Reflect Metadata | 深入理解 TypeScript

基础

Reflect Metadata 是 ES7 的一个提案，它主要用来在声明的时候添加和读取元数据。TypeScript 在 1.5+ 的版本已经支持它，你只需要：

• npm i reflect-metadata --save。
• 在 tsconfig.json 里配置 emitDecoratorMetadata 选项。

Reflect Metadata 的 API 可以用于类或者类的属性上，如：

function metadata(
  metadataKey: any,
  metadataValue: any
): {
  (target: Function): void;
  (target: Object, propertyKey: string | symbol): void;
};

Reflect.metadata 当作 Decorator 使用，当修饰类时，在类上添加元数据，当修饰类属性时，在类原型的属性上添加元数据，如：

@Reflect.metadata('inClass', 'A')
class Test {
  @Reflect.metadata('inMethod', 'B')
  public hello(): string {
    return 'hello world';
  }
}

console.log(Reflect.getMetadata('inClass', Test)); // 'A'
console.log(Reflect.getMetadata('inMethod', new Test(), 'hello')); // 'B'

它具有诸多使用场景。

获取类型信息

譬如在 vue-property-decorator6.1 及其以下版本中，通过使用 Reflect.getMetadata API，Prop Decorator 能获取属性类型传至 Vue，简要代码如下：

function Prop(): PropertyDecorator {
  return (target, key: string) => {
    const type = Reflect.getMetadata('design:type', target, key);
    console.log(`${key} type: ${type.name}`);
    // other...
  };
}

class SomeClass {
  @Prop()
  public Aprop!: string;
}

运行代码可在控制台看到 Aprop type: string。除能获取属性类型外，通过 Reflect.getMetadata("design:paramtypes", target, key) 和 Reflect.getMetadata("design:returntype", target, key) 可以分别获取函数参数类型和返回值类型。

除能获取类型信息外，常用于自定义 metadataKey，并在合适的时机获取它的值，示例如下：

function classDecorator(): ClassDecorator {
  return target => {
    // 在类上定义元数据，key 为 `classMetaData`，value 为 `a`
    Reflect.defineMetadata('classMetaData', 'a', target);
  };
}

function methodDecorator(): MethodDecorator {
  return (target, key, descriptor) => {
    // 在类的原型属性 'someMethod' 上定义元数据，key 为 `methodMetaData`，value 为 `b`
    Reflect.defineMetadata('methodMetaData', 'b', target, key);
  };
}

@classDecorator()
class SomeClass {
  @methodDecorator()
  someMethod() {}
}

Reflect.getMetadata('classMetaData', SomeClass); // 'a'
Reflect.getMetadata('methodMetaData', new SomeClass(), 'someMethod'); // 'b'

例子

控制反转和依赖注入

在 Angular 2+ 的版本中，控制反转与依赖注入便是基于此实现，现在，我们来实现一个简单版：

type Constructor<T = any> = new (...args: any[]) => T;

const Injectable = (): ClassDecorator => target => {};

class OtherService {
  a = 1;
}

@Injectable()
class TestService {
  constructor(public readonly otherService: OtherService) {}

  testMethod() {
    console.log(this.otherService.a);
  }
}

const Factory = <T>(target: Constructor<T>): T => {
  // 获取所有注入的服务
  const providers = Reflect.getMetadata('design:paramtypes', target); // [OtherService]
  const args = providers.map((provider: Constructor) => new provider());
  return new target(...args);
};

Factory(TestService).testMethod(); // 1

Controller 与 Get 的实现

如果你在使用 TypeScript 开发 Node 应用，相信你对 Controller、Get、POST 这些 Decorator，并不陌生：

@Controller('/test')
class SomeClass {
  @Get('/a')
  someGetMethod() {
    return 'hello world';
  }

  @Post('/b')
  somePostMethod() {}
}

这些 Decorator 也是基于 Reflect Metadata 实现，这次，我们将 metadataKey 定义在 descriptor 的 value 上：

const METHOD_METADATA = 'method'；
const PATH_METADATA = 'path'；

const Controller = (path: string): ClassDecorator => {
  return target => {
    Reflect.defineMetadata(PATH_METADATA, path, target);
  }
}

const createMappingDecorator = (method: string) => (path: string): MethodDecorator => {
  return (target, key, descriptor) => {
    Reflect.defineMetadata(PATH_METADATA, path, descriptor.value);
    Reflect.defineMetadata(METHOD_METADATA, method, descriptor.value);
  }
}

const Get = createMappingDecorator('GET');
const Post = createMappingDecorator('POST');

接着，创建一个函数，映射出 route：

function mapRoute(instance: Object) {
  const prototype = Object.getPrototypeOf(instance);

  // 筛选出类的 methodName
  const methodsNames = Object.getOwnPropertyNames(prototype)
                              .filter(item => !isConstructor(item) && isFunction(prototype[item]))；
  return methodsNames.map(methodName => {
    const fn = prototype[methodName];

    // 取出定义的 metadata
    const route = Reflect.getMetadata(PATH_METADATA, fn);
    const method = Reflect.getMetadata(METHOD_METADATA, fn)；
    return {
      route,
      method,
      fn,
      methodName
    }
  })
};

因此，我们可以得到一些有用的信息：

Reflect.getMetadata(PATH_METADATA, SomeClass); // '/test'

mapRoute(new SomeClass());

/**
 * [{
 *    route: '/a',
 *    method: 'GET',
 *    fn: someGetMethod() { ... },
 *    methodName: 'someGetMethod'
 *  },{
 *    route: '/b',
 *    method: 'POST',
 *    fn: somePostMethod() { ... },
 *    methodName: 'somePostMethod'
 * }]
 *
 */

最后，只需把 route 相关信息绑在 express 或者 koa 上就 ok 了。