第2篇-如何编写一个面试时能拿的出手的开源项目？

 

在第1篇-如何编写一个面试时能拿的出手的开源项目？博文中曾详细介绍过编写一个规范开源项目所要遵循的规范，并且初步实现了博主自己的开源项目Javac AST View插件，不过只搭建了项目开发的基本框架，树状结构的数据模型也是硬编码的，本篇博文将继续完善这个项目，实现动态从Eclipse编辑器中读取Java源代码，并在JavacASTViewer视图中展现Javac编译器的抽象语法树。实现过程中需要调用Javac的API接口获取抽象语法树，同时遍历这个抽象语法树，将其转换为Eclipse插件的树形视图所识别的数据模型。

下面我们基于上一篇博文所搭建的框架上继续进行开发。

首先需要对插件树形视图提供的数据模型进行修改，添加一些必要的属性，具体的源代码实现如下： 

package astview;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class JavacASTNode {

	private String name;
	private String type;
	private String value;

	private List children = null;
	private JavacASTNode parent = null;

	public JavacASTNode(String name, String type) {
		this.name = name;
		this.type = type;
		children = new ArrayList();
	}

	public JavacASTNode(String name, String type, String value) {
		this(name, type);
		this.value = value;
	}

	public JavacASTNode() {
		children = new ArrayList();
	}

	// 省略各属性的get与set方法

	public String toString() {
		String display = name;
		if (type != null && type.length() > 0) {
			display = display + "={" + type.trim() + "}";
		} else {
			display = display + "=";
		}
		if (value != null && value.length() > 0) {
			display = display + " " + value.trim();
		}
		return display;
	}

}

其中property表示属性名，如JCCompilationUnit树节点下有packageAnnotations、pid、defs等表示子树节点的属性；type为属性对应的定义类型；value为属性对应的值，这个值可选。这3个值在Eclipse树形中的显示格式由toString()方法定义。 

现在我们需要修改内容提供者ViewContentProvider类中的getElements()方法，在这个方法中将Javac的抽象语法树转换为使用JavacASTNode表示的、符合Eclipse树形视图要求的数据模型。修改后的方法源代码如下：

public Object[] getElements(Object inputElement) {
　　JavacASTNode root = null;
　　if(inputElement instanceof JCCompilationUnit) {
	    JavacASTVisitor visitor = new JavacASTVisitor();
　　　　 root  = visitor.traverse((JCCompilationUnit)inputElement);
	}
　　return new JavacASTNode[] {root};
}

Javac用JCCompilationUnit来表示编译单元，可以简单认为一个Java源文件对应一个JCCompilationUnit实例。这里使用了JDK1.8的tools.jar包中提供的API，因为Javac的源代码包被打包到了这个压缩包中，所以需要将JDK1.8安装目录下的lib目录中的tools.jar引到项目中来。

JCCompilationUnit也是抽象语法树的根节点，遍历这个语法树并将每个语法树节点用JavacASTNode表示。使用访问者模式遍历抽象语法树。创建JavacASTVisitor类并继承TreeVisitor接口，如下：

package astview;

import java.util.Set;
import javax.lang.model.element.Modifier;
import com.sun.source.tree.*;
import com.sun.tools.javac.code.TypeTag;
import com.sun.tools.javac.tree.JCTree;
import com.sun.tools.javac.tree.JCTree.*;
import com.sun.tools.javac.util.List;

public class JavacASTVisitor implements TreeVisitor {	
        ...
}

继承的接口TreeVisitor定义在com.sun.source.tree包下，是Javac为开发者提供的、遍历抽象语法树的访问者接口，接口的源代码如下：

public interface TreeVisitor {
    R visitAnnotatedType(AnnotatedTypeTree node, P p);
    R visitAnnotation(AnnotationTree node, P p);
    R visitMethodInvocation(MethodInvocationTree node, P p);
    R visitAssert(AssertTree node, P p);
    R visitAssignment(AssignmentTree node, P p);
    R visitCompoundAssignment(CompoundAssignmentTree node, P p);
    R visitBinary(BinaryTree node, P p);
    R visitBlock(BlockTree node, P p);
    R visitBreak(BreakTree node, P p);
    R visitCase(CaseTree node, P p);
    R visitCatch(CatchTree node, P p);
    R visitClass(ClassTree node, P p);
    R visitConditionalExpression(ConditionalExpressionTree node, P p);
    R visitContinue(ContinueTree node, P p);
    R visitDoWhileLoop(DoWhileLoopTree node, P p);
    R visitErroneous(ErroneousTree node, P p);
    R visitExpressionStatement(ExpressionStatementTree node, P p);
    R visitEnhancedForLoop(EnhancedForLoopTree node, P p);
    R visitForLoop(ForLoopTree node, P p);
    R visitIdentifier(IdentifierTree node, P p);
    R visitIf(IfTree node, P p);
    R visitImport(ImportTree node, P p);
    R visitArrayAccess(ArrayAccessTree node, P p);
    R visitLabeledStatement(LabeledStatementTree node, P p);
    R visitLiteral(LiteralTree node, P p);
    R visitMethod(MethodTree node, P p);
    R visitModifiers(ModifiersTree node, P p);
    R visitNewArray(NewArrayTree node, P p);
    R visitNewClass(NewClassTree node, P p);
    R visitLambdaExpression(LambdaExpressionTree node, P p);
    R visitParenthesized(ParenthesizedTree node, P p);
    R visitReturn(ReturnTree node, P p);
    R visitMemberSelect(MemberSelectTree node, P p);
    R visitMemberReference(MemberReferenceTree node, P p);
    R visitEmptyStatement(EmptyStatementTree node, P p);
    R visitSwitch(SwitchTree node, P p);
    R visitSynchronized(SynchronizedTree node, P p);
    R visitThrow(ThrowTree node, P p);
    R visitCompilationUnit(CompilationUnitTree node, P p);
    R visitTry(TryTree node, P p);
    R visitParameterizedType(ParameterizedTypeTree node, P p);
    R visitUnionType(UnionTypeTree node, P p);
    R visitIntersectionType(IntersectionTypeTree node, P p);
    R visitArrayType(ArrayTypeTree node, P p);
    R visitTypeCast(TypeCastTree node, P p);
    R visitPrimitiveType(PrimitiveTypeTree node, P p);
    R visitTypeParameter(TypeParameterTree node, P p);
    R visitInstanceOf(InstanceOfTree node, P p);
    R visitUnary(UnaryTree node, P p);
    R visitVariable(VariableTree node, P p);
    R visitWhileLoop(WhileLoopTree node, P p);
    R visitWildcard(WildcardTree node, P p);
    R visitOther(Tree node, P p);
}

定义的泛型类型中，R可以指定返回类型，而P可以额外为访问者方法指定参数。我们需要访问者方法返回转换后的JavacASTNode节点，所以R指定为了JavacASTNode类型，参数不需要额外指定，所以直接使用Void类型即可。

在TreeVisitor中定义了许多访问者方法，涉及到了抽象语法树的每个节点，这些节点在《深入解析Java编译器：源码剖析与实例详解》一书中详细做了介绍，有兴趣的可以参考。

接口中定义的访问者方法需要在JavacASTVisitor类中实现，例如对于visitCompilationUnit()方法、visitClass()方法、visitImport()方法及visitIdentifier()方法的具体实现如下： 

@Override
public JavacASTNode visitCompilationUnit(CompilationUnitTree node, Void p) {
	JCCompilationUnit t = (JCCompilationUnit) node;
	JavacASTNode currnode = new JavacASTNode();
	currnode.setProperty("root");
	currnode.setType(t.getClass().getSimpleName());

	traverse(currnode,"packageAnnotations",t.packageAnnotations);
	traverse(currnode,"pid",t.pid);
	traverse(currnode,"defs",t.defs);

	return currnode;
}

@Override
public JavacASTNode visitClass(ClassTree node, Void p) {
	JCClassDecl t = (JCClassDecl) node;
	JavacASTNode currnode = new JavacASTNode();

	traverse(currnode,"extending",t.extending);
	traverse(currnode,"implementing",t.implementing);
	traverse(currnode,"defs",t.defs);
	
	return currnode;
}

public JavacASTNode visitImport(ImportTree node, Void curr) {
	JCImport t = (JCImport) node;
	JavacASTNode currnode = new JavacASTNode();
	
	traverse(currnode,"qualid",t.qualid);

	return currnode;
}

@Override
public JavacASTNode visitIdentifier(IdentifierTree node, Void p) {
	JCIdent t = (JCIdent) node;
	JavacASTNode currnode = new JavacASTNode();
	JavacASTNode name = new JavacASTNode("name", t.name.getClass().getSimpleName(), t.name.toString());
	currnode.addChild(name);
	name.setParent(currnode);
	return currnode;
}

将JCCompilationUnit节点转换为JavacASTNode节点，并且调用traverse()方法继续处理子节点packageAnnotations、pid和defs。其它方法类似，这里不再过多介绍。更多关于访问者方法的实现可查看我的开源项目，地址为https://github.com/mazhimazh/JavacASTViewer 

tranverse()方法的实现如下：

public JavacASTNode traverse(JCTree tree) {
	if (tree == null)
		return null;
	return tree.accept(this, null);
}


public void traverse(JavacASTNode parent, String property, JCTree currnode) {
	if (currnode == null)
		return;

	JavacASTNode sub = currnode.accept(this, null);
	sub.setProperty(property);
	if (sub.getType() == null) {
		sub.setType(currnode.getClass().getSimpleName());
	}
	sub.setParent(parent);
	parent.addChild(sub);

}

public  void traverse(JavacASTNode parent, String property, List trees) {
	if (trees == null || trees.size() == 0)
		return;

	JavacASTNode defs = new JavacASTNode(property, trees.getClass().getSimpleName());
	defs.setParent(parent);
	parent.addChild(defs);

	for (int i = 0; i < trees.size(); i++) {
		JCTree tree = trees.get(i);
		JavacASTNode def_n = tree.accept(this, null);
		def_n.setProperty(i + "");
		if (def_n.getType() == null) {
			def_n.setType(tree.getClass().getSimpleName());
		}
		def_n.setParent(defs);

		defs.addChild(def_n);
	}
}

为了方便对单个JCTree及列表List进行遍历，在JavacASTVisitor 类中定义了3个重载方法。在遍历列表时，列表的每一项的属性被指定为序号。

这样我们就将Javac的抽象语法树转换为Eclipse树形视图所需要的数据模型了。下面我们就来应用这个数据模型。

在JavacASTViewer插件启动时，读取Eclipse编辑器中的Java源代码，修改JavacASTViewer类的createPartControl()方法，具体实现如下： 

public void createPartControl(Composite parent) {
	
	fViewer = new TreeViewer(parent, SWT.SINGLE);	
	fViewer.setLabelProvider(new ViewLabelProvider());
	fViewer.setContentProvider(new ViewContentProvider());
        // fViewer.setInput(getSite());
	
	try {
		IEditorPart part= EditorUtility.getActiveEditor();
		if (part instanceof ITextEditor) {
			setInput((ITextEditor) part);
		}
	} catch (CoreException e) {
		// ignore
	}
}

调用EditorUtility工具类的getActiveEditor()方法获取代表Eclipse当前激活的编辑器窗口，然后调用setInput()方法，这个方法的实现如下：

public void setInput(ITextEditor editor) throws CoreException {
	if (editor != null) {
		fEditor = editor;
		is = EditorUtility.getURI(editor);
		internalSetInput(is);
	}
}

调用EditorUtility工具类的getURI()方法从当前激活的编辑器中获取Java源代码文件的路径，这个工具类的实现如下：

package astview;

import java.net.URI;
import org.eclipse.core.resources.IFile;
import org.eclipse.ui.IEditorPart;
import org.eclipse.ui.IWorkbenchPage;
import org.eclipse.ui.IWorkbenchWindow;
import org.eclipse.ui.PlatformUI;

public class EditorUtility {
	private EditorUtility() {
		super();
	}

	public static IEditorPart getActiveEditor() {
		IWorkbenchWindow window = PlatformUI.getWorkbench().getActiveWorkbenchWindow();
		if (window != null) {
			IWorkbenchPage page = window.getActivePage();
			if (page != null) {
				return page.getActiveEditor();
			}
		}
		return null;
	}

	public static URI getURI(IEditorPart part) {
		IFile file = part.getEditorInput().getAdapter(IFile.class);
		return file.getLocationURI();
	}
}

继续看setInput()方法的实现，得到Java源文件的路径后，就需要调用Javac相关的API来解析这个Java源文件了，internalSetInput()方法的实现如下：

private JCCompilationUnit internalSetInput(URI is) throws CoreException {
	JCCompilationUnit root = null;
	try {
		root= createAST(is);
		resetView(root);
		if (root == null) {
			setContentDescription("AST could not be created.");
			return null;
		}
	} catch (RuntimeException e) {
		e.printStackTrace();
	}
	return root;
}

调用createAST()方法获取抽象语法树，调用resetView()方法为Eclipse的树形视图设置数据来源。

createAST()方法的实现如下：

JavacFileManager dfm = null;
JavaCompiler comp = null;
private JCCompilationUnit createAST(URI is) {
	if (comp == null) {
		Context context = new Context();
		JavacFileManager.preRegister(context);
		JavaFileManager fileManager = context.get(JavaFileManager.class);
		comp = JavaCompiler.instance(context);
		dfm = (JavacFileManager) fileManager;
	}
		
	JavaFileObject jfo = dfm.getFileForInput(is.getPath());
	JCCompilationUnit tree = comp.parse(jfo);
	return tree;
}

调用Javac相关的API解析Java源代码，然后返回抽象语法树，在resetView()方法中将这个抽象语法树设置为树形视图的输入，如下：

private void resetView(JCCompilationUnit root) {
     fViewer.setInput(root);
}

因为为fViewer设置的数据模型为JCCompilationUnit，所以当树形视图需要数据时，会调用JavacASTNode节点中的getElements()方法，接收到的参数inputElement的类型就是JCCompilationUnit的，这个方法我们在前面介绍过，这里不再介绍。

 

现在编写个实例来查看JavacASTViewer的显示效果，实例如下： 

package test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
	List a = new ArrayList();
	String b;
	int c;

	public void test() {
		a.add("test");
		b = "hello word!";
		c = 1;
	}
}

JavacASTViewer的显示效果如下：

 

后续文章将继续完善这个项目，包括为JavacASTViewer增加重新读取编辑器视图内容的“读入”按钮，双击抽象语法树的某个语法树节点后，Eclipse的编辑视图自动选中所对应的Java源代码，

增加测试用例及发布Eclipse插件安装地址等等。　 

 

 参考：

（1）《深入解析Java编译器：源码剖析与实例详解》一书

（2）《Eclipse插件开发学习笔记》一书