изменения в типах. У меня есть идея как это можно организовать, но подозреваю что это может быть заметно в плане потреблении ресурсов и пока было решено по временить с этим.

Автор: byme

Источник ^[4]