Flutter语法检测及原理剖析-Fair语法检测实践

前言

Flutter是谷歌的移动UI框架，可以快速在iOS和Android上构建高质量的原生用户界面。

Fair是58技术开源的一个Flutter动态化的框架，能够实现UI和逻辑的动态化。

开发者在使用Fair开发过程中存在一些痛点，比如可能会出现使用语法糖不正确或者存在不支持的语法糖问题，所以我们需要一个配套插件去提示用户使用Fair语法糖。

一、Flutter语法检测机制

在IDE中，Flutter语法检测机制是依赖Dart/Flutter插件实现的，即我们在开发Flutter前需要下载的Dart/Flutter插件。我们需要通过插件去提供Flutter的开发环境，同时插件也能提供语法检测功能。而插件其中的一个核心功能就是Analysis Server。

Analysis Server是什么？

Analysis Server是Dart SDK提供的一个Dart/Flutter语法分析服务，主要功能包括语法静态分析、代码提示、代码补全等。我们常用的Dart/Flutter IDE如intellij、Android Studio和VS Code都是通过安装Dart插件实现Dart开发环境的配置。

Dart/Flutter插件语法检测的工作流程

以Android Studio为例（因为对应插件的语言是Java，比较好阅读和理解），语法检测核心是Analysis Server，每当用户代码有改动的时候，就会通过Socket的方式同步给Analysis Server，当Analysis Server分析结束后也会将分析结果返回来，Dart插件则就是根据Analysis Server返的事件类型去做不同的处理，最终将结果刷新在用户IDE界面上。流程图如下：

Dart插件中Analysis Server的启动流程

当用户配置完Dart SDK路径后，插件会获取到配置路径，在插件启动的时候会启动一个进程去执行Dart SDK里的dart可执行文件，同时也会获取到Dart SDK目录下的"/bin/snapshots/analysis_server.dart.snapshot"文件，并将其路径作为vmArguments。我们可以看一小段代码：

//获取配置的SDK路径
mySdkHome = sdk.getHomePath();

//找到dart可执行文件的路径
final String runtimePath = FileUtil.toSystemDependentName(DartSdkUtil.getDartExePath(sdk));

//找到analysis_server.dart.snapshot文件路径
String analysisServerPath = FileUtil.toSystemDependentName(mySdkHome + "/bin/snapshots/analysis_server.dart.snapshot");

//拼凑vmArguments
String firstArgument = useDartLangServerCall ? "language-server" : analysisServerPath;

//创建Socket
myServerSocket =
        new StdioServerSocket(runtimePath, StringUtil.split(vmArgsRaw, " "), firstArgument, StringUtil.split(serverArgsRaw, " "), debugStream);

//创建AnalysisServer实现类
final RemoteAnalysisServerImpl startedServer = new RemoteAnalysisServerImpl(myServerSocket);

//这里的具体实现其实就是socket.start()，将socket启动起来
startedServer.start();

Dart插件与Analysis Server交互

Dart插件与Analysis Server交互类型主要分为两种，一种是id，一种是event。每次Dart插件给Analysis Server同步数据时都会生成一个uniqueId并缓存在HashMap，每次Analysis Server返数据的时候也会带上event或id，优先处理event类型数据。

Dart插件同步给Analysis Server数据示例：

request: {
  "id": String
  "method": "analysis.setAnalysisRoots"
  "params": {
    "included": List<FilePath>
    "excluded": List<FilePath>
    "packageRoots": optional Map<FilePath, FilePath>
  }
}

上述说到Dart插件每次给Analysis Server同步数据都会生成一个uniqueId，这里的生成规则就是通过具备原子属性的AtomicInteger的getAndIncrement()方法每同步一次数据+1。Dart插件对应Analysis Server每种事件实现一个Consumer或Processor(如果是event类型数据则是Processor，result事件类型的话就是Consumer)。

语法检测插件的挂载流程

插件是有一个挂载过程的，插件的挂载流程如下图所示:

小结一下：

1. YamlParaser解析analysis_options.yaml文件中analyzer#plugins节点，获取到一个pluginNameList
2. 根据pluginNameList遍历通过Plugin Locator获取到每个plugin的analyzer_plugin目录路径，即pluginPath
3. 将pluginPath目录路径文件copy到系统的.dartServer/plugin_manager/unique Directory目录下，其中unique Directory是通过对pluginPath进行md5操作生成的串
4. 执行pluginPath下/bin/plugin.dart的main方法

二、Fair语法检测插件的实现原理

当我们掌握了前面的前置知识，再去开发语法插件就简单许多了。

Fair语法检测插件的实现机制

Dart插件是基于Analysis Server实现了Dart语法的检测，Fair语法检测插件则是对Dart插件语法检测功能的补充和扩展，实现对Fair语法糖的检测，Fair语法插件本质页是一个Dart语法检测插件，可以通过配置pubspec.yaml和analysis_options.yaml来使用。

语法插件的开发流程

主要可以分为以下几步：

1. 首先创建一个类去继承ServerPlugin，并实现抽象属性/方法。
2. 然后跟lib同级创建tools/analyzer_plugin目录，内容如图所示:
3. 最后在plugin.dart文件中注册步骤1中实现的ServerPlugin。

//示例
void main(List<String> args, SendPort sendPort) {
	ServerPluginStarter(FairPlugin(PhysicalResourceProvider.INSTANCE)).start(sendPort);
}

核心实现

Fair语法检测插件的核心就是抽象语法树遍历，通过对抽象语法树的遍历，获取到每个子节点，然后插入自定义语法检测逻辑。

1.创建AnalysisDriver

createAnalysisDriver()是ServerPlugin的一个抽象方法，开发者实现这个方法创建一个AnalysisDriver，然后我们可以通过AnalysisDriver的results数据流去监听AnalysisResult的返回，其中这个AnalysisResult就是Analysis Server对文件的分析结果。示例代码如下所示：

@override
AnalysisDriverGeneric createAnalysisDriver(plugin.ContextRoot contextRoot) {

	//获取contextRoot
	final contextRoots =
        ContextLocator(resourceProvider: resourceProvider).locateRoots(...);
	
	//获取ContextBuilder
	final contextBuilder =
        ContextBuilderImpl(resourceProvider: resourceProvider);
	
	//获取Analysis Context
	final context = contextBuilder.createContext(
        contextRoot: contextRoots.first, byteStore: byteStore);
	

	//获取Analysis Driver
	final dartDriver = context.driver;

	//监听分析结果
	dartDriver.results.listen((analysisResult) {_processResult(...);});
	return dartDriver;
}

2.感知代码变化

ServerPlugin提供contentChanged方法，我们只需要收到回调的时候将内容有改变的文件路径添加到AnalysisDriver即可

@override
void contentChanged(String path) {
  super.driverForPath(path)?.addFile(path);
}

3.利用AOP思想对AnalysisResult处理

Dart的抽象语法树遍历是通过访问者模式实现的，我们可以在我们想要处理的节点插入一个自定义的Visitor对其及其子节点实现访问。其中我们可以从AnalysisResult拿到编译单元(CompilationUnit)，每个编译单元就是一棵抽象语法树，我们可以通过其accept()方法插入一个Visitor。

4.@FairPatch注解识别实现逻辑

我们了解到Dart抽象语法树是通过访问者模式实现的，就能够很简单地去实现自定义的逻辑了。我们要实现@FairPatch注解的识别，我们只需要在遍历Annotation节点时，判断一下annotation name是我们想要的FairPatch即可。示例代码如下：

class _FairVisitor extends RecursiveAstVisitor<void> {

  @override
  void visitAnnotation(Annotation node) {
    node.visitChildren(this);
    if (node.name.name == \'FairPatch\') {
      //...
    }
  }
}

5.if语法检测

因为if语法检测是需要前置条件的，首先得是用@FairPatch标注的类，其次还需要是在build()方法下的if才进行检测。

• 首先是build()方法检测，只需要在method deceleration的时候进行一下方法过滤即可。

@override
void visitMethodDeclaration(MethodDeclaration node) {
	if (node.name.name == \'build\') {
		//...
	}
}

• 其次是if语法检测，稍微复杂一点，if分为IfStatement和IfElement，IfStatement指代的是外层的if-else语句，IfElement指代的是嵌套在其他语法里的if-else语句，如果想要全覆盖if语法，则需要两者都实现。

上述两张图分别对应IfStatement和IfElement具体含义。

6.Fair的Sugar.if语法糖分类实现

在Fair中常用的Sugar.if相关语法糖有Sugar.ifEqual、Sugar.ifEqualBool和Sugar.ifRange

• Sugar.ifRange

static K ifRange<T, K>(
    T actual,
    List<T> expect, {
    required K trueValue,
    required K falseValue,
  }) =>
      expect.contains(actual) ? trueValue : falseValue;

• Sugar.ifEqual

static K ifEqual<T, K>(
    T actual,
    T expect, {
    required K trueValue,
    required K falseValue,
  }) =>
      expect == actual ? trueValue : falseValue;

• Sugar.ifEqualBool

static K ifEqualBool<T, K>(
    bool state, {
    required K trueValue,
    required K falseValue,
  }) =>
      state ? trueValue : falseValue;

使用Fair语法糖能够加快Fair的编译，所以我们都更推荐能使用语法糖就使用语法糖，我们要实现对语法糖分类，其实就是对if的condition进行区分，其中ifRange稍微复杂一点，则我们再讲下如何实现，其他也同理：

//ifRange有个前置条件就是如参expect是一个List，所以再检测的时候只需要判断用户在调用list.contains(xx)即可

//先判断用户是在调用contains()方法
  @override
  void visitMethodDeclaration(MethodDeclaration node) {
    if (node.name.name == \'contains\') {
      //...
    }
  }


//其次再判断调用contains方法的对象是List
  @override
  void visitMethodInvocation(MethodInvocation node) {
    super.visitMethodInvocation(node);
     
    //判断staticType即可
    _result = node.target?.staticType?.isDartCoreList ?? false;
    if (_result) {
      _target = node.target;
      _actual = node.argumentList.arguments.first;
    }
  }

三、Fair Plugin实现效果展示

• Android Studio实现对build()方法下if语法块的检测效果

1. build方法下if的代码检测，及提示引导信息
2. 点击more action 或者 AS代码提示快捷键
3. 根据提示点击替换

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