Java의 MapStruct Rust 구현

Java 생태계에는 Bean 간의 변환을 매우 편리하게 만들어주는 MapStruct라는 Bean 변환 도구가 있습니다. 그 원리는 컴파일 시간에 변환 메서드를 생성하는 것입니다. Rust 매크로도 컴파일 시간에 코드 생성을 지원하므로 속성 매크로를 사용하여 간단한 버전의 MapStruct를 구현하기로 결정했습니다.

Rust 매크로 기본 사항

Rust의 매크로는 크게 두 가지 범주로 나뉩니다. 선언적 매크로(macro_rules!)와 세 가지 유형의 절차적 매크로입니다.

• Derive Macros: Debug 트레이트와 같이 대상 구조체 또는 열거형에 대한 특정 코드를 파생시키는 데 일반적으로 사용됩니다.
• Attribute-like Macros: 대상에 사용자 정의 속성을 추가하는 데 사용됩니다.
• Function-like Macros: 함수 호출과 유사하게 보입니다.

구현 원리 분석

Rust에서 Bean 간에 변환하려면 From 트레이트를 구현하고 from 메서드 내에서 변환 논리를 정의하면 됩니다.

pub struct Person {
    name: String,
    age: u32,
}
pub struct PersonDto {
    name: String,
    age: u32,
}
impl From<Person> for PersonDto {
    fn from(item: Person) -> PersonDto {
        PersonDto {
            name: item.name,
            age: item.age,
        }
    }
}
fn main() {
    let person = Person {
        name: "Alice".to_string(),
        age: 30,
    };

    let dto: PersonDto = person.into(); // 자동 생성된 From 구현을 사용하여 변환
    println!("dto: name:{}, age:{}", dto.name, dto.age);
}

따라서 Rust에서 매크로를 사용하여 이를 구현하려면 매크로가 자동으로 From 메서드를 생성하여 자동 변환을 활성화해야 합니다.

사용 편의성을 위해 Diesel의 구문인 #[diesel(table_name = blog_users)]에서 영감을 얻었습니다. 우리의 매크로는 구조체 위에 #[auto_map(target = "PersonDto")]를 추가하기만 하면 사용할 수 있으므로 매우 깔끔하고 우아합니다.

#[auto_map(target = "PersonDto")]
pub struct Person {
    name: String,
    age: u32,
}

코드 구현

매크로 사용법은 #[auto_map(target = "PersonDto")]이므로 매크로의 워크플로는 거의 고정되어 있습니다. Person 및 PersonDto를 예로 들면 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 매크로에서 "target" 매개변수를 추출합니다.
2. 입력 구조체(Person)를 파싱합니다.
3. 입력 구조체에서 필드 이름과 유형을 추출합니다.
4. 대상 유형을 파싱합니다.
5. 원래 구조체를 다시 생성하고 From 메서드를 구현합니다.

1단계: 프로젝트 생성 및 종속성 추가

cargo new rust_mapstruct --lib
cd rust_mapstruct

매크로 코드 생성에는 Rust의 AST 파싱이 필요하므로 quote 및 syn의 두 가지 주요 라이브러리가 필요합니다. 또한 매크로를 만들고 있으므로 proc-macro = true를 지정해야 합니다.

전체 종속성:

[lib]
proc-macro = true

[dependencies]
proc-macro2 = "1.0"
quote = "1.0"
syn = { version = "1.0.17", features = ["full"] }

2단계: lib.rs 핵심 코드 수정

1. 핵심 함수 정의

#[proc_macro_attribute]
pub fn auto_map(args: TokenStream, input: TokenStream) -> TokenStream {

}

2. "target" 매개변수 추출 및 파싱

이를 확장하여 여러 매개변수를 지원할 수 있지만 MapStruct와 유사한 도구에는 하나만 필요하므로 target 문자열과 직접 일치시킵니다. 나중에 더 많은 매개변수를 추가하기 위해 이를 확장할 수 있습니다.

let args = parse_macro_input!(args as AttributeArgs);
// "target" 매개변수 추출 및 파싱
let target_type = args
    .iter()
    .find_map(|arg| {
        if let NestedMeta::Meta(Meta::NameValue(m)) = arg {
            if m.path.is_ident("target") {
                if let Lit::Str(lit) = &m.lit {
                    return Some(lit.value());
                }
            }
        }
        None
    })
    .expect("auto_map requires a 'target' argument");

3. 입력 구조체(Person) 파싱

// 입력 구조체 파싱
let input = parse_macro_input!(input as DeriveInput);
let struct_name = input.ident;

let struct_data = match input.data {
    Data::Struct(data) => data,
    _ => panic!("auto_map only supports structs"),
};

4. Person에서 필드 이름 및 유형 추출

let (field_names, field_mappings): (Vec<_>, Vec<_>) = struct_data.fields.iter().map(|f| {
    let field_name = f.ident.as_ref().unwrap();
    let field_type = &f.ty;
    (field_name.clone(), quote! { #field_name: #field_type })
}).unzip();

5. 대상 유형(PersonDto) 파싱

syn::parse_str은 문자열을 Rust 유형으로 변환할 수 있습니다.

// 대상 유형 파싱
let target_type_tokens = syn::parse_str::<syn::Type>(&target_type).unwrap();

6. 원래 구조체 및 From 구현 생성

quote 내부의 코드는 간단한 템플릿 엔진 역할을 합니다. 이전에 웹 페이지에 대한 템플릿을 작성한 적이 있다면 친숙하게 느껴질 것입니다. 첫 번째 부분은 원래 Person 구조체를 다시 생성하고 두 번째 부분은 From 메서드를 생성합니다. 파싱된 매개변수를 템플릿에 연결하기만 하면 됩니다.

// 원래 구조체 및 변환 구현 다시 생성
let expanded = quote! {
    // 참고: 원래 구조체 `Person`을 생성합니다.
    pub struct #struct_name {
        #( #field_mappings, )*
    }

    impl From<#struct_name> for #target_type_tokens {
        fn from(item: #struct_name) -> #target_type_tokens {
            #target_type_tokens {
                #( #field_names: item.#field_names, )*
            }
        }
    }
};

expanded.into()

3단계: 프로젝트에서 매크로 테스트

먼저 cargo build로 매크로 프로젝트를 컴파일합니다. 그런 다음 새 테스트 프로젝트를 만듭니다.

cargo new test-mapstruct
cd test-mapstruct

Cargo.toml 종속성 수정

[dependencies]
rust_mapstruct = { path = "../rust_mapstruct" }

main.rs에서 간단한 테스트 작성

use rust_mapstruct::auto_map;

#[auto_map(target = "PersonDto")]
pub struct Person {
    name: String,
    age: u32,
}
pub struct PersonDto {
    name: String,
    age: u32,
}
fn main() {
    let person = Person {
        name: "Alice".to_string(),
        age: 30,
    };

    let dto: PersonDto = person.into(); // 자동 생성된 From 구현을 사용하여 변환
    println!("dto: name:{}, age:{}", dto.name, dto.age);
}

코드를 실행하고 결과 확인

test-mapstruct 프로젝트에서 cargo build, cargo run을 실행하고 결과를 확인하세요!

❯ cargo build
   Compiling test-mapstruct v0.1.0 (/home/maocg/study/test-mapstruct)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.26s

test-mapstruct on master
❯ cargo run
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
     Running `target/debug/test-mapstruct`
dto: name:Alice, age:30

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