前言
因工作繁忙，差不多有三个月没有写过技术文章了，自八月份第一次编写 schematics 以来，我一直打算分享关于 schematics 的编写技巧，无奈还是拖到了年底。
Angular Schematics 是非常强大的一个功能，可以快速初始化项目，也可以自定义组件模板。在去年 schematics 发布以来，已经有部分开发者在项目中尝试使用，但是学习资料还是比较匮乏。目前官网已经有了 schematics 的简易教程，但在实际开发中仅靠官方教程还是会遇到很多问题。在开发 Ng-Matero 的过程中，编写 schematics 就像闯关一样，从 ng add 到 ng generate 再到 ng update，每个部分都耗费了博主大量的精力，翻阅了无数源码才得以实现。
在这个系列文章中，我将以 Ng-Matero 为例讲解 schematics 开发过程中遇到的难点，梳理开发流程，帮助大家开发自定义的 schematics 生成器。
该系列文章的三部分将分别介绍 Add、Generation 以及 Update，即使分了三部分来讲解 schematics，但我相信依然无法介绍的面面俱到。那遇到问题应该怎么办呢？没错，你需要看源码，这听起来可能让人心生畏惧，但是不用紧张，阅读源码并没有你想象的那么困难。顺便说一下，无论编写组件库还是 schematics，Angular Material 的源码都是最好的教材。
在继续阅读文章之前，请务必将官网的 Schematics 教程撸一遍，有关方法的说明可以参考 Schematics 的 README 。
Add 的用途
在我目前见过的项目中，ng add 主要有两个用途：
- 初始化组件库（比如 angular material，ng-zorro，ngx-bootstrap）
- 初始化项目模板（比如 ng-alain，ng-matero）。
初始化组件库相对简单一点，有些库的 ng add 甚至等同于 npm install。
相比之下，初始化项目模板要复杂很多，不仅要对项目进行配置，还要对项目中的文件进行增删改等操作。
本文将以初始化项目模板为例介绍 ng add 的执行过程。
Schematics 目录
假设你的根目录有一个 schematics 的文件夹。
在官网的教程中，已经列出了 schematics 目录的两种风格：
1、你可以在 schematics 文件夹中单独安装 node_modules，这样你在 package.json 中定义 scripts 的时候逻辑会比较清晰，但是整个项目会有两套 node_modules，而大部分依赖都和根目录重复；
{
"scripts": {
"build": "tsc -p tsconfig.json"
},
}
2、另外也可以复用根目录的 node_modules，这样的话就会减少不必要的安装了
{
"scripts": {
"build": "../node_modules/.bin/tsc -p tsconfig.json"
},
}
使用 Angular CLI 来创建项目的话一般来说就是第一种情况，比如创建一个库或者创建一个 schematics，核心文件都会放在 src 目录。
注意：使用 Angular CLI 的默认目录对于 Generation 命令比较友好，Angular CLI 添加的默认路径为 src/app 或者 src/lib 等，如果我们修改了默认目录，则在使用 ng generate 命令时需要显式的设置 --path 参数。
发布 Schematics
因为 schematics 就是一套执行脚本，所以在项目发布之前需要将 schematics 的编译文件复制到项目目录，否则也无法使用 schematics。
- 如果你开发的是一套组件库，那么你需要将 schematics 编译的文件拷贝到组件库中一起发布；
- 如果你开发的是一个项目模板，那么只需要发布 schematics 就可以了。
因为 schematics 目录也是一个项目目录，所以你可以在 schematics 的 package.json 中定义拷贝命令，和官网教程是一样的，但是更恰当的方式应该是将复制命令写在根目录的 package.json 中。
{
"scripts": {
"build:schematics": "npm run copy:schematics && cd schematics && npm run build && cd .. && npm run build:starter",
"build:starter": "gulp --gulpfile gulpfile.js",
"copy:schematics": "npm run clean:schematics && cpr schematics dist/schematics",
"clean:schematics": "rimraf dist/schematics",
}
}
添加 ng add
现在我们可以开始 ng add 的编写了，简单梳理一下，如果要使用 schematics 添加项目文件，我们需要做什么？
- 初始化项目代码（提供模板配置项等）
- 删除 ng new 生成的重复文件（因为 schematic 无法自动替换文件）
- 把原始项目模板文件拷贝到项目目录
- 调整一下 package.json 和 angular.json
- 添加一些额外的 module
- 执行 npm install 安装 package
以下是 @angular/material 的 ng add 逻辑，ng-matero 与此类似。
初始化安装
在 schematics 中，我们可以通过 NodePackageInstallTask 方法安装 package
export default function(options: any): Rule {
return (host: Tree, context: SchematicContext) => {
// Add CDK first!
addKeyPkgsToPackageJson(host);
// Since the Angular Material schematics depend on the schematic utility functions from the
// CDK, we need to install the CDK before loading the schematic files that import from the CDK.
const installTaskId = context.addTask(new NodePackageInstallTask());
context.addTask(new RunSchematicTask('ng-add-setup-project', options), [installTaskId]);
return host;
};
}
初始化的过程是先将依赖包添加到 package.json 中，然后执行 npm install，以上代码实际执行了两次 npm install，在执行 Add 主逻辑之前，首先安装了 cdk，parse5 等依赖包。
除了在代码中安装依赖以外，也可以在 schematics 的 package.json 中定义 cdk、parse5，只要保证在执行 Add 主逻辑的时候已经安装了上述包即可，但是这种方式过于死板，在 package.json 中更新依赖包的版本号有些繁琐。
更新文件
在执行 ng add 拷贝项目模板的时候，会有一些需要更新的文件，但是 schematics 没有办法直接替换这些文件，所以必须先删除再拷贝，如果没有提前删除重复的文件，则会报错终止。
以下是安装 Ng-Matero 时对 ng new 生成的项目文件进行删除的方法。
/** delete exsiting files to be overwrite */
function deleteExsitingFiles() {
return (host: Tree) => {
const workspace = getWorkspace(host);
const project = getProjectFromWorkspace(workspace);
[
`${project.root}/tsconfig.app.json`,
`${project.root}/tsconfig.json`,
`${project.root}/tslint.json`,
`${project.sourceRoot}/app/app-routing.module.ts`,
`${project.sourceRoot}/app/app.module.ts`,
`${project.sourceRoot}/app/app.component.spec.ts`,
`${project.sourceRoot}/app/app.component.ts`,
`${project.sourceRoot}/app/app.component.html`,
`${project.sourceRoot}/app/app.component.scss`,
`${project.sourceRoot}/environments/environment.prod.ts`,
`${project.sourceRoot}/environments/environment.ts`,
`${project.sourceRoot}/main.ts`,
`${project.sourceRoot}/styles.scss`,
]
.filter(p => host.exists(p))
.forEach(p => host.delete(p));
};
}
注意：在删除文件时先要遍历文件确定目录中有该文件再删除，否则同样会报错终止。
拷贝文件
在执行完一系列规则之后，最终需要将 files 文件夹中的文件复制到项目目录，直接拷贝整个文件夹就可以，方法如下：
/** Add starter files to root */
function addStarterFiles(options: Schema) {
return chain([
mergeWith(
apply(url('./files'), [
template({
...strings,
...options,
}),
])
),
]);
}
在拷贝完成之后，命令行会列出文件的创建、更新等信息。
关于 chain mergeWith apply template 等方法的使用详见 Schematics 的 README ，不过 Schematics 的 README 上面的方法并不全，很多方法还是需要参考 @angular/material 以及其它库的使用方式。
简单说一下 template 和 applyTemplates 的不同之处：
template作用于原始文件applyTemplates作用于后缀名为.template的文件。
添加 .template 后缀的文件可以避免 VS Code 报错。
schematics 中的 files 模板文件是从 Ng-Matero 项目中拷贝的，拷贝方式有多种，可以通过 shell 命令，也可以通过 gulp，这取决于你的喜好。
修改文件
JSON 文件的修改非常简单，比如在 angular.json 中添加 hmr 的设置。
/** Add hmr to angular.json */
function addHmrToAngularJson() {
return (host: Tree) => {
const workspace = getWorkspace(host);
const ngJson = Object.assign(workspace);
const project = ngJson.projects[ngJson.defaultProject];
// build
project.architect.build.configurations.hmr = {
fileReplacements: [
{
replace: `${project.sourceRoot}/environments/environment.ts`,
with: `${project.sourceRoot}/environments/environment.hmr.ts`,
},
],
};
// serve
project.architect.serve.configurations.hmr = {
hmr: true,
browserTarget: `${workspace.defaultProject}:build:hmr`,
};
host.overwrite('angular.json', JSON.stringify(ngJson, null, 2));
};
}
对于 JSON 文件的修改主要用到的就是 overwrite 方法。而对于非 JSON 文件的修改，相对麻烦一点，比如添加 hammer.js 的声明：
/** Adds HammerJS to the main file of the specified Angular CLI project. */
export function addHammerJsToMain(options: Schema): Rule {
return (host: Tree) => {
const workspace = getWorkspace(host);
const project = getProjectFromWorkspace(workspace, options.project);
const mainFile = getProjectMainFile(project);
const recorder = host.beginUpdate(mainFile);
const buffer = host.read(mainFile);
if (!buffer) {
return console.error(
`Could not read the project main file (${mainFile}). Please manually ` +
`import HammerJS in your main TypeScript file.`
);
}
const fileContent = buffer.toString('utf8');
if (fileContent.includes(hammerjsImportStatement)) {
return console.log(`HammerJS is already imported in the project main file (${mainFile}).`);
}
recorder.insertRight(0, `${hammerjsImportStatement}
`);
host.commitUpdate(recorder);
};
}
关于 host.beginUpdate、recorder.insertRight、host.commitUpdate 这几个方法，可以看一下 angular cli 的源码。
除了上述提到的方法之外，在修改文件的时候，还可能用到 AST，需要更精细的操作代码文件，我会在 Generation 部分重点讲解。
调试
在编写 schematics 的时候，调试很重要，简单说一下关于调试的问题以及技巧。
编写完 schematics 之后，我们需要通过 npm link 进行测试。假设我们已经在项目的根目录创建了一个测试项目。npm link 其实就是将打包目录的快捷方式拷贝到 node_modules 中。
ng add 的测试比较麻烦，如果将模板安装到项目之后，再次测试需要重新初始化一个 ng 项目。另外，切记在 npm link 之后，执行 ng add 之前，先删除 package-lock.json 文件，否则 npm link 的项目会被更新删除。
有时为了更方便的测试，可能需要直接更改 node_modules 中的源代码，其实编译后的代码并非难以辨认，和原始文件差别并不是很大。这些问题也会在 Generation 部分重点讲解。
总结
在最开始写 Ng-Matero 这个项目的时候，我一直觉得 schematics 是最关键的组成部分。为了让 Ng-Matero 不仅仅只是一个模板项目，我耗费了大量精力实现了一套比较简单的 schematics，这让我多少感到欣慰，也希望大家在使用 Schematics 时候可以提出更多宝贵意见。
本文拖沓了很久，但是依然比较表浅，如果大家有什么问题，欢迎留言评论，或者加入 Ng-Matero 自主群。