thrift/swift:对swift2thrift-generator-cli IDL生成工具的改进

swift2thrift-generator-cli是thrift/swift提供的一个IDL文件命令行生成工具,它可以根据一个java服务接口类(interface,class)生成对应的IDL文件。
对于基于java做thrift框架的开发项目来说，这可是个神器，如果你的服务端是java开发的，就不需要手工写IDL文件(反正打死我也是不会手写的，太多了)，使用这个命令行工具，可以一秒钟生成IDL，再用另一个工具swift-generator-cli就可以将根据生成的IDL生成java client/service调用代码了。这个过程我在之前的一篇博文有详细介绍，参见《thrift:swift 命令行生成 IDL文件及Client java代码过程》。

IDL是thrift的接口定义语言，有了IDL格式的接口定义脚本，就可以生成不同开发语言的thrift代码，官网说明参见 《Thrift interface description language》

问题描述

但是后续的开发过程中发现使用swift2thrift-generator-cli生成IDL有一个问题：
对于primitive的对象封装类型(Integer,Long,Boolean),不论是做为字段还是做为服务方法的参数，swift2thrift-generator-cli都把它当做primitive类型处理了。

比如一个服务方法:

public test(Integer arg);

在生成thrift client代码时，对应的接口方法变成了

@ThriftMethod(value = "test")public test(@ThriftField(value=1, name="arg", requiredness=Requiredness.NONE) final int arg);

一个类型:

@ThriftStructpublic final TestBean{    private Integer id;    @ThriftField(1)    public Integer getId(){        return id;    }    @ThriftField    public void setId(Integer id){        this.id = id;    }}

在生成thrift client代码时，对应的类变成了:

@ThriftStruct("TestBean")public final TestBean{    private int id;    @ThriftField(value=1, name="id", requiredness=Requiredness.NONE)    public int getId(){        return id;    }    @ThriftField    public void setId(int id){        this.id = id;    }}

仔细想想这是个大问题：比如我想传一个null参数,在这种情况下这就不可能了,
在很多情况下null并非完全没有意义，如果传一个0当做null,需要client/service双方约定好才行，而且很多情况下0有可能是个有意义的值。
换个别的值？还是有歧义的可能，所以无论如何应该在thrift这一层解决这个问题而不是让应用项目来解决。
有没有解决办法?

手工解决办法

当然有，地球人都知道的，手工解决办法很简单在服务方法或类定义时加上Requiredness.OPTIONAL定义，告诉swift2thrift-generator-cli这个字段是可选的。
比如上面的test服务方法可以改为

public test( @ThriftField(value=1, name="arg", requiredness=Requiredness.OPTIONAL)Integer arg);

这样在生成的thrift 接口代码中arg参数的类型就是希望的Integer。
如果你的服务接口很简单只有很少的方法，涉及的类也不多，那么这个办法，可以解决你的问题。

我需要自动化解决办法

但是如果服务接口如果非常庞大，涉及的类也很多，手工维护这些属性标记就是个灾难。
很不幸，我遇到的就是这种情况，服务接口中有超过100个方法，还在增加中，涉及的类有十几个，加起来有上百个字段。。。有int,也有Integer(有的必须给值，有的可以为null)。手工去加这些属性太麻烦了，还非常容易出错。

怎么办呢？
从IDL生成工具swift2thrift-generator-cli入手改造它！
这就是本文的中心任务。

改造目标

从swift2thrift-generator-cli源码入门，在此基础上修改swift2thrift-generator-cli生成IDL的逻辑，对于一个字段或参数，如果它是primitive类型，就指定为required，如果它是primitive对应的对象封装类型(wraptype)，就指定为optional.

问题分析

ThriftFieldMetadata

通过分析swift的源码发现，不论是类的字段还是服务方法的参数，都是一个field，用com.facebook.swift.codec.metadata.ThriftFieldMetadata这个类来描述的。

Requiredness

在thrift IDL规范中每个field都可以指定必要性（requiredness）,可以为optional(可选的)，required(必须的)，default(默认)。
在IDL文件中一个field如果是基本类型(Base Types,such as i32,i64,bool),且被定义为optional,那么生成的java代码中对应的类型就是该基本类型对应对象封装类型(Integer,Long,Boolean)，如果没有指定，那么它就会被生成基本类型对应的primitive类型(int,long,boolean)。
ThriftFieldMetadata中有一个枚举型(com.facebook.swift.codec.ThriftField.Requiredness)字段requiredness就是指定该字段的必要性。

基本思路

了解了上面这个关键点，我的解决方案基本思路成形了：
为ThriftFieldMetadata类写一个装饰类(decorator)或叫代理类，只需要重载getRequiredness()方法,在这个方法中实现前面改造目标中描述的逻辑，根据该field的java type返回我们需要的Requiredness。然后将所有对ThriftFieldMetadata的访问(读取,ThriftFieldMetadata是不可变对象)都重定义到这个代理类。这样，在生成IDL过程中对每个field获取的Requiredness就是我们希望的值。

decorator

decorator的实现并不复杂，全部代码如下(代码中用到了google guava提供的cache技术用于减少重复对象创建提高性能，真正核心关键的地方就是getRequiredness方法重载)：

/** * {@link ThriftFieldMetadata}的代理类， * 重载{@link #getRequiredness()}方法，根据参数类型对返回值进行修改 * @author guyadong * */@Immutablepublic class DecoratorThriftFieldMetadata extends ThriftFieldMetadata {    private static final Logger logger = Logger.getLogger(DecoratorThriftFieldMetadata.class.getName());    private static Boolean primitiveOptional = null;    /**      * {@link DecoratorThriftFieldMetadata}缓存对象,     * 保存每个{@link ThriftFieldMetadata}对应的{@link DecoratorThriftFieldMetadata}实例      */    private static final LoadingCache<ThriftFieldMetadata,DecoratorThriftFieldMetadata>         FIELDS_CACHE =             CacheBuilder.newBuilder().build(                    new CacheLoader<ThriftFieldMetadata,DecoratorThriftFieldMetadata>(){                        @Override                        public DecoratorThriftFieldMetadata load(ThriftFieldMetadata key) throws Exception {                            return new DecoratorThriftFieldMetadata(key);                        }});    /**  将{@link ThriftFieldMetadata}转换为 {@link DecoratorThriftFieldMetadata}对象 */    public static  final Function<ThriftFieldMetadata,ThriftFieldMetadata>         FIELD_TRANSFORMER =             new Function<ThriftFieldMetadata,ThriftFieldMetadata>(){                @Nullable                @Override                public ThriftFieldMetadata apply(@Nullable ThriftFieldMetadata input) {                    return null == input || input instanceof DecoratorThriftFieldMetadata                              ? input                             : FIELDS_CACHE.getUnchecked(input);                }};    private final Type javaType;    private DecoratorThriftFieldMetadata(ThriftFieldMetadata input){        super(                input.getId(),                input.getRequiredness(),                input.getThriftType(),                input.getName(),                input.getType(),                input.getInjections(),                input.getConstructorInjection(),                input.getMethodInjection(),                input.getExtraction(),                input.getCoercion());        // 获取field的类型        List<ThriftInjection> injections = getInjections();        checkState(injections.size()>0,"invalid size of injections");        ThriftInjection injection = injections.get(0);              if(injection instanceof ThriftParameterInjection){            javaType = ((ThriftParameterInjection)injection).getJavaType();        }else if(injection instanceof ThriftFieldInjection){            javaType = ((ThriftFieldInjection)injection).getField().getType();        }else{            javaType = null;            // 对于不支持的数据类型无法获取field类型，输出警告            logger.warning(                    String.format("UNSUPPORED TYPE %s，can't get Java Type. "                            + "(不识别的ThriftInjection实例类型，无法实现requiredness转义)",                    null == injection? null : injection.getClass().getName()));        }    }    /** 重载方法,实现 requiredness 转义 */    @Override    public Requiredness getRequiredness() {        Requiredness requiredness = super.getRequiredness();        checkState(Requiredness.UNSPECIFIED != requiredness);        // 当为primitive类型时，Requiredness 为REQUIRED        // 当为primitive类型的Object封装类型时(Long,Integer,Boolean)，Requiredness为OPTIONAL        if( !Boolean.FALSE.equals(primitiveOptional)                && javaType instanceof Class<?>                && requiredness == Requiredness.NONE){            Class<?> parameterClass = (Class<?>)javaType;            if(parameterClass.isPrimitive()){                requiredness = Requiredness.REQUIRED;                // logger.info(String.format("%s %s", parameterClass.getSimpleName(),requiredness));            }else if(Primitives.isWrapperType(parameterClass)){                requiredness = Requiredness.OPTIONAL;                // logger.info(String.format("%s %s", parameterClass.getSimpleName(),requiredness));            }        }        return requiredness;    }    /**     * 设置optional标记<br>     * 指定{@link #getRequiredness}方法调用时是否对primitive类型及其封装类型(Integer,Long)参数的返回值进行替换<br>     * 默认值:{@code true}<br>     * 该方法只能被调用一次     * @param optional     * @see #getRequiredness()     * @throws IllegalStateException 方法已经被调用     */    public static synchronized void setPrimitiveOptional(boolean optional) {        checkState(null == DecoratorThriftFieldMetadata.primitiveOptional,"primitiveOptional is initialized already.");        DecoratorThriftFieldMetadata.primitiveOptional = optional;    }}

偷天换日

有了上面的decorator，要让它发挥做用，还要做进一步的工作，需要用将原本对ThriftFieldMetadata的访问请求转向这个新的对象，以服务方法为例 ，我们同样需要写一个ThriftMethodMetadata的代理类。重载getParameters()方法，在这里完成对象转换(请求重定向)。
代码如下:

/** * 重载{@link #getParameters()}方法,用{@link DecoratorThriftFieldMetadata}替换{@link ThriftFieldMetadata} * @author guyadong * */@Immutablepublic class ThriftMethodMetadataCustom extends ThriftMethodMetadata{    private final List<ThriftFieldMetadata> parameters;    public ThriftMethodMetadataCustom(String serviceName, Method method, ThriftCatalog catalog)    {        super(serviceName, method, catalog);        parameters = Lists.transform(super.getParameters(), DecoratorThriftFieldMetadata.requirednessTransformer);        // 这里用到了定义在DecoratorThriftFieldMetadata 中的 Function常量    }    @Override    public List<ThriftFieldMetadata> getParameters()    {        // 返回转换成DecoratorThriftFieldMetadata类型的参数对象表        return parameters;    }}

对于ThriftStruct对象(也就是我们在项目中自定义的java bean)。同样也要做上面类型的替换,需要对ThriftStructMetadata类的所有涉及访问其中的ThriftFieldMetadata对象的getField系列方法进行重载：

/** * {@link ThriftStructMetadata}的代理类<br> * 重载所有{@link ThriftFieldMetadata}相关方法 * @author guyadong * */@Immutablepublic class DecoratorThriftStructMetadata extends ThriftStructMetadata {    /** {@link DecoratorThriftStructMetadata}缓存对象,     * 保存每个{@link ThriftStructMetadata}对应的{@link DecoratorThriftStructMetadata}实例      */    private static final LoadingCache<ThriftStructMetadata,DecoratorThriftStructMetadata>         STRUCTS_CACHE =             CacheBuilder.newBuilder().build(                    new CacheLoader<ThriftStructMetadata,DecoratorThriftStructMetadata>(){                        @Override                        public DecoratorThriftStructMetadata load(ThriftStructMetadata key) throws Exception {                            return new DecoratorThriftStructMetadata(key);                        }});    /**  将{@link ThriftStructMetadata}转换为 {@link DecoratorThriftStructMetadata}对象 */    public static final Function<ThriftStructMetadata,ThriftStructMetadata>         STRUCT_TRANSFORMER = new Function<ThriftStructMetadata,ThriftStructMetadata>(){            @Nullable            @Override            public ThriftStructMetadata apply(@Nullable ThriftStructMetadata input) {                return null == input || input instanceof DecoratorThriftStructMetadata                        ? input                        : STRUCTS_CACHE.getUnchecked(input);            }};    private DecoratorThriftStructMetadata(ThriftStructMetadata input){        super(input.getStructName(),                 input.getStructType(),                 input.getBuilderType(),                 input.getMetadataType(),                 input.getBuilderMethod(),                 input.getDocumentation(),                 ImmutableList.copyOf(input.getFields()),                input.getConstructorInjection(),                 input.getMethodInjections());    }    @Override    public ThriftFieldMetadata getField(int id) {        return DecoratorThriftFieldMetadata.FIELD_TRANSFORMER.apply(super.getField(id));    }    @Override    public Collection<ThriftFieldMetadata> getFields() {        return Collections2.transform(super.getFields(), DecoratorThriftFieldMetadata.FIELD_TRANSFORMER);    }    @Override    public Collection<ThriftFieldMetadata> getFields(FieldKind type) {        return Collections2.transform(super.getFields(type), DecoratorThriftFieldMetadata.FIELD_TRANSFORMER);    }}

按照 上面的思路，以此类推要换掉在IDL生成过程中涉及ThriftFieldMetadata访问所有环节。就可以了。

完整代码

限于篇幅，这里不再贴更多代码，需要完整的代码可以访问码云上的Git仓库：
https://gitee.com/l0km/idl-generator

需要用maven编译，下载代码后执行mvn package就可以生成一个uber-jar.
执行下面的命令就可以看到用法说明。

java -jar idl-generator-cli-1.7-standalone.jar

同时上面的gitee项目地址中还包含对应的maven插件，更多详细信息参见README.md
项目的二进制文件jar包已经上传到maven中央仓库，
命令行工具

<dependency>    <groupId>com.gitee.l0km</groupId>    <artifactId>swift2thrift-maven-plugin</artifactId>    <version>1.7</version></dependency>

maven 插件

<dependency>    <groupId>com.gitee.l0km</groupId>    <artifactId>swift2thrift-maven-plugin</artifactId>    <version>1.7</version></dependency>

如果你只想直接下载jar包运行，可以从maven中央仓库下载：
http://central.maven.org/maven2/com/gitee/l0km/idl-generator-cli/1.7/idl-generator-cli-1.7-standalone.jar

后记

那现在可以传递一个类型为Integer的null值到服务端了么？

说实话，还是不行…

啊？！！！那不是白干了？那你废半天劲写这一大堆文字干嘛？说说为什么不行啊？

关于为什么，可以参见我的上篇博文《thrift/swift:ThriftMethodProcessor代码分析》。
知道了原因，你就明白了：服务端也需要改造，改造的思路参照本文的思路就很容易想明白。有时间的话再我再就这个问题写个博文