巧用 TypeScript（二）

Decorator

Decorator 早已不是什麼新鮮事物。在 TypeScript 1.5 + 的版本中，我們可以利用內置類型 ClassDecorator、PropertyDecorator、MethodDecorator 與 ParameterDecorator 更快書寫 Decorator，如 MethodDecorator ：

declare type MethodDecorator = <T>(target: Object, propertyKey: string | symbol, descriptor: TypedPropertyDescriptor<T>) => TypedPropertyDescriptor<T> | void;

使用時，只需在相應地方加上類型註解，匿名函數的參數類型也就會被自動推導出來了。

function methodDecorator (): MethodDecorator {
  return (target, key, descriptor) => {
    // ...
  };
}

值得一提的是，如果你在 Decorator 給目標類的 prototype 添加屬性時，TypeScript 並不知道這些：

function testAble(): ClassDecorator {
  return target => {
    target.prototype.someValue = true
  }
}

@testAble()
class SomeClass {}

const someClass = new SomeClass()

someClass.someValue() // Error: Property 'someValue' does not exist on type 'SomeClass'.

這很常見，特別是當你想用 Decorator 來擴展一個類時。

GitHub 上有一個關於此問題的 issues，直至目前，也沒有一個合適的方案實現它。其主要問題在於 TypeScript 並不知道目標類是否使用了 Decorator，以及 Decorator 的名稱。從這個 issues 來看，建議的解決辦法是使用 Mixin：

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

// mixin 函數的聲明，還需要實現
declare function mixin<T1, T2>(...MixIns: [Constructor<T1>, Constructor<T2>]): Constructor<T1 & T2>;

class MixInClass1 {
    mixinMethod1() {}
}

class MixInClass2 {
    mixinMethod2() {}
}

class Base extends mixin(MixInClass1, MixInClass2) {
    baseMethod() { }
}

const x = new Base();

x.baseMethod(); // OK
x.mixinMethod1(); // OK
x.mixinMethod2(); // OK
x.mixinMethod3(); // Error

當把大量的 JavaScript Decorator 重構爲 Mixin 時，這無疑是一件讓人頭大的事情。

這有一些偏方，能讓你順利從 JavaScript 遷移至 TypeScript：

• 顯式賦值斷言修飾符，即是在類裏，明確說明某些屬性存在於類上：

  function testAble(): ClassDecorator {
    return target => {
      target.prototype.someValue = true
    }
  }
  
  @testAble()
  class SomeClass {
    public someValue!: boolean;
  }
  
  const someClass = new SomeClass();
  someClass.someValue // true

• 採用聲明合併形式，單獨定義一個 interface，把用 Decorator 擴展的屬性的類型，放入 interface 中：

  interface SomeClass {
    someValue: boolean;
  }
  
  function testAble(): ClassDecorator {
    return target => {
      target.prototype.someValue = true
    }
  }
  
  @testAble()
  class SomeClass {}
  
  const someClass = new SomeClass();
  someClass.someValue // true

Reflect Metadata

Reflect Metadata 是 ES7 的一個提案，它主要用來在聲明的時候添加和讀取元數據。TypeScript 在 1.5+ 的版本已經支持它，你只需要：

• npm i reflect-metadata --save。
• 在 tsconfig.json 裏配置 emitDecoratorMetadata 選項。

它具有諸多使用場景。

獲取類型信息

譬如在 vue-property-decorator 6.1 及其以下版本中，通過使用 Reflect.getMetadata API，Prop Decorator 能獲取屬性類型傳至 Vue，簡要代碼如下：

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;
};

運行代碼可在控制檯看到 Aprop type: string。除能獲取屬性類型外，通過 Reflect.getMetadata("design:paramtypes", target, key) 和 Reflect.getMetadata("design:returntype", target, key) 可以分別獲取函數參數類型和返回值類型。

自定義 metadataKey

除能獲取類型信息外，常用於自定義 metadataKey，並在合適的時機獲取它的值，示例如下：

function classDecorator(): ClassDecorator {
  return target => {
    // 在類上定義元數據，key 爲 `classMetaData`，value 爲 `a`
    Reflect.defineMetadata('classMetaData', 'a', target);
  }
}

function methodDecorator(): MethodDecorator {
  return (target, key, descriptor) => {
    // 在類的原型屬性 'someMethod' 上定義元數據，key 爲 `methodMetaData`，value 爲 `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

控制反轉和依賴注入

在 Angular 2+ 的版本中，控制反轉與依賴注入便是基於此實現，現在，我們來實現一個簡單版：

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  => {
  // 獲取所有注入的服務
  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 與 Get 的實現

如果你在使用 TypeScript 開發 Node 應用，相信你對 Controller、Get、POST 這些 Decorator，並不陌生：

@Controller('/test')
class SomeClass {

  @Get('/a')
  someGetMethod() {
    return 'hello world';
  }

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

這些 Decorator 也是基於 Reflect Metadata 實現，不同的是，這次我們將 metadataKey 定義在 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，創建一個函數，映射出 route：

function mapRoute(instance: Object) {
  const prototype = Object.getPrototypeOf(instance);
  
  // 篩選出類的 methodName
  const methodsNames = Object.getOwnPropertyNames(prototype)
                              .filter(item => !isConstructor(item) && isFunction(prototype[item]))；
  return methodsNames.map(methodName => {
    const fn = prototype[methodName];

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

我們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'
 * }]
 * 
 */

最後，只需把 route 相關信息綁在 express 或者 koa 上就 ok 了。

至於爲什麼要定義在 descriptor 的 value 上，我們希望 mapRoute 函數的參數是一個實例，而非 class 本身（控制反轉）。

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