Java中是否可以进行静态元编程？

Question

我是C++中静态元编程的粉丝.我知道Java现在有泛型.这是否意味着Java中可能存在静态元编程(即编译时程序执行)？如果是这样,任何人都可以推荐任何可以了解更多信息的好资源吗？

Answer 1

不,这是不可能的.泛型不如模板强大.例如,模板参数可以是用户定义的类型,基元类型或值; 但通用模板参数只能是Object其子类型.

编辑:这是一个老答案; 自2011年以来,我们拥有Java 7,它具有可用于此类技巧的Annotations.

Answer 2

看看Clojure.它是一个带有宏的LISP(元编程),它运行在JVM上,并且与Java非常互操作.

Answer 3

简短的回答

这个问题已经有将近 10 年的历史了，但我仍然缺少一个答案。这是：是的，但不是因为泛型，注意与 C++ 完全相同。

从 Java 6 开始，我们有了可插入的注解处理 api。静态元编程是（正如您已经在问题中所述）

编译时程序执行

如果您了解元编程，那么您也知道这不是真的，但为了简单起见，我们将使用它。如果您想了解有关元编程的更多信息，请查看此处。

可插入注解处理 api 由编译器在读取 .java 文件之后但在编译器将字节码写入 .class 文件之前调用。（我有一个来源，但我再也找不到它了……也许有人可以在这里帮助我？）。

它允许您在编译时使用纯 java 代码执行逻辑。但是，您正在编码的世界是完全不同的。不是特别糟糕或什么，只是不同。您正在分析的类尚不存在，您正在处理类的元数据。但是编译器运行在JVM中，这意味着您也可以正常创建类和程序。但此外，您可以分析泛型，因为我们的注解处理器在类型擦除之前被调用。

java中静态元编程的主要要点是，您提供元数据（以注释的形式），处理器将能够找到所有带注释的类来处理它们。可以在Baeldung上找到（更简单的）示例，其中形成了一个简单的示例。在我看来，这是一个很好的入门来源。如果你明白这一点，试着自己谷歌一下。那里有多个好的来源，这里要列出很多。还可以看看Google AutoService，它利用注释处理器来消除您创建和维护服务文件的麻烦。如果您想创建类，我建议您查看JavaPoet。

遗憾的是，这个 API 不允许我们操作源代码。但如果你真的想要，你应该看看Project Lombok。他们这样做，但不受支持。

为什么这很重要（为你们中感兴趣的人进一步阅读）

TL;DR：这让我很困惑，为什么我们不像动态那样使用静态元编程，因为它有很多优点。

大多数开发人员看到“动态和静态”并立即得出结论，动态更好。没有错，静态对开发人员有很多负面含义。但在这种情况下（特别是对于 Java），这是完全相反的方式。

动态元编程需要反射，这有一些 主要 缺点。他们有很多。简而言之：性能、安全性和设计。

静态元编程（即注释处理）允许我们与编译器相交，它已经完成了我们试图通过反射完成的大部分事情。我们也可以在这个过程中创建类，这些类再次传递给注解处理器。然后您可以（例如）生成类，这些类可以完成通常必须使用反射完成的工作。此外，我们可以实现“快速失败”系统，因为我们可以通知编译器有关错误、警告等的信息。

尽可能总结和比较：让我们想象一下Spring。Spring 尝试在运行时找到所有带 Component 注释的类（我们可以在编译时使用服务文件来简化），然后生成某些代理类（我们可以在编译时已经完成）并解析 bean 依赖关系（再次，我们已经可以在编译时完成）。Jake Whartons 谈到 Dagger2，他解释了为什么他们转向静态元编程。我还是不明白为什么像Spring这样的大玩家不使用它。

这篇文章很简短，以充分解释这些差异以及为什么静态会更强大。如果你愿意，我目前正在为此做一个演示。如果您有兴趣并会说德语（对不起），您可以查看我的网站。在那里您会看到一个演示文稿，它试图在 45 分钟内解释差异。虽然只有幻灯片。

Answer 4

"静态元编程"是什么意思？是的,C++模板元编程在Java中是不可能的,但它提供了其他方法,比C++中的方法更强大:

• 反射
• 面向方面的编程(@AspectJ)
• 字节码操作(Javassist,ObjectWeb ASM,Java代理)
• 代码生成(注释处理工具,Velocity等模板引擎)
• 抽象语法树操作(由流行的IDE提供的API)
• 即使在运行时也可以运行Java编译器并使用已编译的代码

没有最好的方法:每种方法都有其优点和缺点.由于JVM的灵活性,Java中的所有这些方法都可以在编译时和运行时使用.