使用基于Roslyn的编译时AOP框架来解决.NET项目的代码复用问题

理想的代码优化方式

团队日常协作中，自然而然的会出现很多重复代码，根据这些代码的种类，之前可能会以以下方式处理

方式	描述	应用时可能产生的问题
硬编码	多数新手，或逐渐腐坏的项目会这么干，会直接复制之前实现的代码	带来的问题显而易见的多，例如架构会逐渐随时间被侵蚀，例外越来越多
提取函数	提取成为函数，然后复用	提取函数，然后复用，会比直接硬编码好些，但是仍然存在大量因“例外”而导致增加参数、增加函数重载的情况
模板生成器	CodeSmith/T4等	因为是独立进程，所以对于读取用户代码或项目，实现难度较高，且需要现有用户项目先生成成功，再进行生成 ，或者是完全基于新项目
代码片段	VS自带的代码片段功能	无法对复杂的环境或条件做出响应
AOP框架	面向切面编程，可以解决很多于用户代码前后增加操作的事情	但是大多AOP框架都是基于透明代理形式实现的，对于相互调用较多的代码，但形成性能压力，而且因为要符合透明代理的规则，所以要提供相应的子类或接口。

基于Rosyln的编译时插入代码

但以上这几种，AOP算是最理想的方式，但是感觉上还可以有更好的解决方案。

直到读到了这篇文章文章 Introducing C# Source Generators，文中提供了一种新的解决方案，即通过Roslyn的Source Generator在编译时直接读取当前项目中的语法树，处理并生成的新代码，然后在编译时也使用这些新代码。

那么如果可以读取现有代码的语法树，通过读取代码中的标记，那么在代码生成过程中是否就能直接生成。
实现如下效果：
项目中的源代码 Program.cs

internal class Program{    [Log]    private static int Add( int a, int b )    {        return a + b;    }}

自动根据 LogAttribute 自动编译成的代码 Program.g.cs

internal class Program{    [Log]    private static int Add( int a, int b )    {        Console.WriteLine("Program.Add(int, int) 开始运行.");        int result;        result = a + b;        Console.WriteLine("Program.Add(int, int) 结束运行.");        return result;    }}

当然LogAttribute中需要去实现插入代码。
然后项目自动使用新生成的Program.g.cs进行编译。这样就实现了基于编译时的AOP。

即实现以下流程

使用Metalama实现以上流程

经过寻找，发现其实已经有框架可以实现我上面说的流程了，也就是在编译时实现代码的插入。
https://www.postsharp.net/metalama 。

下面作一个简单示例

1. 创建一个.NET6.0的控制台应用，我这里命名为LogDemo,
   其中的入口文件Program.cs

namespace LogDemo {    public class Program    {        public static void Main(string[] args)        {            var r = Add(1, 2);            Console.WriteLine(r);        }        // 这里写一个简单的方法，一会对这个方法进行代码的插入        private static int Add(int a, int b)        {            var result = a + b;            Console.WriteLine("Add" + result);            return result;        }    }}

2. 在项目中使用Metalama

通过引用包 https://www.nuget.org/packages/Metalama.Framework, 注意Metalama当前是Preview版本，如果通过可视化Nuget管理器引入，需要注意勾选包含预发行版

dotnet add package Metalama.Framework --version 0.5.7-preview

3. 编写一个AOP的Attribute

在项目中引入 Metalama.Framework后无需多余配置或代码，直接编写一个AOP的Attribute

using Metalama.Framework.Aspects;namespace LogDemo {    public class Program    {        public static void Main(string[] args)        {            var r = Add(1, 2);            Console.WriteLine(r);        }        // 在这个方法中使用了下面的Attribute        [LogAttribute]        private static int Add(int a, int b)        {            var result = a + b;            Console.WriteLine("Add" + result);            return result;        }    }    // 这里是增加的 Attribute    public class LogAttribute : OverrideMethodAspect    {        public override dynamic? OverrideMethod()        {            Console.WriteLine(meta.Target.Method.ToDisplayString() + " 开始运行.");            var result = meta.Proceed();            Console.WriteLine(meta.Target.Method.ToDisplayString() + " 结束运行.");            return result;        }    }}

4. 执行结果如下

Program.Add(int, int) 开始运行.Add3Program.Add(int, int) 结束运行.3

5. 生成的程序集进行反编译，得到的代码如下：

using Metalama.Framework.Aspects;namespace LogDemo {    public class Program    {        public static void Main(string[] args)        {            var r = Add(1, 2);            Console.WriteLine(r);        }        // 在这个方法中使用了下面的Attribute        [LogAttribute]        private static int Add(int a, int b)        {            Console.WriteLine("Program.Add(int, int) 开始运行.");            int result_1;            var result = a + b;            Console.WriteLine("Add" + result);            result_1 = result;            Console.WriteLine("Program.Add(int, int) 结束运行.");            return result_1;        }    }#pragma warning disable CS0067    // 这里是增加的 Attribute    public class LogAttribute : OverrideMethodAspect    {        public override dynamic? OverrideMethod() => throw new System.NotSupportedException("Compile-time-only code cannot be called at run-time.");    }#pragma warning restore CS0067}

总结

这样就完全实现了我之前想要的效果，当然使用Metalama还可以实现很多能极大地提高生产力的功能，它不仅可以对方法进行改写，也可以对属性、字段、事件、甚至是类、命名空间进行一些操作 。

引用

Introducing C# Source Generators：https://devblogs.microsoft.com/dotnet/introducing-c-source-generators/
Metalama官网：https://www.postsharp.net/metalama