005.ES2016新特性--装饰器

装饰器在设计阶段可以对类和属性进行注释和修改，在Angular2中装饰器非常常用，可以用来定义组件、指令以及管道，并且可以与框架提供的依赖注入机制配合使用。

从本质上上讲，装饰器的最大作用是修改预定义好的逻辑，或者给各种结构添加一些元数据。

1. 作用

ES2016中的装饰器只是一种语法糖而已，编译时会把注解的代码翻译成我们熟悉的那种形式。

1.1. 改变程序的行为

通过装饰器，改变程序的行为，典型的用法是把方法和属性标识为已过期。Angular2已经内置了一组预定义好的装饰器，用以提高代码的可读性，这些装饰器都定义在core-decorators.js中，这个项目是由Jay Phelps发起的。

1.2. 面向切面编程

装饰器的另一个应用场景就是用在声明式语法里面，从而实现面向切面的编程，提供这一功能的库叫做aspect.js。

2. 装饰器详解

本部分内容来源于阮一峰的《ECMAScript 6 入门》一书

2.1. 类的装饰

装饰器（Decorator）是一个函数，用来修改类的行为。这是ES7的一个提案，目前Babel转码器已经支持。

装饰器对类的行为的改变，是代码编译时发生的，而不是在运行时。这意味着，装饰器能在编译阶段运行代码。

function testable(target) {
  target.isTestable = true;
}

@testable
class MyTestableClass {}

console.log(MyTestableClass.isTestable) // true

上面代码中，@testable就是一个装饰器。它修改了MyTestableClass这个类的行为，为它加上了静态属性isTestable。

基本上，装饰器的行为就是下面这样。

@decorator
class A {}

// 等同于

class A {}
A = decorator(A) || A;

也就是说，装饰器本质就是编译时执行的函数。

装饰器函数的第一个参数，就是所要装饰的目标类。

function testable(target) {
  // ...
}

上面代码中，testable函数的参数target，就是会被装饰的类。

如果觉得一个参数不够用，可以在装饰器外面再封装一层函数。

function testable(isTestable) {
  return function(target) {
    target.isTestable = isTestable;
  }
}

@testable(true)
class MyTestableClass {}
MyTestableClass.isTestable // true

@testable(false)
class MyClass {}
MyClass.isTestable // false

上面代码中，装饰器testable可以接受参数，这就等于可以修改装饰器的行为。

前面的例子是为类添加一个静态属性，如果想添加实例属性，可以通过目标类的prototype对象操作。

function testable(target) {
  target.prototype.isTestable = true;
}

@testable
class MyTestableClass {}

let obj = new MyTestableClass();
obj.isTestable // true

上面代码中，装饰器函数testable是在目标类的prototype对象上添加属性，因此就可以在实例上调用。

下面是另外一个例子。

// mixins.js
export function mixins(...list) {
  return function (target) {
    Object.assign(target.prototype, ...list)
  }
}

// main.js
import { mixins } from './mixins'

const Foo = {
  foo() { console.log('foo') }
};

@mixins(Foo)
class MyClass {}

let obj = new MyClass();
obj.foo() // 'foo'

上面代码通过装饰器mixins，把Foo类的方法添加到了MyClass的实例上面。可以用Object.assign()模拟这个功能。

const Foo = {
  foo() { console.log('foo') }
};

class MyClass {}

Object.assign(MyClass.prototype, Foo);

let obj = new MyClass();
obj.foo() // 'foo'

2.2. 方法的装饰

装饰器不仅可以装饰类，还可以装饰类的属性。

class Person {
  @readonly
  name() { return `${this.first} ${this.last}` }
}

上面代码中，装饰器readonly用来装饰“类”的name方法。

此时，装饰器函数一共可以接受三个参数，第一个参数是所要装饰的目标对象，第二个参数是所要装饰的属性名，第三个参数是该属性的描述对象。

function readonly(target, name, descriptor){
  // descriptor对象原来的值如下
  // {
  //   value: specifiedFunction,
  //   enumerable: false,
  //   configurable: true,
  //   writable: true
  // };
  descriptor.writable = false;
  return descriptor;
}

readonly(Person.prototype, 'name', descriptor);
// 类似于
Object.defineProperty(Person.prototype, 'name', descriptor);

上面代码说明，装饰器（readonly）会修改属性的描述对象（descriptor），然后被修改的描述对象再用来定义属性。

下面是另一个例子，修改属性描述对象的enumerable属性，使得该属性不可遍历。

class Person {
  @nonenumerable
  get kidCount() { return this.children.length; }
}

function nonenumerable(target, name, descriptor) {
  descriptor.enumerable = false;
  return descriptor;
}

下面的@log装饰器，可以起到输出日志的作用。

class Math {
  @log
  add(a, b) {
    return a + b;
  }
}

function log(target, name, descriptor) {
  var oldValue = descriptor.value;

  descriptor.value = function() {
    console.log(`Calling "${name}" with`, arguments);
    return oldValue.apply(null, arguments);
  };

  return descriptor;
}

const math = new Math();

// passed parameters should get logged now
math.add(2, 4);

上面代码中，@log装饰器的作用就是在执行原始的操作之前，执行一次console.log，从而达到输出日志的目的。

装饰器有注释的作用。

@testable
class Person {
  @readonly
  @nonenumerable
  name() { return `${this.first} ${this.last}` }
}

从上面代码中，我们一眼就能看出，Person类是可测试的，而name方法是只读和不可枚举的。

如果同一个方法有多个装饰器，会像剥洋葱一样，先从外到内进入，然后由内向外执行。

function dec(id){
    console.log('evaluated', id);
    return (target, property, descriptor) => console.log('executed', id);
}

class Example {
    @dec(1)
    @dec(2)
    method(){}
}
// evaluated 1
// evaluated 2
// executed 2
// executed 1

上面代码中，外层装饰器@dec(1)先进入，但是内层装饰器@dec(2)先执行。

除了注释，装饰器还能用来类型检查。所以，对于类来说，这项功能相当有用。从长期来看，它将是JavaScript代码静态分析的重要工具。

2.3. 为什么装饰器不能用于函数？

装饰器只能用于类和类的方法，不能用于函数，因为存在函数提升。

var counter = 0;

var add = function () {
  counter++;
};

@add
function foo() {
}

上面的代码，意图是执行后counter等于1，但是实际上结果是counter等于0。因为函数提升，使得实际执行的代码是下面这样。

@add
function foo() {
}

var counter;
var add;

counter = 0;

add = function () {
  counter++;
};

下面是另一个例子。

var readOnly = require("some-decorator");

@readOnly
function foo() {
}

上面代码也有问题，因为实际执行是下面这样。

var readOnly;

@readOnly
function foo() {
}

readOnly = require("some-decorator");

总之，由于存在函数提升，使得装饰器不能用于函数。类是不会提升的，所以就没有这方面的问题。

2.4. core-decorators.js

core-decorators.js是一个第三方模块，提供了几个常见的装饰器，通过它可以更好地理解装饰器。

（1）@autobind

autobind装饰器使得方法中的this对象，绑定原始对象。

import { autobind } from 'core-decorators';

class Person {
  @autobind
  getPerson() {
    return this;
  }
}

let person = new Person();
let getPerson = person.getPerson;

getPerson() === person;
// true

（2）@readonly

readonly装饰器使得属性或方法不可写。

import { readonly } from 'core-decorators';

class Meal {
  @readonly
  entree = 'steak';
}

var dinner = new Meal();
dinner.entree = 'salmon';
// Cannot assign to read only property 'entree' of [object Object]

（3）@override

override装饰器检查子类的方法，是否正确覆盖了父类的同名方法，如果不正确会报错。

import { override } from 'core-decorators';

class Parent {
  speak(first, second) {}
}

class Child extends Parent {
  @override
  speak() {}
  // SyntaxError: Child#speak() does not properly override Parent#speak(first, second)
}

// or

class Child extends Parent {
  @override
  speaks() {}
  // SyntaxError: No descriptor matching Child#speaks() was found on the prototype chain.
  //
  //   Did you mean "speak"?
}

（4）@deprecate (别名@deprecated)

deprecate或deprecated装饰器在控制台显示一条警告，表示该方法将废除。

import { deprecate } from 'core-decorators';

class Person {
  @deprecate
  facepalm() {}

  @deprecate('We stopped facepalming')
  facepalmHard() {}

  @deprecate('We stopped facepalming', { url: 'http://knowyourmeme.com/memes/facepalm' })
  facepalmHarder() {}
}

let person = new Person();

person.facepalm();
// DEPRECATION Person#facepalm: This function will be removed in future versions.

person.facepalmHard();
// DEPRECATION Person#facepalmHard: We stopped facepalming

person.facepalmHarder();
// DEPRECATION Person#facepalmHarder: We stopped facepalming
//
//     See http://knowyourmeme.com/memes/facepalm for more details.
//

（5）@suppressWarnings

suppressWarnings装饰器抑制decorated装饰器导致的console.warn()调用。但是，异步代码发出的调用除外。

import { suppressWarnings } from 'core-decorators';

class Person {
  @deprecated
  facepalm() {}

  @suppressWarnings
  facepalmWithoutWarning() {
    this.facepalm();
  }
}

let person = new Person();

person.facepalmWithoutWarning();
// no warning is logged

2.5. 使用装饰器实现自动发布事件

我们可以使用装饰器，使得对象的方法被调用时，自动发出一个事件。

import postal from "postal/lib/postal.lodash";

export default function publish(topic, channel) {
  return function(target, name, descriptor) {
    const fn = descriptor.value;

    descriptor.value = function() {
      let value = fn.apply(this, arguments);
      postal.channel(channel || target.channel || "/").publish(topic, value);
    };
  };
}

上面代码定义了一个名为publish的装饰器，它通过改写descriptor.value，使得原方法被调用时，会自动发出一个事件。它使用的事件“发布/订阅”库是Postal.js。

它的用法如下。

import publish from "path/to/decorators/publish";

class FooComponent {
  @publish("foo.some.message", "component")
  someMethod() {
    return {
      my: "data"
    };
  }
  @publish("foo.some.other")
  anotherMethod() {
    // ...
  }
}

以后，只要调用someMethod或者anotherMethod，就会自动发出一个事件。

let foo = new FooComponent();

foo.someMethod() // 在"component"频道发布"foo.some.message"事件，附带的数据是{ my: "data" }
foo.anotherMethod() // 在"/"频道发布"foo.some.other"事件，不附带数据

2.6. Mixin

在装饰器的基础上，可以实现Mixin模式。所谓Mixin模式，就是对象继承的一种替代方案，中文译为“混入”（mix in），意为在一个对象之中混入另外一个对象的方法。

请看下面的例子。

const Foo = {
  foo() { console.log('foo') }
};

class MyClass {}

Object.assign(MyClass.prototype, Foo);

let obj = new MyClass();
obj.foo() // 'foo'

上面代码之中，对象Foo有一个foo方法，通过Object.assign方法，可以将foo方法“混入”MyClass类，导致MyClass的实例obj对象都具有foo方法。这就是“混入”模式的一个简单实现。

下面，我们部署一个通用脚本mixins.js，将mixin写成一个装饰器。

export function mixins(...list) {
  return function (target) {
    Object.assign(target.prototype, ...list);
  };
}

然后，就可以使用上面这个装饰器，为类“混入”各种方法。

import { mixins } from './mixins';

const Foo = {
  foo() { console.log('foo') }
};

@mixins(Foo)
class MyClass {}

let obj = new MyClass();
obj.foo() // "foo"

通过mixins这个装饰器，实现了在MyClass类上面“混入”Foo对象的foo方法。

不过，上面的方法会改写MyClass类的prototype对象，如果不喜欢这一点，也可以通过类的继承实现mixin。

class MyClass extends MyBaseClass {
  /* ... */
}

上面代码中，MyClass继承了MyBaseClass。如果我们想在MyClass里面“混入”一个foo方法，一个办法是在MyClass和MyBaseClass之间插入一个混入类，这个类具有foo方法，并且继承了MyBaseClass的所有方法，然后MyClass再继承这个类。

let MyMixin = (superclass) => class extends superclass {
  foo() {
    console.log('foo from MyMixin');
  }
};

上面代码中，MyMixin是一个混入类生成器，接受superclass作为参数，然后返回一个继承superclass的子类，该子类包含一个foo方法。

接着，目标类再去继承这个混入类，就达到了“混入”foo方法的目的。

class MyClass extends MyMixin(MyBaseClass) {
  /* ... */
}

let c = new MyClass();
c.foo(); // "foo from MyMixin"

如果需要“混入”多个方法，就生成多个混入类。

class MyClass extends Mixin1(Mixin2(MyBaseClass)) {
  /* ... */
}

这种写法的一个好处，是可以调用super，因此可以避免在“混入”过程中覆盖父类的同名方法。

let Mixin1 = (superclass) => class extends superclass {
  foo() {
    console.log('foo from Mixin1');
    if (super.foo) super.foo();
  }
};

let Mixin2 = (superclass) => class extends superclass {
  foo() {
    console.log('foo from Mixin2');
    if (super.foo) super.foo();
  }
};

class S {
  foo() {
    console.log('foo from S');
  }
}

class C extends Mixin1(Mixin2(S)) {
  foo() {
    console.log('foo from C');
    super.foo();
  }
}

上面代码中，每一次混入发生时，都调用了父类的super.foo方法，导致父类的同名方法没有被覆盖，行为被保留了下来。

new C().foo()
// foo from C
// foo from Mixin1
// foo from Mixin2
// foo from S

2.7. Trait

Trait也是一种装饰器，效果与Mixin类似，但是提供更多功能，比如防止同名方法的冲突、排除混入某些方法、为混入的方法起别名等等。

下面采用traits-decorator这个第三方模块作为例子。这个模块提供的traits装饰器，不仅可以接受对象，还可以接受ES6类作为参数。

import { traits } from 'traits-decorator';

class TFoo {
  foo() { console.log('foo') }
}

const TBar = {
  bar() { console.log('bar') }
};

@traits(TFoo, TBar)
class MyClass { }

let obj = new MyClass();
obj.foo() // foo
obj.bar() // bar

上面代码中，通过traits装饰器，在MyClass类上面“混入”了TFoo类的foo方法和TBar对象的bar方法。

Trait不允许“混入”同名方法。

import { traits } from 'traits-decorator';

class TFoo {
  foo() { console.log('foo') }
}

const TBar = {
  bar() { console.log('bar') },
  foo() { console.log('foo') }
};

@traits(TFoo, TBar)
class MyClass { }
// 报错
// throw new Error('Method named: ' + methodName + ' is defined twice.');
//        ^
// Error: Method named: foo is defined twice.

上面代码中，TFoo和TBar都有foo方法，结果traits装饰器报错。

一种解决方法是排除TBar的foo方法。

import { traits, excludes } from 'traits-decorator';

class TFoo {
  foo() { console.log('foo') }
}

const TBar = {
  bar() { console.log('bar') },
  foo() { console.log('foo') }
};

@traits(TFoo, TBar::excludes('foo'))
class MyClass { }

let obj = new MyClass();
obj.foo() // foo
obj.bar() // bar

上面代码使用绑定运算符（::）在TBar上排除foo方法，混入时就不会报错了。

另一种方法是为TBar的foo方法起一个别名。

import { traits, alias } from 'traits-decorator';

class TFoo {
  foo() { console.log('foo') }
}

const TBar = {
  bar() { console.log('bar') },
  foo() { console.log('foo') }
};

@traits(TFoo, TBar::alias({foo: 'aliasFoo'}))
class MyClass { }

let obj = new MyClass();
obj.foo() // foo
obj.aliasFoo() // foo
obj.bar() // bar

上面代码为TBar的foo方法起了别名aliasFoo，于是MyClass也可以混入TBar的foo方法了。

alias和excludes方法，可以结合起来使用。

@traits(TExample::excludes('foo','bar')::alias({baz:'exampleBaz'}))
class MyClass {}

上面代码排除了TExample的foo方法和bar方法，为baz方法起了别名exampleBaz。

as方法则为上面的代码提供了另一种写法。

@traits(TExample::as({excludes:['foo', 'bar'], alias: {baz: 'exampleBaz'}}))
class MyClass {}

2.8. Babel转码器的支持

目前，Babel转码器已经支持Decorator。

首先，安装babel-core和babel-plugin-transform-decorators。由于后者包括在babel-preset-stage-0之中，所以改为安装babel-preset-stage-0亦可。

$ npm install babel-core babel-plugin-transform-decorators

然后，设置配置文件.babelrc。

{
  "plugins": ["transform-decorators"]
}

这时，Babel就可以对Decorator转码了。

脚本中打开的命令如下。

babel.transform("code", {plugins: ["transform-decorators"]})

Babel的官方网站提供一个在线转码器，只要勾选Experimental，就能支持Decorator的在线转码。

附录

基于ts的编译执行

tsc decorator-method.ts -t es5 -experimentalDecorators
node decorator-method.js