创建代码生成器可以很简单：如何通过T4模板生成代码？[上篇]

蒋金楠

发布于 2018-02-08 14:55:54

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发布于 2018-02-08 14:55:54

文章被收录于专栏：大内老A

在《基于T4的代码生成方式》中，我对T4模板的组成结构、语法，以及T4引擎的工作原理进行了大体的介绍，并且编写了一个T4模板实现了如何将一个XML转变成C#代码。为了让由此需求的读者对T4有更深的了解，我们通过T4来做一些更加实际的事情——SQL Generator。在这里，我们可以通过SQL Generator为某个数据表自动生成进行插入、修改和删除的存储过程。[文中源代码从这里下载]

一、代码生成器的最终使用效果

我们首先来看看通过直接适用我们基于T4的SQL生成模板达到的效果。右图（点击看大图）是VS2010的Solution Explorer，在Script目录下面，我定义了三个后缀名为.tt的T4模板。它们实际上是基于同一个数据表（T_PRODUCT）的三个存储过程的生成创建的模板文件，其中P_PRODUCT_D.tt、P_PRODUCT_I.tt和P_PRODUCT_D.tt分别用于记录的删除、插入和修改。自动生成的扩展名为.sql的同名附属文件就是相应的存储过程。

基于三种不同的数据操作（Insert、Update和Delete），我创建了3个重用的、与具体数据表无关的模板: InsertProcedureTemplate、UpdateProcedureTemplate和DeleteProcedureTemplate。这样做的目的为为了实现最大的重用，如果我们需要为某个数据表创建相应的存储过程的时候，我们可以直接使用它们传入相应的数据表名就可以了。实际上，P_PRODUCT_D.tt、P_PRODUCT_I.tt和P_PRODUCT_D.tt这三个T4模板的结构很简单，它们通过<#@include>指令将定义着相应ProcedureTemplate的T4模板文件包含进来。最终的存储过程脚本通过调用ProcudureTempalte的Render方法生成。其中构造函数的参数表示的分别是连接字符串名称（在配置文件中定义）和数据表的名称。

<#@ template language="C#" hostspecific="True" #>
<#@ output extension="sql" #>
<#@ include file="T4Toolbox.tt" #>
<#@ include file="..\Templates\DeleteProcedureTemplate.tt" #>
<#
    new DeleteProcedureTemplate("TestDb","T_PRODUCT").Render();
#>
<#@ template language="C#" hostspecific="True" #>
<#@ output extension="sql" #>
<#@ include file="T4Toolbox.tt" #>
<#@ include file="..\Templates\InsertProcedureTemplate.tt" #>
<#
    new InsertProcedureTemplate("TestDb","T_PRODUCT").Render();
#>
<#@ template language="C#" hostspecific="True" #>
<#@ output extension="sql" #>
<#@ include file="T4Toolbox.tt" #>
<#@ include file="..\Templates\UpdateProcedureTemplate.tt" #>
<#
    new UpdateProcedureTemplate("TestDb","T_PRODUCT").Render();
#>

二、安装T4工具箱（ToolBox）和编辑器

VS本身只提供一套基于T4引擎的代码生成的执行环境，为了利于你的编程你可以安装一些辅助性的东西。T4 ToolBox是一个CodePlex上开源的工具，它包含一些可以直接使用的代码生成器，比如Enum SQL View、AzMan wrapper、LINQ to SQL classes、LINQ to SQL schema和Entity Framework DAL等。T4 ToolBox还提供一些基于T4方面的VS的扩展。当你按照之后，在“Add New Item”对话框中就会多出一个命名为“Code Generation”的类别，其中包括若干文件模板。下面提供的T4模板的编辑工作依赖于这个工具。

为了提高编程体验，比如智能感知以及代码配色，我们还可以安装一些第三方的T4编辑器。我使用的是一个叫做Oleg Sych的T4 Editor。它具有免费版本和需要付费的专业版本，当然我使用的免费的那款。成功按装了，它也会在Add New Item”对话框中提供相应的基于T4 的文件模板。

三、创建数据表

T4模板就是输入和输出的一个适配器，这与XSLT的作用比较类似。对于我们将要实现的SQL Generator来说，输入的是数据表的结构（Schema）输出的是最终生成的存储过程的SQL脚本。对于数据表的定义，不同的项目具有不同标准。我采用的是我们自己的数据库标准定义的数据表：T_PRODUCT（表示产品信息），下面是创建表的脚本。

CREATE TABLE [dbo].[T_PRODUCT](
    [ID]                [VARCHAR](50) NOT NULL,
    [NAME]              [NVARCHAR] NOT NULL,
    [PRICE]             [float] NOT NULL,
    [TOTAL_PRICE]       [FLOAT] NOT NULL,
    [DESC]              [NVARCHAR]  NULL,

    [CREATED_BY]        [VARCHAR](50) NULL,
    [CREATED_ON]        [DATETIME] NULL,
    [LAST_UPDATED_BY]   [VARCHAR](50) NULL,
    [LAST_UPDATED_ON]   [DATETIME] NULL,
    [VERSION_NO]        [TIMESTAMP] NULL,
    [TRANSACTION_ID]    [VARCHAR](50) NULL,
 CONSTRAINT [PK_T_PRODUCT] PRIMARY KEY CLUSTERED( [ID] ASC)ON [PRIMARY])

每一个表中有6个公共的字段：CREATED_BY、CREATED_ON、LAST_UPDATED_BY、LAST_UPDATED_ON、VERSION_NO和TRANSACTION_ID分别表示记录的创建者、创建时间、最新更新者、最新更新时间、版本号（并发控制）和事务ID。

四、创建抽象的模板：ProcedureTemplate

我们需要为三不同的数据操作得存储过程定义不同的模板，但是对于这三种存储过程的SQL结构都是一样的，基本结果可以通过下面的SQL脚本表示。

IF OBJECT_ID( '<<ProcedureName>>', 'P' ) IS NOT NULL
    DROP  PROCEDURE  <<ProcedureName>>
GO

CREATE PROCEDURE <<ProcedureName>>
(
    <<ParameterList>>
)
AS

    <<ProcedureBody>>

GO

为此我定义了一个抽象的模板：ProcedureTemplate。为了表示CUD三种不同的操作，我通过T4模板的“类特性块”（Class Feature Block）定义了如下一个OperationKind的枚举。

<#+ 
    public enum OperationKind
    {
        Insert,
        Update,
        Delete
    }
#>

然后下面就是整个ProcedureTemplate的定义了。ProcedureTemplate直接继承自T4Toolbox.Template（来源于T4 ToolBox，它继承自TextTransformation）。ProcedureTemplate通过SMO（SQL Server Management Object）获取数据表的结构（Schema）信息，所以我们需要应用SMO相关的程序集和导入相关命名空间。ProcedureTemplate具有两个属性Table（SMO中表示数据表）和OperationKind（表示具体的CUD操作的一种），它们均通过构造函数初始化。简单起见，我们没有指定Server，而默认采用本机指定的数据库。

   1: <#@ assembly name="Microsoft.SqlServer.ConnectionInfo" #>
   2: <#@ assembly name="Microsoft.SqlServer.Smo" #>
   3: <#@ assembly name="Microsoft.SqlServer.Management.Sdk.Sfc" #>
   4: <#@ import namespace="System" #>
   5: <#@ import namespace="Microsoft.SqlServer.Management.Smo" #>
   6: <#+
   7: public abstract class ProcedureTemplate : Template
   8: {
   9:     public OperationKind OperationKind {get; private set;}
  10:     public Table Table {get; private set;}
  11:     
  12:     public const string VersionNoField             = "VERSION_NO";
  13:     public const string VersionNoParameterName     = "@p_version_no";
  14:     
  15:     public ProcedureTemplate(string databaseName, string tableName,OperationKind operationKind)
  16:     {
  17:         this.OperationKind     = operationKind;
  18:         Server server = new Server();
  19:         Database database = new Database(server,databaseName);
  20:         this.Table = new Table(database, tableName);
  21:         this.Table.Refresh();
  22:     }
  23:     
  24:     public virtual string GetProcedureName()
  25:     {
  26:         switch(this.OperationKind)
  27:         {
  28:             case OperationKind.Insert:    return "P_" +this.Table.Name.Remove(0,2) + "_I";
  29:             case OperationKind.Update:    return "P_" +this.Table.Name.Remove(0,2) + "_U";
  30:             default:                    return "P_" +this.Table.Name.Remove(0,2) + "_D";
  31:         }        
  32:     }
  33:     
  34:     protected virtual string GetParameterName(string columnName)
  35:     {
  36:         return "@p_" + columnName.ToLower();
  37:     }
  38:     
  39:     protected abstract void RenderParameterList();
  40:     
  41:     protected abstract void RenderProcedureBody();        
  42:  
  43:     public override string TransformText()
  44:     {
  45: #>
  46: IF OBJECT_ID( '[dbo].[<#=  GetProcedureName()#>]', 'P' ) IS NOT NULL
  47:     DROP  PROCEDURE  [dbo].[<#=  GetProcedureName()#>]
  48: GO
  49:  
  50: CREATE PROCEDURE [dbo].[<#= GetProcedureName() #>]
  51: (
  52: <#+
  53:         PushIndent("\t");
  54:         this.RenderParameterList();
  55:         PopIndent();
  56: #>
  57: )
  58: AS
  59:    
  60: <#+
  61:         PushIndent("\t");
  62:         this.RenderProcedureBody();
  63:         PopIndent(); 
  64:         PopIndent(); 
  65:         WriteLine("\nGO");
  66:         return this.GenerationEnvironment.ToString();
  67:     }
  68: }
  69: #>

存储过程的参数我们采用小写形式，直接在列名前加上一个"p_”（Parameter）前缀，列名到参数名之间的转化通过方法GetParameterName实现。存储过程名称通过表明转化，转化规则为：将"T_”（Table）改成"P_”（Procedure）前缀，并添加"_I"、"_U"和"_D"表示相应的操作类型，存储过程名称的解析通过GetProcedureName实现。整个存储过程的输出通过方法TransformText输出，并通过PushIndent和PopIndent方法控制缩进。由于CUD存储只有两个地方不一致：参数列表和存储过程的主体，我定义了两个抽象方法RenderParameterList和RenderProcedureBody让具体的ProcedureTemplate去实现。

五、为CUD操作创建具体模板

基类ProcedureTemplate已经定义出了主要的转化规则，我们现在需要做的就是通过T4模板创建3个具体的ProcedureTemplate，分别实现针对CUD存储过程的生成。为此我创建了三个继承自ProcedureTemplate的具体类：InsertProcedureTemplate、UpdateProcedureTemplate和DeleteProcedureTemplate，它只需要实现RenderParameterList和RenderProcedureBody这两个抽象方法既即可，下面是它们的定义。

<#@ include file="ProcedureTemplate.tt" #>
<#+
public class InsertProcedureTemplate : ProcedureTemplate
{   
    public InsertProcedureTemplate(string databaseName, string tableName): base(databaseName,tableName,OperationKind.Insert){}

    protected override void RenderParameterList()
    {
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(column.Name != VersionNoField)
            {
                if(i<this.Table.Columns.Count -1)
                {
                    WriteLine("{0, -20}[{1}],", GetParameterName(column.Name),column.DataType.Name.ToUpper());
                }
                else
                {
                    WriteLine("{0, -20}[{1}]", GetParameterName(column.Name),column.DataType.Name.ToUpper());
                }
            }            
        }    
    }

    protected override void RenderProcedureBody()
    {
        WriteLine("INSERT INTO [dbo].[{0}]", this.Table.Name);
        WriteLine("(");
        PushIndent("\t");
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(column.Name != VersionNoField)
            {
                if(i<this.Table.Columns.Count -1)
                {
                    WriteLine("[" +column.Name + "],");    
                }
                else
                {
                    WriteLine("[" +column.Name + "]");    
                }
            }
        }
        PopIndent();
        WriteLine(")");
        WriteLine("VALUES");
        WriteLine("(");
        PushIndent("\t");
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(column.Name != VersionNoField)
            {
                if(i<this.Table.Columns.Count -1)
                {
                    WriteLine(GetParameterName(column.Name) + ",");    
                }
                else
                {
                    WriteLine(GetParameterName(column.Name));    
                }
            }

        }
        PopIndent();
        WriteLine(")");
    }
}
#>
<#@ include file="ProcedureTemplate.tt" #>
<#+
public class UpdateProcedureTemplate : ProcedureTemplate
{   
    public UpdateProcedureTemplate(string databaseName, string tableName): base(databaseName,tableName,OperationKind.Update)
    {}

    protected override void RenderParameterList()
    {
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(i<this.Table.Columns.Count -1)
            {
                 WriteLine("{0, -20}[{1}],", GetParameterName(column.Name),column.DataType.Name.ToUpper());
            }
            else
            {
                 WriteLine("{0, -20}[{1}]", GetParameterName(column.Name),column.DataType.Name.ToUpper());
            }
        }    
    }

    protected override void RenderProcedureBody()
    {
        WriteLine("UPDATE [dbo].[{0}]", this.Table.Name);
        WriteLine("SET");
        PushIndent("\t");
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(!column.InPrimaryKey)
            {
                if(i<this.Table.Columns.Count -1)
                {
                    WriteLine("{0,-20}= {1},", "[" +column.Name + "]", this.GetParameterName(column.Name));    
                }
                else
                {
                    WriteLine("{0,-20}= {1}", "[" +column.Name+"]", this.GetParameterName(column.Name));    
                }
            }            
        }
        PopIndent();
        WriteLine("WHERE");
        PushIndent("\t");
        for(int i=0; i<this.Table.Columns.Count;i++)
        {
            Column column = this.Table.Columns[i];
            if(column.InPrimaryKey)
            {
                WriteLine("{0, -20}= {1} AND", "[" +column.Name + "]", GetParameterName(column.Name));
            }                        
        }
        WriteLine("{0, -20}= {1}", "[" + VersionNoField + "]", VersionNoParameterName);
        PopIndent();
    }
}
#>
<#@ include file="ProcedureTemplate.tt" #>
<#+
public class DeleteProcedureTemplate : ProcedureTemplate
{   
    public DeleteProcedureTemplate(string databaseName, string tableName): base(databaseName,tableName,OperationKind.Delete){}

    protected override void RenderParameterList()
    {
        foreach (Column column in this.Table.Columns)
        {
            if (column.InPrimaryKey)
            {
                WriteLine("{0, -20}[{1}],", GetParameterName(column.Name),column.DataType.Name.ToUpper());
            }
        }
        WriteLine("{0, -20}[{1}]", VersionNoParameterName, "TIMESTAMP");
    }

    protected override void RenderProcedureBody()
    {
        WriteLine("DELETE FROM [dbo].[{0}]", this.Table.Name);
        WriteLine("WHERE");
        PushIndent("\t\t");
        foreach (Column column in this.Table.Columns)
        {
            if (column.InPrimaryKey)
            {
                WriteLine("{0, -20}= {1} AND", column.Name, GetParameterName(column.Name));
            }
        }
        WriteLine("{0, -20}= {1}", VersionNoField, VersionNoParameterName);            
    }
}
#>

至于三个具体的ProcedureTemplate如何生成参数列表和主体部分，在这里就不在多做说明了。这里唯一需要强调的是：脚本的输出是通过TextTransformation的静态WriteLine方法实现，它和Console的同名方法使用一致。针对我们之前定义的数据表T_PRODUCT的结果，通过在文章开头定义的三个TT模板，最终将会生成如下的三个存储过程。

IF OBJECT_ID( '[dbo].[P_PRODUCT_I]', 'P' ) IS NOT NULL
    DROP  PROCEDURE  [dbo].[P_PRODUCT_I]
GO

CREATE PROCEDURE [dbo].[P_PRODUCT_I]
(
    @p_id               [VARCHAR],
    @p_name             [NVARCHAR],
    @p_price            [FLOAT],
    @p_total_price      [FLOAT],
    @p_desc             [NVARCHAR],
    @p_created_by       [VARCHAR],
    @p_created_on       [DATETIME],
    @p_last_updated_by  [VARCHAR],
    @p_last_updated_on  [DATETIME],
    @p_transaction_id   [VARCHAR]
)
AS

    INSERT INTO [dbo].[T_PRODUCT]
    (
        [ID],
        [NAME],
        [PRICE],
        [TOTAL_PRICE],
        [DESC],
        [CREATED_BY],
        [CREATED_ON],
        [LAST_UPDATED_BY],
        [LAST_UPDATED_ON],
        [TRANSACTION_ID]
    )
    VALUES
    (
        @p_id,
        @p_name,
        @p_price,
        @p_total_price,
        @p_desc,
        @p_created_by,
        @p_created_on,
        @p_last_updated_by,
        @p_last_updated_on,
        @p_transaction_id
    )

GO
IF OBJECT_ID( '[dbo].[P_PRODUCT_U]', 'P' ) IS NOT NULL
    DROP  PROCEDURE  [dbo].[P_PRODUCT_U]
GO

CREATE PROCEDURE [dbo].[P_PRODUCT_U]
(
    @p_id               [VARCHAR],
    @p_name             [NVARCHAR],
    @p_price            [FLOAT],
    @p_total_price      [FLOAT],
    @p_desc             [NVARCHAR],
    @p_created_by       [VARCHAR],
    @p_created_on       [DATETIME],
    @p_last_updated_by  [VARCHAR],
    @p_last_updated_on  [DATETIME],
    @p_version_no       [TIMESTAMP],
    @p_transaction_id   [VARCHAR]
)
AS

    UPDATE [dbo].[T_PRODUCT]
    SET
        [NAME]              = @p_name,
        [PRICE]             = @p_price,
        [TOTAL_PRICE]       = @p_total_price,
        [DESC]              = @p_desc,
        [CREATED_BY]        = @p_created_by,
        [CREATED_ON]        = @p_created_on,
        [LAST_UPDATED_BY]   = @p_last_updated_by,
        [LAST_UPDATED_ON]   = @p_last_updated_on,
        [VERSION_NO]        = @p_version_no,
        [TRANSACTION_ID]    = @p_transaction_id
    WHERE
        [ID]                = @p_id AND
        [VERSION_NO]        = @p_version_no

GO
IF OBJECT_ID( '[dbo].[P_PRODUCT_D]', 'P' ) IS NOT NULL
    DROP  PROCEDURE  [dbo].[P_PRODUCT_D]
GO

CREATE PROCEDURE [dbo].[P_PRODUCT_D]
(
    @p_id               [VARCHAR],
    @p_version_no       [TIMESTAMP]
)
AS

    DELETE FROM [dbo].[T_PRODUCT]
    WHERE
            ID                  = @p_id AND
            VERSION_NO          = @p_version_no

GO

六、局限性

上面这个例子虽然很好实现了基于数据表的存储过程的生成，但是使用起来仍然不方便——我们需要为每一个需要生成出来的存储过程定义T4模板。也就是说在这种代码生成下，模板文件和生成文件之间是1：1的关系。实际上我们希望的方式是：创建一个基于某个表的TT文件，让它生成3个CUD三个存储过程；或者在一个TT文件中设置一个数据表的列表，让基于这些表的所有存储过程一并生成；或者直接子指定数据库，让所有数据表的存储过程一并生成出来。到底如何实现基于多文件的代码生成，请听《下回》分解。

从数据到代码——通过代码生成机制实现强类型编程[上篇] 从数据到代码——通过代码生成机制实现强类型编程[下篇] 从数据到代码——基于T4的代码生成方式创建代码生成器可以很简单：如何通过T4模板生成代码？[上篇] 创建代码生成器可以很简单：如何通过T4模板生成代码？[下篇]

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