每经编辑｜陈依钗    

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初识(shi)JavaParser——开(kai)启(qi)代(dai)码(ma)解析的奇(qi)妙之旅

想(xiang)象(xiang)一下，你(ni)拿到一(yi)份(fen)厚厚(hou)的(de)Java源代(dai)码(ma)，里面(mian)充满(man)了各(ge)种(zhong)类(lei)、方法、变量(liang)和复(fu)杂的逻(luo)辑。如果让你手动(dong)去分(fen)析(xi)它(ta)的结构、找(zhao)出潜(qian)在(zai)的问题，或者(zhe)根(gen)据(ju)它的(de)结构(gou)生成(cheng)新(xin)的(de)代(dai)码，那将是一(yi)项多(duo)么浩(hao)瀚而(er)艰巨的任务！借(jie)助于(yu)JavaParser这一(yi)款强(qiang)大的工具(ju)，我(wo)们(men)能以(yi)一(yi)种(zhong)全新(xin)的视角来审视(shi)Java代码(ma)，将其“翻译(yi)”成一(yi)种机(ji)器易(yi)于理(li)解(jie)和(he)操作(zuo)的结构——抽象语(yu)法(fa)树（AbstractSyntaxTree,AST）。

这不仅仅(jin)是简单的文本(ben)解(jie)析，而是(shi)对代(dai)码本质的深度挖掘(jue)。

JavaParser究竟是什(shen)么？简(jian)单(dan)来说，它(ta)是(shi)一个(ge)Java源(yuan)代(dai)码(ma)解(jie)析(xi)器(qi)，能(neng)够读(du)取Java源码(ma)文件，然(ran)后(hou)将(jiang)其转(zhuan)换成(cheng)一(yi)棵(ke)层(ceng)次分明(ming)、结(jie)构(gou)化的抽象(xiang)语法树。这(zhe)棵树(shu)准确(que)地反(fan)映(ying)了(le)源代码的(de)语法(fa)结(jie)构，就(jiu)像一本(ben)代码的“百(bai)科全书”，将每一个语(yu)法(fa)元素（如类声(sheng)明、方(fang)法(fa)定义、变(bian)量赋(fu)值、控(kong)制流(liu)语(yu)句(ju)等）都(dou)映(ying)射到(dao)树上的(de)一个节(jie)点。

理(li)解了(le)这(zhe)棵树，就(jiu)等(deng)于理(li)解(jie)了(le)代码的骨(gu)架(jia)和血肉(rou)。

为什(shen)么我们需要将(jiang)Java源码解(jie)析成AST呢(ne)？这背后有着巨(ju)大(da)的(de)潜力(li)。

深入(ru)的代码分(fen)析。有(you)了AST，我们可(ke)以方便地(di)进(jin)行各种(zhong)静态(tai)代码(ma)分析(xi)。例(li)如(ru)，我们可以(yi)轻松地(di)统(tong)计一个项目中类的(de)数量、方(fang)法的数(shu)量、行(xing)数，或(huo)者找(zhao)出特定模(mo)式的代码(ma)（比(bi)如所(suo)有(you)try-catch块，或者所(suo)有调(diao)用某个(ge)特定(ding)方(fang)法的语句）。这对于代码质(zhi)量(liang)评(ping)估、性(xing)能优化、安(an)全漏(lou)洞检(jian)测都至关重要。

比如(ru)，你可(ke)以(yi)编写(xie)一个分析(xi)器，自动(dong)检测代码(ma)中是(shi)否(fou)存(cun)在(zai)未(wei)使用(yong)的变(bian)量(liang)，或者是(shi)否遵循(xun)了特定(ding)的命(ming)名规(gui)范。

智(zhi)能的(de)代码生(sheng)成(cheng)。AST不仅(jin)能用于分(fen)析，更能用于生成(cheng)。一旦(dan)你掌握(wo)了AST的结构(gou)，你就可以通(tong)过编程(cheng)的方(fang)式来(lai)构(gou)建(jian)新的(de)AST节(jie)点，然后(hou)将这棵AST转(zhuan)换回Java源代(dai)码。这(zhe)意味(wei)着你可以用(yong)程(cheng)序来自动(dong)生成(cheng)大量(liang)的重复性(xing)代码(ma)，或者(zhe)根据(ju)模(mo)板动(dong)态生成代码，极大地(di)提(ti)高开(kai)发效率。

设想一(yi)下(xia)，如(ru)果你(ni)需(xu)要为(wei)大量的(de)POJO类生(sheng)成getter/setter方法，或(huo)者根(gen)据一个配(pei)置文件自动(dong)生(sheng)成(cheng)相应(ying)的DAO层接(jie)口和(he)实现，JavaParser都(dou)能(neng)助你一(yi)臂之(zhi)力(li)。

再(zai)者，优(you)雅的代(dai)码重构。软(ruan)件开(kai)发过程中，代码重构(gou)是提升代码(ma)质量(liang)、可维护(hu)性和可读(du)性的(de)重要(yao)手(shou)段(duan)。而AST为(wei)代码(ma)重构提供(gong)了坚实(shi)的(de)基础(chu)。你(ni)可以通过遍(bian)历AST，找(zhao)到需要修(xiu)改的代码(ma)片段(duan)，然后(hou)对其进行(xing)精确的(de)修改，而(er)无需担心引入(ru)语(yu)法错误。例如，你可(ke)以编(bian)写(xie)一(yi)个工具(ju)，将(jiang)一个(ge)长方(fang)法拆分成(cheng)多(duo)个小方法(fa)，或者将(jiang)一个(ge)类中的字段移动到另一个类中，这些复杂的(de)重构(gou)操(cao)作(zuo)，在AST的(de)帮助(zhu)下，变(bian)得触(chu)手可(ke)及。

JavaParser的设计非常巧妙(miao)，它(ta)尽可(ke)能(neng)地忠实(shi)于Java语言(yan)的(de)语(yu)法(fa)，并且提(ti)供了(le)丰富的(de)API来(lai)访问和操作AST的各个节(jie)点。它的(de)核心(xin)组件(jian)包括：

Parser（解(jie)析(xi)器(qi)）:这(zhe)是JavaParser的(de)心脏，负(fu)责(ze)读取Java源代码字(zi)符串(chuan)或文件(jian)，并将(jiang)其解析成一棵(ke)AST。ASTNodes（AST节(jie)点(dian)）:JavaParser定义(yi)了大量(liang)的节点类型，用(yong)来表示Java语(yu)言(yan)中的各种(zhong)语(yu)法元(yuan)素。

比(bi)如(ru)，ClassOrInterfaceDeclaration表示类或接口声(sheng)明，MethodDeclaration表(biao)示(shi)方法(fa)声(sheng)明(ming)，VariableDeclarator表(biao)示(shi)变量声(sheng)明(ming)等(deng)等。每(mei)个(ge)节点都(dou)包含(han)了(le)该(gai)语法(fa)元(yuan)素(su)的相关信(xin)息，如(ru)名(ming)称、类型(xing)、修饰符、子节点(dian)等(deng)。

VisitorsandSymbolSolvers（访问者(zhe)模(mo)式(shi)与符号(hao)解(jie)析器(qi)）:JavaParser支(zhi)持访问(wen)者模(mo)式，允(yun)许(xu)你(ni)遍(bian)历(li)AST并对(dui)特(te)定类型(xing)的节(jie)点(dian)执行操作。更(geng)强大(da)的是(shi)，它(ta)还(hai)集成(cheng)了符(fu)号解析(xi)器，能够(gou)理解变(bian)量(liang)的作(zuo)用域(yu)、类型(xing)推断(duan)等更(geng)深层次的(de)代码语(yu)义，这(zhe)使(shi)得进行更(geng)复杂(za)的代码分析(xi)成(cheng)为可(ke)能(neng)。

上(shang)手JavaParser并(bing)不复杂(za)。通(tong)常(chang)，你(ni)只(zhi)需要引(yin)入相(xiang)应的Maven或Gradle依赖(lai)，然(ran)后就(jiu)可以(yi)开始(shi)编写你的代(dai)码(ma)解(jie)析程序(xu)了。下面是(shi)一个最简(jian)单的例(li)子(zi)，演示如何(he)解析一段Java代码(ma)并打印出(chu)类名(ming)：

importcom.github.javaparser.StaticJavaParser;importcom.github.javaparser.ast.CompilationUnit;importcom.github.javaparser.ast.body.ClassOrInterfaceDeclaration;publicclassSimpleParserExample{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringcode="publicclassHelloWorld{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(\"Hello,World!\");}}";//解析代码(ma)CompilationUnitcu=StaticJavaParser.parse(code);//获取第(di)一(yi)个类声明(ming)cu.findFirst(ClassOrInterfaceDeclaration.class).ifPresent(classDeclaration->{System.out.println("Foundclass:"+classDeclaration.getNameAsString());});}}

这(zhe)段代码(ma)首先定义(yi)了一个简单(dan)的Java代码(ma)字符(fu)串code，然(ran)后使用StaticJavaParser.parse()方法将(jiang)其解(jie)析成一(yi)个(ge)CompilationUnit对象(xiang)，这就(jiu)是AST的(de)根节(jie)点。接着(zhe)，我们使(shi)用findFirst()方(fang)法在AST中查(cha)找第一(yi)个ClassOrInterfaceDeclaration节点(dian)，并打(da)印出(chu)它的名(ming)字(zi)。

看到(dao)这里(li)，你是不(bu)是(shi)已经(jing)感觉(jue)到，通(tong)过(guo)JavaParser，代(dai)码仿佛不(bu)再(zai)是(shi)冰冷的文(wen)本，而(er)是变成了可(ke)以(yi)被我们(men)“玩(wan)弄”于(yu)股掌之(zhi)中的(de)对(dui)象(xiang)了？这仅仅是冰山一角(jiao)，接下(xia)来的第二(er)部(bu)分，我们将(jiang)深入(ru)探(tan)索JavaParser更高(gao)级的应用和(he)实(shi)用技巧(qiao)，让你真(zhen)正(zheng)成为(wei)代码(ma)解(jie)析(xi)的“大(da)牛”。

JavaParser的进阶(jie)玩法——洞悉代(dai)码(ma)细(xi)节(jie)，实(shi)现智(zhi)能自动(dong)化

在第一部(bu)分，我们(men)对(dui)JavaParser有(you)了一(yi)个初步的认识(shi)，了解了它将Java源(yuan)代码转(zhuan)化为(wei)AST的(de)基本原(yuan)理(li)，以(yi)及(ji)AST在(zai)代码(ma)分析、生(sheng)成(cheng)和(he)重构(gou)方面的巨(ju)大潜(qian)力。现(xian)在，让(rang)我(wo)们(men)卷起(qi)袖子(zi)，深入到JavaParser的更深层应用，看(kan)看如(ru)何(he)利(li)用它(ta)解决实际(ji)开发(fa)中的(de)痛(tong)点，实现(xian)代码的(de)智能化(hua)。

1.精准的代(dai)码遍(bian)历与修(xiu)改(gai)：掌(zhang)控AST的每一(yi)个细节(jie)

JavaParser提(ti)供的(de)API允(yun)许我(wo)们以编程的方(fang)式遍(bian)历AST的(de)每一(yi)个节点。这(zhe)意味着你可以精确(que)地定(ding)位(wei)到代码(ma)的任(ren)何(he)一个(ge)部(bu)分，并对其(qi)进行(xing)读取或(huo)修改。这(zhe)比简单的(de)文(wen)本(ben)搜索和替(ti)换(huan)要(yao)强大得(de)多(duo)，因为(wei)它(ta)能够理(li)解(jie)代码(ma)的(de)结构，避免(mian)误操作。

例如，假设我们想把一(yi)个类中的(de)所(suo)有(you)public方法(fa)都改成protected。我(wo)们(men)可以这(zhe)样做(zuo)：

importcom.github.javaparser.StaticJavaParser;importcom.github.javaparser.ast.CompilationUnit;importcom.github.javaparser.ast.body.MethodDeclaration;importcom.github.javaparser.ast.modifier.Keyword;importcom.github.javaparser.ast.nodeTypes.NodeWithPublicModifier;importcom.github.javaparser.utils.SourceRoot;importjava.io.File;importjava.nio.file.Path;importjava.nio.file.Paths;publicclassModifyAccessModifier{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{Stringcode="publicclassMyClass{publicvoidmethod1(){}publicintmethod2(){return0;}privatevoidmethod3(){}}";CompilationUnitcu=StaticJavaParser.parse(code);//找(zhao)到(dao)所有方法(fa)声明(ming)cu.findAll(MethodDeclaration.class).forEach(methodDeclaration->{//检查(cha)方(fang)法(fa)是否是public的(de)，并且(qie)不是(shi)static的（避(bi)免修(xiu)改(gai)static方(fang)法，当然(ran)也(ye)可以根据需求(qiu)调(diao)整）if(methodDeclaration.isPublic()&&!methodDeclaration.isStatic()){//移(yi)除public修饰(shi)符(fu)methodDeclaration.removeModifier(Keyword.PUBLIC);//添(tian)加(jia)protected修饰符methodDeclaration.addModifier(Keyword.PROTECTED);}});System.out.println("Modifiedcode:\n"+cu.toString());}}

在这(zhe)个(ge)例子中(zhong)，我们使用findAll(MethodDeclaration.class)查(cha)找(zhao)所有(you)方法声明(ming)，然(ran)后对每一个(ge)方法(fa)，检(jian)查(cha)它是否是public的，如(ru)果(guo)是，则移(yi)除(chu)public修(xiu)饰符(fu)，并添加protected修饰符(fu)。我们(men)打(da)印(yin)出(chu)修(xiu)改后(hou)的(de)代(dai)码。

这(zhe)种方(fang)式，我们就(jiu)能以(yi)非常灵活(huo)和安全的方(fang)式(shi)对代码进(jin)行批(pi)量修改。

2.强(qiang)大(da)的(de)代码(ma)生(sheng)成(cheng)：让重(zhong)复工(gong)作成为(wei)历(li)史

JavaParser同(tong)样支持从(cong)头开(kai)始构建(jian)AST，然(ran)后将其渲染(ran)成(cheng)Java源代码。这(zhe)对于(yu)生成样板代码(ma)、配置(zhi)文(wen)件相关(guan)的(de)代码，或(huo)者根(gen)据模(mo)型生成代(dai)码的(de)场景非(fei)常(chang)有用(yong)。

假(jia)设(she)我们(men)要根据一(yi)个类(lei)名和(he)字(zi)段(duan)列表(biao)，生成一(yi)个(ge)简单(dan)的POJO类(lei)：

importcom.github.javaparser.ast.CompilationUnit;importcom.github.javaparser.ast.body.ClassOrInterfaceDeclaration;importcom.github.javaparser.ast.body.FieldDeclaration;importcom.github.javaparser.ast.body.MethodDeclaration;importcom.github.javaparser.ast.body.Parameter;importcom.github.javaparser.ast.expr.AssignExpr;importcom.github.javaparser.ast.expr.MethodCallExpr;importcom.github.javaparser.ast.expr.NameExpr;importcom.github.javaparser.ast.expr.ThisExpr;importcom.github.javaparser.ast.stmt.BlockStmt;importcom.github.javaparser.ast.stmt.ReturnStmt;importcom.github.javaparser.ast.stmt.Statement;importcom.github.javaparser.ast.type.PrimitiveType;importcom.github.javaparser.ast.type.VoidType;importcom.github.javaparser.utils.CodePrinter;importjava.util.Arrays;importjava.util.List;publicclassCodeGenerator{publicstaticCompilationUnitgeneratePojo(StringclassName,ListfieldNames){CompilationUnitcu=newCompilationUnit();cu.setPackageDeclaration("com.example.generated");//设(she)置包(bao)名(ming)ClassOrInterfaceDeclarationclassDeclaration=cu.addClass(className);//创建类(lei)声(sheng)明//添(tian)加字段(duan)和getter/setter方法(fa)for(StringfieldName:fieldNames){//假(jia)设字段(duan)都是(shi)String类型(xing)，可以根据(ju)实际情(qing)况(kuang)扩展FieldDeclarationfield=classDeclaration.addField(String.class,fieldName);field.addModifier(com.github.javaparser.ast.modifier.Modifier.Keyword.PRIVATE);//生成(cheng)getter方法(fa)MethodDeclarationgetter=classDeclaration.addMethod("get"+capitalize(fieldName));getter.setPublic(true);getter.setType(String.class);getter.addBodyStatement(newReturnStmt(newFieldAccessExpr(newThisExpr(),fieldName)));//生成(cheng)setter方法MethodDeclarationsetter=classDeclaration.addMethod("set"+capitalize(fieldName));setter.setPublic(true);setter.setType(VoidType.INSTANCE);Parameterparameter=setter.addParameter(String.class,fieldName);BlockStmtbody=newBlockStmt();body.addStatement(newAssignExpr(newFieldAccessExpr(newThisExpr(),fieldName),newNameExpr(fieldName),AssignExpr.Operator.ASSIGN));setter.setBody(body);}returncu;}privatestaticStringcapitalize(Stringstr){if(str==null||str.isEmpty()){returnstr;}returnstr.substring(0,1).toUpperCase()+str.substring(1);}publicstaticvoidmain(String[]args){Listfields=Arrays.asList("name","age","email");CompilationUnitpojo=generatePojo("User",fields);CodePrinterprinter=newCodePrinter(true);//true表示美化(hua)输出System.out.println(printer.output(pojo));}}

在(zai)这(zhe)个例(li)子中，我(wo)们(men)首先(xian)创(chuang)建了一个CompilationUnit（AST的根节点），然后(hou)添(tian)加了一(yi)个类声(sheng)明。接着，我(wo)们遍(bian)历字(zi)段(duan)列(lie)表(biao)，为(wei)每个字段(duan)添加(jia)私有(you)变量(liang)声(sheng)明(ming)，以及(ji)对应的get和(he)set方(fang)法。使用(yong)CodePrinter将生(sheng)成的AST渲染(ran)成格(ge)式化的Java代码。

是(shi)不是觉(jue)得(de)这(zhe)就像一(yi)个“代码工(gong)厂”？

3.集成到开发(fa)流程：打造你(ni)的(de)专(zhuan)属代(dai)码(ma)工具(ju)

JavaParser的强大之处在(zai)于(yu)，你可(ke)以将(jiang)其(qi)集(ji)成(cheng)到(dao)各种开(kai)发流程中(zhong)，打造(zao)出提(ti)升效(xiao)率的(de)专属工具。

IDE插件(jian):许多(duo)IDE（如(ru)IntelliJIDEA,Eclipse）都(dou)提供(gong)了代码(ma)检查和(he)重(zhong)构的(de)功(gong)能，而(er)这(zhe)些功(gong)能(neng)的底(di)层很(hen)多都(dou)依赖(lai)于代(dai)码解(jie)析。你可(ke)以(yi)利(li)用JavaParser为你(ni)的(de)IDE开(kai)发自定义的代(dai)码检(jian)查规(gui)则，或者自动化一些特(te)定的重(zhong)构操(cao)作。

CI/CD管道:在(zai)持续(xu)集成(cheng)/持续(xu)部署(CI/CD)管(guan)道(dao)中，你(ni)可以集(ji)成JavaParser来进(jin)行自动化代码(ma)审查、安(an)全(quan)扫描(miao)，或者(zhe)在(zai)代(dai)码(ma)合并前进行必要(yao)的代码转(zhuan)换。代(dai)码生成器:你(ni)可(ke)以构建(jian)独立的(de)命(ming)令行(xing)工(gong)具，接(jie)收一些配置信(xin)息，然(ran)后生(sheng)成项(xiang)目所需的(de)各种(zhong)代(dai)码文件(jian)，如模(mo)型类(lei)、DAO接(jie)口(kou)、Service层骨(gu)架等。

遗(yi)留代码(ma)分析与(yu)迁移:对(dui)于一些老旧的(de)代码库，JavaParser可(ke)以帮(bang)助(zhu)你(ni)快速分析(xi)其结(jie)构(gou)、找出风(feng)险点(dian)，并协(xie)助你(ni)进行(xing)代(dai)码的现代化改(gai)造(zao)和迁(qian)移。

一些实(shi)用技(ji)巧与(yu)注(zhu)意(yi)事项(xiang)

版本(ben)兼容性:JavaParser对(dui)Java语言版(ban)本有很(hen)好(hao)的支持，但要注意根据(ju)你解(jie)析的代(dai)码(ma)的Java版本来选(xuan)择合适(shi)的JavaParser版(ban)本。错(cuo)误处理:在(zai)解(jie)析过程(cheng)中，可能会(hui)遇到语法错误(wu)。JavaParser提供了异(yi)常处(chu)理机(ji)制(zhi)，你(ni)需要(yao)妥善处理这(zhe)些异常，以便(bian)给出有(you)用(yong)的错(cuo)误提示。

性(xing)能考量(liang):对于非常庞(pang)大(da)的代码(ma)库(ku)，解(jie)析(xi)可(ke)能会(hui)消耗较多(duo)时间和内存(cun)。如果遇(yu)到(dao)性能(neng)问题，可(ke)以考(kao)虑分批次(ci)解析，或者优(you)化(hua)你(ni)的(de)解(jie)析逻辑。符号解(jie)析(xi):JavaParser的符号(hao)解(jie)析(xi)器（SymbolSolver）是其(qi)一大亮点(dian)，它能提(ti)供(gong)更(geng)深度的(de)代(dai)码语义(yi)信息(xi)，例如(ru)变量(liang)类型(xing)、作用域(yu)、方法调(diao)用(yong)链(lian)等。

在(zai)进行复(fu)杂(za)的(de)分(fen)析时(shi)，务必了解和使(shi)用好(hao)这一(yi)功能(neng)。

JavaParser远不止(zhi)是一(yi)个(ge)简单的代(dai)码解(jie)析器(qi)，它更是你(ni)手中(zhong)一把强(qiang)大(da)的“代(dai)码瑞(rui)士军(jun)刀”。通过掌握(wo)JavaParser，你(ni)能够以前所未(wei)有的(de)深度和(he)广(guang)度理解、操作和(he)生成Java代码。无论(lun)你是(shi)想提(ti)升代(dai)码质量、自(zi)动化(hua)开发流(liu)程，还是(shi)探索代码的(de)内在(zai)规律，JavaParser都能(neng)成为你不(bu)可(ke)或缺(que)的(de)得(de)力助手。

从(cong)今(jin)天(tian)起，让我们(men)一(yi)起(qi)踏上这(zhe)段(duan)奇妙的代(dai)码解(jie)析之(zhi)旅，用(yong)JavaParser解锁Java编程(cheng)的无(wu)限(xian)可(ke)能(neng)！

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图片来源：每经记者 陈晓阳 摄

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