Scala中的动态混合 - 是否可能?

时间:2010-07-15 09:29:08

标签: scala mixins

我想要实现的是

的正确实施
def dynamix[A, B](a: A): A with B

我可能知道B是什么,但不知道A是什么(但如果B有自我类型,那么我可以在A上添加一些约束)。 scala编译器对上面的签名很满意,但我还不知道实现的样子 - 如果可能的话。

我想到了一些选择:

  • 使用反射/动态代理。
    • 最简单的情况:A是Java级别的接口+我可以实例化B并且它没有自我类型。我想这不会太难(除非我遇到一些令人讨厌的意外问题):
      创建一个新的B(b),以及一个实现A和B并使用委托给a或b的调用处理程序的代理。
    • 如果B无法实例化,我仍然可以创建它的子类,并按照上面的描述进行操作。如果它也有自我类型,我可能需要在这里和那里进行一些授权,但它仍然可以工作。
    • 但是,如果A是具体类型并且我找不到合适的接口呢?
    • 我是否会遇到更多问题(例如与线性化有关的问题,或者有助于Java互操作性的特殊结构)?
  • 使用一种包装代替mixin并返回B [A],可从b访问a 不幸的是,在这种情况下,调用者需要知道嵌套是如何完成的,如果混合输入/包装多次完成(D [C [B [A]]])可能会非常不方便,因为它需要找到正确的嵌套级别可以访问所需的功能,因此我不认为它是一种解决方案。
  • 实现编译器插件。我没有经验,但我的直觉是它不会是微不足道的。我认为Kevin Wright的autoproxy插件有一个类似的目标,但这对我的问题还不够(还有吗?)。

你有其他想法可行吗?你会推荐哪种方式?期待什么样的“挑战”? 或者我应该忘记它,因为目前的Scala约束无法实现?

我的问题背后的意图: 说我有一个业务工作流程,但它不是太严格。有些步骤有固定的顺序,但有些步骤没有,但最后必须完成所有步骤(或者其中一些步骤需要进一步处理)。
更具体的例子:我有一个A,我可以添加B和C.我不在乎先做哪个,但最后我需要一个带B的A和C.

评论:我对Groovy不太了解,但是我突然出现了this question,我想这与我想要的大致相同,至少在概念上是这样。

2 个答案:

答案 0 :(得分:26)

我认为在运行时不可能严格执行,因为traits在编译时混合到新的Java类中。如果你匿名地将一个特征与现有的类混合,你可以看到,通过查看类文件并使用javap,scalac创建了一个匿名的,名称受损的类:

class Foo {
  def bar = 5
}

trait Spam {
  def eggs = 10
}

object Main {
  def main(args: Array[String]) = {
    println((new Foo with Spam).eggs)
  }
}

scalac Mixin.scala; ls *.class返回

Foo.class Main$.class Spam$class.class Main$$anon$1.class Main.class Spam.class

javap Main\$\$anon\$1返回时

Compiled from "mixin.scala"

public final class Main$$anon$1 extends Foo implements Spam{
    public int eggs();
    public Main$$anon$1();
}

如您所见,scalac创建了一个在运行时加载的新匿名类;可能这个匿名类中的方法eggs创建了一个Spam$class的实例,并在其上调用eggs,但我不完全确定。

然而,我们可以在这里做一个非常黑客的伎俩:

import scala.tools.nsc._;
import scala.reflect.Manifest

object DynamicClassLoader {
  private var id = 0
  def uniqueId = synchronized {  id += 1; "Klass" + id.toString }
}

class DynamicClassLoader extends 
    java.lang.ClassLoader(getClass.getClassLoader) {
  def buildClass[T, V](implicit t: Manifest[T], v: Manifest[V]) = {

    // Create a unique ID
    val id = DynamicClassLoader.uniqueId

    // what's the Scala code we need to generate this class?
    val classDef = "class %s extends %s with %s".
      format(id, t.toString, v.toString)

    println(classDef)

    // fire up a new Scala interpreter/compiler
    val settings = new Settings(null)
    val interpreter = new Interpreter(settings)

    // define this class
    interpreter.compileAndSaveRun("<anon>", classDef)

    // get the bytecode for this new class
    val bytes = interpreter.classLoader.getBytesForClass(id)

    // define the bytecode using this classloader; cast it to what we expect
    defineClass(id, bytes, 0, bytes.length).asInstanceOf[Class[T with V]]
  }

}


val loader = new DynamicClassLoader

val instance = loader.buildClass[Foo, Spam].newInstance
instance.bar
// Int = 5
instance.eggs
// Int = 10

由于需要使用Scala编译器AFAIK,这可能接近您可以做到的最干净的解决方案。这很慢,但记忆可能会有很大帮助。

这种做法非常荒谬,骇人听闻,并且与语言无关。我想各种各样的怪异虫子都可以悄悄进入;使用Java比我更长的人警告说,乱搞乱码器会带来疯狂。

答案 1 :(得分:3)

我希望能够在Spring应用程序上下文中构建Scala bean,但我还希望能够指定要包含在构造bean中的mixin:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
  xmlns:scala="http://www.springframework.org/schema/scala"
  xsi:schemaLocation=...>

  <scala:bean class="org.cakesolutions.scala.services.UserService" >
    <scala:with trait="org.cakesolutions.scala.services.Mixin1" />
    <scala:with trait="org.cakesolutions.scala.services.Mixin2" />

    <scala:property name="dependency" value="Injected" />
  <scala:bean>
</beans>

难点在于Class.forName函数不允许我指定mixins。最后,我将上述hacky解决方案扩展到了Scala 2.9.1。所以,这里充满了血腥;包括Spring的一些内容。

class ScalaBeanFactory(private val beanType: Class[_ <: AnyRef],
                       private val mixinTypes: Seq[Class[_ <: AnyRef]]) {
  val loader = new DynamicClassLoader
  val clazz = loader.buildClass(beanType, mixinTypes)

   def getTypedObject[T] = getObject.asInstanceOf[T]

   def getObject = {
     clazz.newInstance()
   }

   def getObjectType = null
   def isSingleton = true

object DynamicClassLoader {
  private var id = 0
  def uniqueId = synchronized {  id += 1; "Klass" + id.toString }
}

class DynamicClassLoader extends java.lang.ClassLoader(getClass.getClassLoader) {

  def buildClass(t: Class[_ <: AnyRef], vs: Seq[Class[_ <: AnyRef]]) = {
    val id = DynamicClassLoader.uniqueId

    val classDef = new StringBuilder

    classDef.append("class ").append(id)
    classDef.append(" extends ").append(t.getCanonicalName)
    vs.foreach(c => classDef.append(" with %s".format(c.getCanonicalName)))

    val settings = new Settings(null)
    settings.usejavacp.value = true
    val interpreter = new IMain(settings)


    interpreter.compileString(classDef.toString())


    val r = interpreter.classLoader.getResourceAsStream(id)
    val o = new ByteArrayOutputStream
    val b = new Array[Byte](16384)
    Stream.continually(r.read(b)).takeWhile(_ > 0).foreach(o.write(b, 0, _))
    val bytes = o.toByteArray

    defineClass(id, bytes, 0, bytes.length)
  }

}

代码还不能处理带参数的构造函数,也不能从父类的构造函数中复制注释(应该这样做吗?)。但是,它为我们提供了一个很好的起点,可以在scala Spring命名空间中使用。当然,不要只听我的话,在Specs2规范中验证它:

class ScalaBeanFactorySpec extends Specification {

  "getTypedObject mixes-in the specified traits" in {
    val f1 = new ScalaBeanFactory(classOf[Cat],
                                  Seq(classOf[Speaking], classOf[Eating]))

    val c1 = f1.getTypedObject[Cat with Eating with Speaking]

    c1.isInstanceOf[Cat with Eating with Speaking] must_==(true)

    c1.speak    // in trait Speaking
    c1.eat      // in trait Eating
    c1.meow     // in class Cat
  }

}
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