Динамический миксин в Scala - возможно ли это?

Ответ 1

Я считаю, что это невозможно сделать строго во время выполнения, потому что черты смешиваются во время компиляции в новых классах Java. Если вы смешиваете признак с существующим классом анонимно, вы можете видеть, глядя на файлы классов и используя javap, что анонимный класс с именами создается с помощью scalac:

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 возвращает

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

Пока javap Main\$\$anon\$1 возвращает

Compiled from "mixin.scala"

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

Как вы можете видеть, scalac создает новый анонимный класс, который загружается во время выполнения; предположительно метод eggs в этом анонимном классе создает экземпляр Spam$class и вызывает на нем eggs, но я не совсем уверен.

Однако, мы можем сделать довольно хакерский трюк здесь:

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 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

Поскольку вам нужно использовать компилятор Scala, AFAIK, это, вероятно, близко к самому чистому решению, которое вы могли бы сделать, чтобы получить это. Это довольно медленно, но memoization, вероятно, очень поможет.

Этот подход довольно смехотворный, хакерский и идет вразрез с языком. Я предполагаю, что всевозможные чудовищные ошибки могут закрасться; люди, которые использовали Java дольше, чем я, предупреждают о безумстве, которое приходит с беспорядком с загрузчиками классов.

Ответ 2

Мне захотелось построить Scala beans в моем контексте Spring, но я также хотел указать, какие микшины должны быть включены в построенный bean:

<?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>

Трудность заключается в том, что функция Class.forName не позволяет мне указывать mixins. В конце концов, я расширил вышеупомянутое хакерское решение до Scala 2.9.1. Итак, вот оно в полной мере; включая бит Spring.

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)
  }

}

Код еще не имеет отношения к конструкторам с параметрами и не копирует аннотации из конструктора родительских классов (должен ли он это сделать?). Однако это дает нам хорошую отправную точку, которая может использоваться в пространстве имен Scala Spring. Разумеется, просто не верьте мне на слово, проверьте его в спецификации Specs2:

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
  }

}