Animieren von Ausdrucksbäumen mit Codegenerierung

Ausdrucksbäume System.Linq.Expressions



ermöglichen es, Absichten nicht nur durch den Code selbst, sondern auch durch seine Struktur und Syntax auszudrücken.

Ihre Erstellung aus Lambda-Ausdrücken ist in der Tat syntaktischer Zucker, in den gewöhnlicher Code geschrieben wird, und der Compiler erstellt daraus einen Syntaxbaum ( AST ), der Verweise auf Objekte im Speicher enthält, und erfasst Variablen. Auf diese Weise können Sie nicht nur Daten, sondern auch den Code, in dessen Kontext sie verwendet werden, bearbeiten: neu schreiben, ergänzen, übertragen und erst dann kompilieren und ausführen.

Durch die Laufzeitkompilierung werden Leistungsdelegierte erstellt, die häufig schneller sind als die zum Zeitpunkt der Erstellung kompilierten ( auf Kosten eines geringeren Overheads ). Die Kompilierung selbst dauert jedoch bis zu Zehntausenden Mal länger als das Aufrufen des Kompilierungsergebnisses.

Dies ist besonders anstößig, wenn der Ausdruck einfach ist, z. B. nur Zugriff auf eine Eigenschaft (in Bibliotheken für Zuordnung, Serialisierung, Datenbindung) enthält, die einen Konstruktor oder eine Methode aufruft (für IoC / DI-Lösungen).

Kompilierte Delegaten werden normalerweise zwischengespeichert, um wiederverwendet zu werden. Dies wird jedoch nicht in Skripten gespeichert, wenn der erste Zugriff häufig gleichzeitig erfolgt. In solchen Fällen wird die Laufzeit des Kompilierens von Ausdrücken erheblich und verzögert den Start der Anwendung oder einzelner Fenster.

Verwenden Sie Folgendes, um die Zeit zu verkürzen, die zum Abrufen von Delegaten aus Ausdrucksbäumen erforderlich ist:

• Eingebaute Interpretation.
  
  Die Notwendigkeit, einen Interpreter anstelle eines Compilers zu verwenden, wird durch das entsprechende Flag angezeigt:

  
  
  
  
  

  Expression.Compile(preferInterpretation: true)
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
      

  Dies geschieht durch Reflexion, jedoch mit dem Aufwand, einen Befehlsstapel zu bilden.

  
  
  
  
  

  Xamarin.iOS, Xamarin.watchOS, Xamarin.tvOS, Mono.PS4 Mono.XBox IL (System.Reflection.Emit
  
  
  
  ) .

  
  
  
  
  

• FastExpressionCompile @dadhi.
  
  p IL .

  
  
  
  
  

  JIT Mono Interpreter.

  
  
  
  
  

• .
  
  , .

  
  
  
  
  

  , . , Fasterflect, System.Reflection.Emit
  
  
  
  Mono Interpreter.

  
  
  
  
  

, , :

- (design-time) (compile-time).

compile-time .

API , . , , . - DI — , .

API , . : , run-time compile-time — . , — .

,

namespace Namespace
{
  public class TestClass
  {
    public int Property { get; set; }
  }
}
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

System.Linq.Expressions.Expression<T>

Expression<Func<TestClass, int>> expression = o => o.Property;
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

Func<object, object> _ = obj => ((Namespace.TestClass)obj).Property;
Action<object, object> _ => (t, m) => ((Namespace.TestClass)t).Property
  = (System.Int32)m;
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

:

namespace ExpressionDelegates.AccessorRegistration
{
  public static class ModuleInitializer
  {
    public static void Initialize()
    {
      ExpressionDelegates.Accessors.Add("Namespace.TestClass.Property",
        getter: obj => ((Namespace.TestClass)obj).Property,
        setter: (t, m) => ((Namespace.TestClass)t).Property = (System.Int32)m);
    }
  }
}
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

, , :

• Microsoft.CodeDom,

  
  
  
  
  

• T4,

  
  
  
  
  

• PostSharp,

  
  
  
  
  

• Fody,

  
  
  
  
  

• Roslyn Source Generators.

  
  
  
  
  

, Roslyn Source Generators C# .

, Roslyn Source Generators , . . Roslyn API, code-fix.

Roslyn Source Generators - ( !) .

:

namespace Microsoft.CodeAnalysis
{
  public interface ISourceGenerator
  {
    void Initialize(GeneratorInitializationContext context);
    void Execute(GeneratorExecutionContext context);
  }
}
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

.

Initialize



- . GeneratorInitializationContext



.

Execute



, , , , .

Roslyn SyntaxTree



:

GeneratorExecutionContext.Compilation.SyntaxTrees
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

:

semanticModel =
  GeneratorExecutionContext.Compilation.GetSemanticModel(SyntaxTree)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

, ( ) , , .

- System.Linq.Expressions.Expression<T>



- , , :

, (Symbol



), :

• , ;

  
  
  
  
  

• ;

  
  
  
  
  

• IsStatic
  
  
  
  , IsConst
  
  
  
  , IsReadOnly
  
  
  
  .

  
  
  
  
  

.

Roslyn API (Microsoft.CodeAnalysis



) , c API (System.Reflection



). ISymbol.ToDisplayString(SymbolDisplayFormat)



c :

/, :

:

var sourceBuilder = new StringBuilder(
@"namespace ExpressionDelegates.AccessorRegistration
{
  public static class ModuleInitializer
  {
    public static void Initialize()
    {");

      foreach (var line in registrationLines)
      {
        sourceBuilder.AppendLine();
        sourceBuilder.Append(' ', 6).Append(line);
      }

      sourceBuilder.Append(@"
    }
  }
}");

GeneratorExecutionContext.AddSource(
  "AccessorRegistration",
  SourceText.From(sourceBuilder.ToString(), Encoding.UTF8));
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

... :)

, Source Generators , C# 9+. .NET 5.

Roslyn Source Generators API .NET Standard, .NET Core, .NET Framework Xamarin Uno.SourceGeneration.

Uno.SourceGeneration ISourceGenerator [Generator], # 9 Microsoft.CodeAnalysis



Uno:

using Uno.SourceGeneration;
using GeneratorAttribute = Uno.SourceGeneration.GeneratorAttribute;
using ISourceGenerator = Uno.SourceGeneration.ISourceGenerator;
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

<ItemGroup>
  <SourceGenerator Include="PATH\TO\GENERATOR.dll" />
</ItemGroup>
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

API , , .

Module Initializer. ( ), . CLR, , C# c [ModuleInitializer]



9 .

Fody — Fody.ModuleInit



. ModuleInitializer



. .

Fody.ModuleInit



MSBuild FodyWeavers.xml



Weaver- Fody .

, :

1. Source Generator , , ModuleInitializer
   
   
   
   .

   
   
   
   
   

2. Fody.ModuleInit



ModuleInitializer
   
   
   
   .

   
   
   
   
   

3. ModuleInitializer
   
   
   
   , .

   
   
   
   
   

:

Expression<Func<string, int>> expression = s => s.Length;

MemberInfo accessorInfo = ((MemberExpression)expression.Body).Member;
Accessor lengthAccessor = ExpressionDelegates.Accessors.Find(accessorInfo);

var length = lengthAccessor.Get("17 letters string");
// length == 17
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

, :

, - .

, .

, — , .

System.Reflection.MemberInfo



. .

.

: github/ExpressionDelegates, nuget.

, Source Generators :

• Source Generator Playground (github).
  
  Roslyn Source Generators , .

  
  
  
  
  

• Visual Studio.
  
  Roslyn Syntax API .

  
  
  
  
  

• Source Generator . .
  
  Visual Studio «Just-In-Time debugger» Tools -> Options -> Debugging -> Just-In-Time Debugging -> ☑ Managed
  
  
  
  .

  
  
  
  
  

• *.cs
  
  
  
  , Visual Studio 16.8.
  
  Uno.SourceGeneration : \obj\{configuration}\{platform}\g\
  
  
  
  .
  
  Roslyn Source Generators MSBuild EmitCompilerGeneratedFiles
  
  
  
  .
  
  : \obj\{configuration}\{platform}\generated\
  
  
  
  , CompilerGeneratedFilesOutputPath
  
  
  
  .

  
  
  
  
  

• Source Generators MSBuild.
  
  Uno.SourceGeneration

  
  
  
  
  

  GeneratorExecutionContext.GetMSBuildPropertyValue(string)
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
      

  Für Roslyn Source Generators müssen die erforderlichen Eigenschaften zuerst in der MSBuild-Gruppe separat festgelegt CompilerVisibleProperty
  
  
  
  und erst dann aufgerufen werden:

  
  
  
  
  

  GeneratorExecutionContext.AnalyzerConfigOptions.GlobalOptions
    .TryGetValue("build_property.<PROPERTY_NAME>", out var propertyValue)
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
      

• Vom Generator aus können Sie Warnungen auslösen und Fehler erstellen.

  
  
  
  
  

  //Roslyn Source Generators
  GeneratorExecutionContext.ReportDiagnostic(Diagnostic)
  //Uno.SourceGeneration:
  GeneratorExecutionContext.GetLogger().Warn/Error().