Go：我有注解，Java：不，你没有！

大家好，我是煎鱼。

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作为一位 Go 程序员，你会发现身边的同事大多都拥有其他语言的编写经验。那势必就会遇到一点，要把新学到的知识和以前的知识建立连接。

图来自网络

特殊在于，Go 有些特性是其他语言有，他没有的。最经典的就是 N 位 Java 同学寻找 Go 语言的注解在哪里，总要解释。

为此，今天煎鱼就带大家了解一下 Go 语言的注解的使用和情况。

什么是注解

了解历史

注解(Annotation)最早出现自何处，翻了一圈并没有找到。但可以明确，在注解的使用中，Java 注解最为经典，为了便于理解，因此我们基于 Java 做初步的注解理解。

在 2002 年，JSR-175 提出了 《A Metadata Facility for the Java Programming Language》，也就是为 Java 编程语言提供元数据工具。

这就是现在使用最广泛地注解(Annotation)的来源。示例如下：

  
 
 
 
    
   
  
  
  
  1. // @annotation1 
    2. 
   
  
  
  
  2. // @annotation2 
    3. 
   
  
  
  
  3. func Hello() string { 
    4. 
   
  
  
  
  4.         return "" 
    5. 
   
  
  
  
  5. } 
    6.

在格式上均以 “@” 作为注解标识来使用。

注解例子

摘抄自 @wikipedia 的一个注解例子：

  
 
 
 
    
   
  
  
  
  1. //等同于 @Edible(value = true) 
    2. 
   
  
  
  
  2. @Edible(true) 
    3. 
   
  
  
  
  3. Item item = new Carrot(); 
    4. 
   
  
  
  
  4.  
    5. 
   
  
  
  
  5. public @interface Edible { 
    6. 
   
  
  
  
  6.   boolean value() default false; 
    7. 
   
  
  
  
  7. } 
    8. 
   
  
  
  
  8.  
    9. 
   
  
  
  
  9. @Author(first = "Oompah", last = "Loompah") 
    10. 
   
  
  
  
  10. Book book = new Book(); 
    11. 
   
  
  
  
  11.  
    12. 
   
  
  
  
  12. public @interface Author { 
    13. 
   
  
  
  
  13.   String first(); 
    14. 
   
  
  
  
  14.   String last(); 
    15. 
   
  
  
  
  15. } 
    16. 
   
  
  
  
  16.  
    17. 
   
  
  
  
  17. // 该标注可以在运行时通过反射访问。 
    18. 
   
  
  
  
  18. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
    19. 
   
  
  
  
  19. // 该标注只用于类内方法。 
    20. 
   
  
  
  
  20. @Target({ElementType.METHOD}) 
    21. 
   
  
  
  
  21. public @interface Tweezable { 
    22. 
   
  
  
  
  22. } 
    23.

在上述例子中，通过注解去做了一系列的定义、声明、赋值等。若是对语言既有注解不熟，或是做的比较复杂的注解，就会有一定的理解成本。

在业内也常常会说，注解就是 “在源码上进行编码”，注解的存在，有着明确的优缺点。你觉得呢?

注解的作用

在注解的的作用上，分为如下几点：

为编译器提供信息：注释可以被编译器用来检测错误或支持警告。

编译时和部署时处理：软件工具可以处理注释信息以生成代码、XML文件等。

运行时处理：有些注解可以在运行时检查，并用于其他用途。

Go 注解在哪里

现状

Go 语言本身并没有原生支持强大的注解，仅限于以下两种：

  • 编译时生成：go:generate
  • 编译时约束：go:build

但这先按不足以作为一个函数注解来使用，也无法形成像 Python 那样的装饰器行为。

为什么不支持

Go issues 上有人提过类似的提案：

Go Contributor @ianlancetaylor 给出了明确的答复，Go 在设计上更倾向于明确的、显式的编程风格。

思考的优缺点如下：

  • 优势：不知道 Go 能从添加装饰器中得到什么好处，没能在 issues 上明确论证。
  • 缺点：是明确的，会存在意外设置的情况。

因如下原因，没有接受注解：

  • 对比现有代码方法，这种装饰器的新的方法没有提供比现有方法更多的优势，大到足矣推翻原有的设计思路。
  • 社区内的投票，支持的也很少(基于表情符号的投票)，用户反馈不多。

可能有小伙伴会说了，有注解做装饰器了，代码会简洁不少。

对此 Go 团队的态度很明确：

Go 认为可读性更重要，如果只是额外多写一点代码，在权衡后，还是可以接受的。

用 Go 实现注解

虽然 Go 语言官方没有原生的完整支持，但开源社区中也有小伙伴已经放出了大招，借助各项周边工具和库来实现特定的函数注解功能。

GitHub 项目分别如下：

  • MarcGrol/golangAnnotations
  • u2takey/go-annotation

使用示例如下：

  
 
 
 
    
   
  
  
  
  1. package tourdefrance 
    2. 
   
  
  
  
  2.  
    3. 
   
  
  
  
  3. //go:generate golangAnnotations -input-dir . 
    4. 
   
  
  
  
  4.  
    5. 
   
  
  
  
  5. // @RestService( path = "/api/tour" ) 
    6. 
   
  
  
  
  6. type TourService struct{} 
    7. 
   
  
  
  
  7.  
    8. 
   
  
  
  
  8. type EtappeResult struct{ ... } 
    9. 
   
  
  
  
  9.  
    10. 
   
  
  
  
  10. // @RestOperation( method = "PUT", path = "/{year}/etappe/{etappeUid}" ) 
    11. 
   
  
  
  
  11. func (ts *TourService) addEtappeResults(c context.Context, year int, etappeUid string, results EtappeResult) error { 
    12. 
   
  
  
  
  12.  return nil 
    13. 
   
  
  
  
  13. } 
    14.

对 Go 注解的使用感兴趣的小伙伴可以自行查阅使用手册。

我们更多的关心，Go 原生都没支持，那么开源库都是如何实现的呢?在此我们借助 MarcGrol/golangAnnotations 项目所提供的思路来讲解。

分为三个步骤：

  • 解析代码。
  • 模板处理。
  • 生成代码。

解析 AST

首先，我们需要用用 go/ast 标准库获取代码所生成的 AST Tree 中需要的内容和结构。

示例代码如下：

  
 
 
 
    
   
  
  
  
  1. parsedSources := ParsedSources{ 
    2. 
   
  
  
  
  2.     PackageName: "tourdefrance", 
    3. 
   
  
  
  
  3.     Structs:     []model.Struct{ 
    4. 
   
  
  
  
  4.         { 
    5. 
   
  
  
  
  5.             DocLines:   []string{"// @RestService( path = "/api/tour" )"}, 
    6. 
   
  
  
  
  6.             Name:       "TourService", 
    7. 
   
  
  
  
  7.             Operations: []model.Operation{ 
    8. 
   
  
  
  
  8.                 { 
    9. 
   
  
  
  
  9.                    DocLines:   []string{"// @RestOperation( method = "PUT", path = "/{year}/etappe/{etappeUid}"}, 
    10. 
   
  
  
  
  10.                    ... 
    11. 
   
  
  
  
  11.                 }, 
    12. 
   
  
  
  
  12.             }, 
    13. 
   
  
  
  
  13.         }, 
    14. 
   
  
  
  
  14.     }, 
    15. 
   
  
  
  
  15. } 
    16.

我们可以看到，在 AST Tree 中能够获取到在示例代码中所定义的注解内容，我们就可以依据此去做很多奇奇怪怪的事情了。

模板生成

紧接着，在知道了注解的输入是什么后，我们只需要根据实际情况，编写对应的模板生成器 code-generator 就可以了。

我们会基于 text/template 标准库来实现，比较经典的像是 kubernetes/code-generator 是一个可以参考的实现。

代码实现完毕后，将其编译成 go plugin，便于我们在下一步调用就可以了。

代码生成

最后，万事俱备只欠东风。差的就是告诉工具，哪些 Go 文件中包含注解，需要我们去生成的。

这时候我们可以使用 //go:generate 在 Go 文件声明。就像前面的项目中所说的：

  
 
 
 
    
   
  
  
  
  1. //go:generate golangAnnotations -input-dir . 
    2.

声明该 Go 文件需要生成，并调用前面编写好的 golangAnnotations 二进制文件，就可以实现基本的 Go 注解生成了。

总结

今天在这篇文章中，我们介绍了注解(Annotation)的历史背景。同时我们针对 Go 语言目前原生的注解支持情况进行了说明。

也面向为什么 Go 没有像 Java 那样支持强大的注解进行了基于 Go 官方团队的原因解释。如果希望在 Go 实现注解的，也提供了相应的开源技术方案。

你觉得 Go 语言是否需要像和 Java 一样的注解支持呢?

文章名称：Go：我有注解，Java：不，你没有！
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