源生成器核心纪律:partial范式与AutoNotify实战

我这一两周一直在整理 SourceGenerator 相关的资料,越写越觉得有一件事再强调都不为过:整个源生成器机制里,真正撑起手写代码和生成代码协作关系的,是那个平时总被一笔带过的关键字 partial。更准确地说,是 partial 范式——把“谁来声明、谁来实现、边界在哪”讲清楚的一套纪律。

这篇文章我想用一个小而完整的示例来切一遍这个主题:写一个简化版的 AutoNotify 源生成器,把 private string _name 这种字段自动生成为带 INotifyPropertyChanged 通知的属性,同时让用户能在自己的代码里用 partial 方法接住属性变更。然后我会把配套的测试策略、快照测试、运行时验证以及我在实际项目里踩过的一堆坑一起交代出来。

如果你是第一次看 SourceGenerator,或者已经写了一两个生成器但总感觉测试无从下手,这篇文章应该能帮你把整条链路打通。我不打算追求那种几百行、覆盖所有边界的工业级实现,重点是把 partial 协作的范式讲明白,让你看完能直接上手改。

1. partial 范式——源生成器必须遵守的协作规则

1.1 源生成器到底在“织”什么

要理解 partial 范式,先得理解源生成器这个机制本身。你可以把它想象成一个“编译期织布机”:编译器在真正生成程序集之前,会调用我们注册进去的生成器,生成器往编译管线里追加新的 C# 源码,然后这些源码会跟手写的代码一起参与编译。

这个机制解决的核心痛点是“重复且模式化”的代码。比如 MVVM 里的 INotifyPropertyChanged 实现、日志封装、接口桩、DTO 映射,这类代码逻辑固定、写法雷同,手写容易漏,又难保持一致。过去我们靠 T4 模板、代码片段、反射或者 AOP(比如 Fody)来搞,但 T4 模板要手动触发、反射又在运行时才有感知、Fody 对付费版本控制太多。SourceGenerator 的优势在于它是编译器原生支持的,生成时机在编译期,IDE 能直接感知到生成的代码,也没有运行时反射损耗。

但问题来了:编译器在编译的时候才能调用生成器,而用户的业务代码也是在同一份编译里。换句话说,生成器生成的代码和手写代码要“同处一个项目、同名类型、甚至同名方法”,这怎么共存?partial 就是这个问题的标准答案。

1.2 数据库范式与 partial 范式的类比

热搜词里有一串很有意思的词条:“数据库范式怎么求”“关系数据库范式”。数据库范式约束的是表结构的设计纪律——减少冗余、消除异常依赖、把数据关系规范化。而 SourceGenerator 里的 partial 范式,我理解就是手写代码与生成代码之间的设计纪律

  • 手写代码负责“声明意图”,比如标记一个字段需要自动生成通知属性;
  • 生成代码负责“填充实现”,把属性、事件、方法体都生成出来;
  • 两者靠 partial class 共享类型成员,靠 partial method 提供扩展点;
  • 边界一旦被打破,比如手写代码重复声明了生成器的成员,编译立刻报错。

数据库范式约束的是数据,partial 范式约束的是代码职责。这个类比在团队里讲起来特别顺,新人一听就能明白“为什么生成器要这么做”。

1.3 partial method 的九年进化,才让这件事真正可行

partial method 在 C# 3.0 时代就有,但早期限制特别死:只能返回 void、不能有访问修饰符、不能用 out 参数、如果有声明但没有实现,编译器会直接把声明和所有调用点一起删掉。这套规则的初衷是给“可插拔的钩子”用的,比如设计器生成的代码留一个空方法让你补逻辑,你没写实现,编译器就当作没发生过,零开销。

SourceGenerator 火起来之后,大家忽然发现这套机制简直是天作之合:生成器可以生成一个 partial void OnNameChanged(string value); 的“钩子声明”,用户在手写代码里写对应的实现,也可以选择不写,编译器自动移除调用,性能完全无感。

C# 9 又放宽了 partial method:允许返回值、允许访问修饰符、允许 out 参数。代价是这些“高级形态”一旦用了,就必须有实现,否则会编译错误。这个设计很聪明:普通钩子可以随缘,但一旦你期待返回值或访问性,编译器就必须保证一致性,不能让你暗自吞掉调用。

所以在写源生成器时我会刻意分两层:

  • 可省略钩子:用 partial void,用户能写实现、也能不写;
  • 必须实现的契约:用带修饰符或返回值的 partial method,或者直接生成抽象基类、接口约束。

这就是 partial 范式的核心:声明可以交给生成器,实现留给用户;用户为所欲为的自由由编译器校验

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2. 动手实现一个 AutoNotify 源生成器

聊完理念,直接上代码。我准备实现一个功能裁剪过的生成器,它的效果是这样:

csharp复制public partial class PersonViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    [AutoNotify]
    private string _name;

    [AutoNotify]
    private int _age;

    partial void OnNameChanged(string value)
    {
        Console.WriteLine($"Name 变成 {value}");
    }
}

生成器会在编译时把它扩展成:

csharp复制public partial class PersonViewModel
{
    public string Name
    {
        get => _name;
        set
        {
            if (!global::System.Collections.Generic.EqualityComparer<string>.Default.Equals(_name, value))
            {
                OnNameChanging(value);
                _name = value;
                OnNameChanged(value);
                OnPropertyChanged(currentName: "Name");
            }
        }
    }

    // Age 属性类似,这里省略细节

    partial void OnNameChanging(string value);
    partial void OnNameChanged(string value);

    partial void OnAgeChanging(int value);
    partial void OnAgeChanged(int value);

    public event global::System.ComponentModel.PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;

    protected void OnPropertyChanged(string propertyName)
        => PropertyChanged?.Invoke(this, new global::System.ComponentModel.PropertyChangedEventArgs(propertyName));
}

注意生成的代码里声明了 partial void OnNameChanged(string value);,但没实现。用户手写代码可以提供实现,也可以不提供。如果用户没写,编译器会把“调用点”全部删掉,零开销;如果写了,生成的 setter 会在属性赋值后精准调用。

2.1 生成器项目的基础结构

先看项目结构,按我习惯的做法分三个项目:

  1. AutoNotifyGenerator:netstandard2.0 类库,引用 Microsoft.CodeAnalysis.CSharp 包,里面放生成器;
  2. AutoNotify.Tests:单元测试项目,引用生成器项目,也通过 CSharpGeneratorDriver 直接驱动生成器;
  3. DemoApp:演示项目,通过 ProjectReference 把生成器配置成 Analyzer 方式。

如果你用的是新版 SDK 风格的 csproj,可以在生成器项目里加这个配置:

xml复制<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>netstandard2.0</TargetFramework>
    <Nullable>enable</Nullable>
    <LangVersion>latest</LangVersion>
    <EnforceExtendedAnalyzerRules>true</EnforceExtendedAnalyzerRules>
  </PropertyGroup>
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Microsoft.CodeAnalysis.CSharp" Version="4.8.0" PrivateAssets="all" />
  </ItemGroup>
</Project>

PrivateAssets="all" 是为了不让 Roslyn 的程序集泄漏到引用方,否则演示项目里会多出一堆编译器相关依赖,挺恶心的。EnforceExtendedAnalyzerRules 是 Roslyn 团队给 analyzer/generator 作者准备的规则集,能提醒你别在生成器里用一些不支持或有坑的 API,我建议直接打开。

演示项目里引用生成器的方式也要注意,不要按普通类库引:

xml复制<ProjectReference Include="..\AutoNotifyGenerator\AutoNotifyGenerator.csproj"
                  OutputItemType="Analyzer"
                  ReferenceOutputAssembly="false" />

OutputItemType="Analyzer" 让 MSBuild 把它当分析器喂给编译器,ReferenceOutputAssembly="false" 则不让用户代码直接拿到生成器程序集。这样生成器本身就成了“编译期的工具”,运行时不会出现。

2.2 让生成器精准找到要处理的字段

生成器的入口从 ISourceGenerator 换到了 IIncrementalGenerator。老接口每次编译全量跑一遍、没法做缓存,增量接口则允许我们把中间计算缓存下来,只有源文件变化时才重跑对应部分。除非你要兼容特别老的 VS 版本,否则新项目直接上增量接口:

csharp复制using Microsoft.CodeAnalysis;

namespace AutoNotifyGenerator;

[Generator(LanguageNames.CSharp)]
public sealed class AutoNotifyIncrementalGenerator : IIncrementalGenerator
{
    public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
    {
        var targets = context.SyntaxProvider.ForAttributeWithMetadataName(
            "AutoNotifyGenerator.AutoNotifyAttribute",
            static (node, _) => true,
            static (ctx, _) => new Model(
                FieldName: ctx.TargetSymbol.Name,
                FieldType: ctx.TargetSymbol.GetTypeSymbol()?.ToDisplayString() ?? "object",
                TypeName: ctx.TargetSymbol.ContainingType.Name,
                Namespace: ctx.TargetSymbol.ContainingType.ContainingNamespace?.ToDisplayString() ?? ""));

        context.RegisterSourceOutput(targets, static (spc, item) =>
        {
            var code = GenerateCode(item);
            spc.AddSource($"{item.TypeName}_{item.FieldName}.g.cs", code);
        });
    }

    static string GenerateCode(Model model)
    {
        // 生成字符串,稍后演示
    }
}

internal sealed record Model(string FieldName, string FieldType, string TypeName, string Namespace);

ForAttributeWithMetadataName 是 Roslyn 4.3.1 之后出的 API,它最大的好处是“带语义信息”:不用自己写 SyntaxReceiver 再查编译模型,它直接给你 TargetSymbolTargetNodeAttributes。字段上挂 [AutoNotify],这里拿到的 TargetSymbol 就是 IFieldSymbol

这里有个地方值得说:ctx.TargetSymbol.GetTypeSymbol() 这个扩展方法不是内置的,实际写的时候你用 ((IFieldSymbol)ctx.TargetSymbol).Type 就能拿到字段的类型符号。上面代码我是为了简洁把 Model 结构简化成 record,真实实现里建议把字段符号整个留着,方便在生成代码时判断类型是否需要 full name 等。

2.3 生成 partial 类、partial 方法声明的代码文本

生成代码最稳妥的方式是逐字字符串拼接,但它有个麻烦:大段 C# 文本里到处是双引号,写起来费劲。我更推荐先用 StringBuilder 拼接,再用 IndentedTextWriter 控制缩进,但那样代码会多一些。这里我展示一个可读性优先的写法:

csharp复制static string GenerateCode(Model model)
{
    string propName = ToPascalCase(model.FieldName);
    string lowerField = model.FieldName;
    string fieldType = model.FieldType;
    string ns = model.Namespace;

    return $$"""
    // <auto-generated />
    #nullable enable

    namespace {{ns}}
    {
        public partial class {{model.TypeName}}
        {
            public {{fieldType}} {{propName}}
            {
                get => {{lowerField}};
                set
                {
                    if (!global::System.Collections.Generic.EqualityComparer<{{fieldType}}>.Default.Equals({{lowerField}}, value))
                    {
                        On{{propName}}Changing(value);
                        {{lowerField}} = value;
                        On{{propName}}Changed(value);
                        OnPropertyChanged("{{propName}}");
                    }
                }
            }

            partial void On{{propName}}Changing({{fieldType}} value);
            partial void On{{propName}}Changed({{fieldType}} value);

            public event global::System.ComponentModel.PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;

            protected void OnPropertyChanged(string propertyName)
                => PropertyChanged?.Invoke(this, new global::System.ComponentModel.PropertyChangedEventArgs(propertyName));
        }
    }
    """;
}

注意 #nullable enable 放在生成文件开头,这样生成代码不会被用户项目的 nullable 设置影响。global::System.Collections.Generic.EqualityComparer<T>.Default 这种全名写法是我强烈推荐的,因为生成代码在用户命名空间里展开,不写全名很容易撞到用户自己的同名类。

ToPascalCase 就把下划线去掉、首字母大写,比如 _nameName。真实实现要处理 _ages_namemName 等多种命名风格,这里不做展开,聚焦 partial 主题。

生成器内部如果出现异常,最好捕获并 spc.ReportDiagnostic 输出诊断,而不是让异常炸掉整个编译。这个我在第四章会单独说,因为它是新手最容易踩的坑。

3. 给源生成器写测试,三层体系缺一不可

生成器跟普通业务代码不一样,你没法直接 new 一个对象调用它。它的输入是“C# 源码 + 编译选项”,输出是“新的源码树 + 诊断”。测试必须建在这个模型上。

3.1 测试基础设施:编译、驱动、取生成结果

为了测试生成器,我们要在测试项目里手动搭建一个“迷你编译”:

csharp复制using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
using AutoNotifyGenerator;

internal static class GeneratorTestHelper
{
    public static (Compilation OutputCompilation, string[] GeneratedSources) RunGenerator(string source)
    {
        var syntaxTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(source);

        var references = new List<MetadataReference>
        {
            MetadataReference.CreateFromFile(typeof(object).Assembly.Location),
            MetadataReference.CreateFromFile(typeof(Enumerable).Assembly.Location),
            MetadataReference.CreateFromFile(typeof(INotifyPropertyChanged).Assembly.Location),
            MetadataReference.CreateFromFile(typeof(PropertyChangedEventArgs).Assembly.Location),
        };

        var compilation = CSharpCompilation.Create(
            "TestAssembly",
            new[] { syntaxTree },
            references,
            new CSharpCompilationOptions(OutputKind.DynamicallyLinkedLibrary));

        var generator = new AutoNotifyIncrementalGenerator();
        GeneratorDriver driver = CSharpGeneratorDriver.Create(new[] { generator.AsSourceGenerator() });
        driver = driver.RunGeneratorsAndUpdateCompilation(compilation, out var outputCompilation, out _);

        var generatedSources = outputCompilation.SyntaxTrees
            .Skip(1)
            .Select(tree => tree.ToString())
            .ToArray();

        return (outputCompilation, generatedSources);
    }
}

不了解 Roslyn 的话,这里最反常的是“为什么要手动建编译”。因为生成器是编译管线的一部分,你要测它,就必须模拟一个可编译的项目上下文。上面的 references 其实有坑:在现代 .NET 里,光引用 object 所在程序集不够,INotifyPropertyChanged 可能在单独的 System.ComponentModel.Primitives 程序集里。更省事的办法是直接引入 Basic.Reference.Assemblies 这个包,一行代码拿到对应目标框架的完整引用集合:

csharp复制using Basic.Reference.Assemblies;

var references = Net80.References.All;

实测下来这个包能避免绝大多数“类型找不到”的幺蛾子,强烈建议测试项目直接装。

3.2 第一层测试:验证“生成了什么”

第一层测试关注生成代码的文本内容。比如我们期望生成的代码里包含 public string Name 属性、包含 partial void OnNameChanged(string value); 声明:

csharp复制[Fact]
public void 应为带AutoNotify的字段生成Name属性()
{
    var source = """
    using System.ComponentModel;
    using AutoNotifyGenerator;

    namespace Demo;

    public partial class PersonViewModel : INotifyPropertyChanged
    {
        [AutoNotify]
        private string _name;
    }
    """;

    var (_, generated) = GeneratorTestHelper.RunGenerator(source);

    var genText = generated.Should().ContainSingle().Subject;
    genText.Should().Contain("public string Name");
    genText.Should().Contain("partial void OnNameChanged(string value);");
}

这套做法的优点是跑得快、断言直观,缺点是对生成文本的改动很敏感。只要生成器调整了缩进、加了注释,断言就可能挂。所以它适合做“关键特征存在性”的检查,不适合当唯一测试手段。

这里有个经验:断言生成代码时,别用 Assert.Contains(genText, "Name") 这种模糊匹配。“Name”可能出现在 OnNameChangedPropertyName、命名空间里,断言之会误导你。宁可把断言写细一点,比如断言属性块、断言方法签名、断言事件声明分开做。

3.3 第二层测试:把生成代码编译进内存,跑真实行为

只检查文本还不够。因为生成代码是字符串,语法上完全不保证它能编译通过,更不保证运行逻辑正确。第二层测试就是把这棵语法树真正编译成程序集,然后加载并调用,验证行为。

csharp复制[Fact]
public void 属性赋值应触发PropertyChanged事件()
{
    var source = """
    using System.ComponentModel;
    using AutoNotifyGenerator;

    namespace Demo;

    public partial class PersonViewModel : INotifyPropertyChanged
    {
        [AutoNotify]
        private string _name = "初始值";
    }
    """;

    var (compilation, _) = GeneratorTestHelper.RunGenerator(source);

    using var ms = new MemoryStream();
    var emitResult = compilation.Emit(ms);
    emitResult.Success.Should().BeTrue();
    if (!emitResult.Success) return;

    ms.Position = 0;
    var assembly = AssemblyLoadContext.Default.LoadFromStream(ms);

    var type = assembly.GetType("Demo.PersonViewModel")!;
    var instance = Activator.CreateInstance(type)!;

    var changed = new List<string>();
    var evt = type.GetEvent("PropertyChanged")!;
    var handler = new PropertyChangedEventHandler((_, e) => changed.Add(e.PropertyName!));
    evt.AddEventHandler(instance, handler);

    type.GetProperty("Name")!.SetValue(instance, "新值");

    changed.Should().Contain("Name");
}

这段代码有几个细节容易搞翻车,我直接说结论:

  • Emit 之前 MemoryStream 的指针在开头,直接 LoadFromStream 会读到空流,要先 ms.Position = 0,或者用 ms.ToArray()LoadFromStream。我第一次写就栽在这。
  • AssemblyLoadContext.Default.LoadFromStream 在 xunit 这类测试宿主里是可用的,但如果你的测试项目 target 是 .NET Framework,要走 Assembly.Load(byte[]),写法得调整。
  • 通过反射订阅事件时,PropertyChangedEventHandler 类型要保证测试项目能引用到,如果找不到类型,多半是 references 少了 System.ComponentModel.Primitives,用 Basic.Reference.Assemblies 包能规避。

这一层测试已经能验证“生成的代码可以跑、事件真的触发了”。但它仍然不是端到端:用户手写代码里的 partial 实现能不能跟生成的声明接上、能不能在属性赋值时被调用,这里还没验到。

3.4 第三层测试:把手写 partial 实现也塞进去编译

要让用户手写的 partial 实现也进入测试,只需在迷你编译里多传一棵语法树:

csharp复制var source = """
using System.ComponentModel;
using AutoNotifyGenerator;

namespace Demo;

public partial class PersonViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    [AutoNotify]
    private string _name = "初始值";

    partial void OnNameChanged(string value)
    {
        LastNameChanged = value;
    }
}
""";

// 然后照常 RunGenerator + Emit + 反射调用
type.GetProperty("LastNameChanged")!.GetValue(instance).Should().Be("新值");

这一下就把“手写代码声明意图 → 生成器生成钩子 → 用户实现钩子 → 赋值时执行用户逻辑”整条链路打通了。我通常把第三层测试当作生成器最重要的“行为契约测试”,因为它是从用户视角验证整个 partial 范式是否成立。

三层测试各有侧重,总结成一张表:

测试层级 核心问题 示例断言 跑一次耗时
文本层 生成器有没有生成需要的成员 包含 public string Name 毫秒级
编译运行层 生成代码能否编译并正确触发事件 事件列表包含属性名 几十毫秒
端到端 partial 层 手写实现与生成声明能否接上 自定义逻辑被执行 几十毫秒

说起来耗时都不高,但真实项目里建议控制在“每个测试都要秒级完成”,否则 CI 会慢到让人不愿意跑。

4. partial 范式实战中的“地狱级”坑

4.1 partial method 高级形态必须有实现,否则编译错误

前面说过 C# 9 之后 partial method 可以有返回值和访问修饰符,但代价是必须提供实现。这个规则在生成器场景里非常容易踩:你想生成一个 public partial bool TryValidate();,准备让用户手写实现,如果用户忘了写,编译就会报错,不像 partial void 那样“没有实现就静默删调用”。

这里的建议是:设计生成器的扩展点时要区分“可选钩子”和“必选契约”

  • 可选钩子用 partial void,没实现不影响编译,调用点自动移除;
  • 必选契约用接口、抽象基类,或者带修饰符的 partial method,保证漏写时编译能明确报错。

我在实际项目里把可选的日志钩子设计成 partial void,把必须返回校验结果的方法设计成了接口约束。这样既享受了 zero-overhead 的快乐,又不会把错误留到运行时。

4.2 手写代码和生成代码同文件冲突

partial class 允许成员分散到多个文件,但同一个成员名字不能出现两次。有些刚上手的人会不理解:为什么我在手写代码里也写了个 Name 属性就编译报错?

因为生成器生成的文件是真实参与编译的,它跟用户手写的文件地位完全平等。所以生成代码里要尽量用不常见的标识符,比如 OnPropertyChangedPropertyChanged 这类,同时要在文档里明确告诉用户“哪些名字已经被生成器占用”。更稳妥的做法是:生成器生成私有成员时用带独特前缀的名字,比如 __AutoNotify_Generated_PropertyChanged,降低冲突概率。

不过也别走极端,公共 API 的名字没法靠前缀闪避,只能在文档里写清楚“属性名由字段名推导,不要手动重复声明”。

4.3 IDE 里看不到最新生成代码

用生成器时最让人困惑的是:我改完生成器代码,也重新编译了,但在 IDE 里看到的生成文件还是旧的,甚至根本不刷新。

我实测下来,处理办法是区分“项目缓存”和“IDE 缓存”:

  • 项目层面:改完生成器类库代码后,要重新生成生成器项目。如果生成器项目被引用为 Analyzer,记得“重新生成解决方案”,而不是只生成应用项目。
  • IDE 层面:VS 和 Rider 对生成文件有缓存,有时需要关闭解决方案重新打开,甚至删除 .vsobj 目录再做恢复。
  • 命令行确认:不确定是不是缓存,就在项目目录跑 dotnet build -t:Rebuild,然后去 obj\generated\AutoNotifyGenerator\AutoNotifyGenerator.AutoNotifyIncrementalGenerator\ 目录看实际生成的 .g.cs 文件。生成器输出路径和命名空间有关,不同版本可能不一样。

4.4 生成器内部异常会直接炸掉编译,而且错误信息极其反人类

源生成器在编译管线里运行,如果你在生成器里写了个没捕获的 NullReferenceException,编译会直接失败,错误信息是一长串“Generator failed to generate source: ... Exception message ...”,跟你的业务代码毫无关系。

更麻烦的是,如果生成器频繁抛异常,会影响每一次编译,导致队友连 dotnet build 都执行不了。所以我的建议很直接:

  1. 生成器顶层方法用 try/catch 包住,任何异常都转成诊断错误,至少让用户看到“哪个类型、哪个属性、什么原因”;
  2. 关键路径上所有 ! 能不用就不用,宁可空值返回诊断,也不要裸奔到 NullReferenceException
  3. 本地开发时开一个“诊断专用输出”,比如把异常信息写入生成的注释里,方便调试。
csharp复制static string SafeGenerate(Model model, out Diagnostic? error)
{
    try
    {
        return GenerateCode(model);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        error = Diagnostic.Create(Descriptor, Location.None, model.TypeName, ex.Message);
        return null!;
    }
}

4.5 生成器测试引用为什么总是莫名其妙缺类型

这一条虽然不算 partial 的坑,但我在写生成器测试时天天遇到:CSharpCompilation.Create 给的 MetadataReference 不全,编译结果报“类型或命名空间找不到”。

比如只用 typeof(object).Assembly.Location,在 .NET 6+ 里经常拿不到 PropertyChangedEventArgs,因为它不在 System.Private.CoreLib 里。更隐蔽的是 System.Runtime 里一堆转发类型,光引一个程序集满足不了。

我最终的解决方案就是引入 Basic.Reference.Assemblies,然后用 Net80.References.All(或者按你项目 target framework 选),一劳永逸。你如果不信邪,自己维护 references 列表,后面大概率会骂人。

5. 把 partial 范式测试接入团队自动化体系

5.1 生成器测试和普通单测一起跑

源生成器的测试本质是“编译管线的自动化测试”,它跟普通单元测试可以共用同一个测试框架(xunit、NUnit 都行)。我一般把生成器的测试目录独立出来,比如 AutoNotify.Tests,里面分三层:

  • GenerationTests:文本层断言;
  • BehaviorTests:运行时行为断言;
  • CompatibilityTests:多个源文件组合、多字段、嵌套类、命名空间边界等回归场景。

CI 里只要跑 dotnet test,生成器测试就跟着普通单测一起跑,不需要额外配置。但要注意一点:生成器测试会真正启动 Roslyn 编译器,单测进程的内存占用会比普通测试高,CI agent 内存小的话,建议给测试项目加 xunit 并行限制,避免一堆编译任务同时起飞把 agent 压垮。

5.2 在 PR 里做“生成代码改动防线”

说完跑测试,再讲一个团队协作层面的建议。生成器输出是文本,最容易被“顺手改毁”的地方是格式化、注释、空行。别人维护生成器代码的时候,经常只是加了句注释,结果生成文本变了,一堆文本层断言失败。

更好的做法是引入快照测试。比如用 Verify 这类库,把生成代码保存为 .verified.txt 文件,任何改动都会触发快照 diff,人工确认“这次变更是否合理”。这相当于给生成器加了一道“人工审查闸门”,在 reviewer 眼里特别直观。

csharp复制[Fact]
public Task 生成代码快照()
{
    var (_, generated) = GeneratorTestHelper.RunGenerator(Source);
    return Verify(generated);
}

快照跑第一次会把 .verified.txt 生成出来,之后每次改动都要重新 approval。好处是“生成代码长什么样”被固化下来,坏处是生成器一有正常改动就要批量更新快照,有点烦。我的经验是:文本层断言和快照二选一即可,不然维护成本翻倍。

5.3 自动化像“老化测试脚本”一样无人值守

热搜词里有一条“设备老化测试全自动执行脚本”。这个思路挺适合生成器:老化测试是让设备长时间自动跑,发现问题才报警;生成器测试也应该做成“无人值守、每个 PR 自动跑、失败才盯人”的机制。

具体落地就三步:

  1. CI 流水线在 dotnet test 阶段执行全部生成器测试;
  2. 快照文件纳入代码审查,生成代码的意外变化会出现在 PR diff 里;
  3. 新增生成能力时,要求同时提交文本层断言和运行时行为测试,否则不许合入。

这三步一旦跑顺,团队其他人改生成器的时候会非常安全:改坏了类型,测试立刻报警;改了生成文本,快照 diff 让 reviewer 能看到;漏掉调用场景,运行时测试能兜住。

我还遇到过一种情况:某个生成器依赖内部静态字典缓存结果,多测试并发跑时互相污染。解决方法是测试类里尽量不共享静态状态,或者共享时用 lock 保护。这条经验看起来小,但能省掉非常多排查时间。

最后分享一点自己的体会

把 partial 范式想清楚之后,我对源生成器的理解上了一个台阶。它本质上是一套“谁声明、谁实现、谁删除”的权限分配:编译器拥有删除权(没实现就移除调用),生成器拥有声明权(生成钩子和模板代码),用户拥有实现权(手写业务逻辑)。这三者配合好,生成器才是真正好用的工具,而不是一个“生成一堆代码让你改的文本模板”。

如果你要开始写自己的 SourceGenerator,我的建议是先把这个迷你 AutoNotify 做完整,三层测试建好,再去碰复杂的 analyzers 和增量缓存。开始时别贪多,生成器越大越难调试,等基础套路熟练了,再往里面加代码修复、诊断器、选项配置这些进阶能力。

最后说个好用的小技巧:写生成代码字符串时,把“用户可能用到的类名、属性名”全部列成常量,放在一个专门的 WellKnownNames.cs 里。这样生成器项目里改一个名字,生成的代码会同步变,测试也能第一时间发现不一致。这个小习惯救过我很多次。

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