当 ng add 命令向项目中添加某个库时，就会运行原理图。ng generate 命令则会运行原理图，来创建应用、库和 Angular 代码块。

一些术语：

规则

在原理图 中，是指一个在文件树上运行的函数，用于以指定方式创建、删除或修改文件，并返回一个新的 Tree 对象。

文件树

在 schematics 中，一个用 Tree 类表示的虚拟文件系统。 Schematic 规则以一个 tree 对象作为输入，对它们进行操作，并且返回一个新的 tree 对象。

开发人员可以创建下列三种原理图：

• 安装原理图，以便 ng add 可以把你的库添加到项目中。
• 生成原理图，以便 ng generate 可以为项目中的已定义工件（组件，服务，测试等）提供支持。
• 更新原理图，以便 ng update 可以更新你的库的依赖，并提供一些迁移来破坏新版本中的更改。

下面我们动手做一个例子。

在库的根文件夹中，创建一个 schematics/ 文件夹。

在 schematics/ 文件夹中，为你的第一个原理图创建一个 ng-add/ 文件夹。

在 schematics/ 文件夹的根级，创建一个 collection.json 文件。

编辑 collection.json 文件来定义你的集合的初始模式定义。

如下图所示：

collection.json 文件内容如下：

{
  "$schema": "../../../node_modules/@angular-devkit/schematics/collection-schema.json",
  "schematics": {
    "ng-add": {
      "description": "Add my library to the project.",
      "factory": "./ng-add/index#ngAdd"
    },
    "my-service": {
      "description": "Generate a service in the project.",
      "factory": "./my-service/index#myService",
      "schema": "./my-service/schema.json"
    }
  }
}

下图高亮行的意思是：执行 ng add 时，调用文件夹 ng-add 下面的 index.ts 文件。

即这个文件：

我们需要在 my-lib 库的根目录下的 package.json 里，申明对上图 collection.json 文件的引用：

ng add 命令的原理图可以增强用户的初始安装过程。可以按如下步骤定义这种原理图。

(1) 进入 <lib-root>/schematics/ng-add/ 目录。
(2) 创建主文件 index.ts。
(3) 打开 index.ts 并添加原理图工厂函数的源代码:

import { Rule, SchematicContext, Tree } from '@angular-devkit/schematics';
import { NodePackageInstallTask } from '@angular-devkit/schematics/tasks';

// Just return the tree
export function ngAdd(options: any): Rule {
  return (tree: Tree, context: SchematicContext) => {
    context.addTask(new NodePackageInstallTask());
    return tree;
  };
}

提供初始 ng add 支持所需的唯一步骤是使用 SchematicContext 来触发安装任务。该任务会借助用户首选的包管理器将该库添加到宿主项目的 package.json 配置文件中，并将其安装到该项目的 node_modules 目录下。

在这个例子中，该函数会接收当前的 Tree 并返回它而不作任何修改。如果需要，你也可以在安装软件包时进行额外的设置，例如生成文件、更新配置、或者库所需的任何其它初始设置。

定义依赖类型

如果该库应该添加到 dependencies 中、devDepedencies 中，或者不用保存到项目的 package.json 配置文件中，请使用 ng-add 的 save 选项进行配置

"ng-add": {
    "save": "devDependencies"
  }

可能的值有：

• false - 不把此包添加到 package.json
• true - 把此包添加到 dependencies
• “dependencies” - 把此包添加到 dependencies
• “devDependencies” - 把此包添加到 devDependencies

构建你的原理图

必须首先构建库本身，然后再构建 Schematics.

你的库需要一个自定义的 Typescript 配置文件，里面带有如何把原理图编译进库的发布版的一些指令。

要把这些原理图添加到库的发布包中，就要把这些脚本添加到该库的 package.json 文件中。

假设你在 Angular 工作区中有一个库项目 my-lib。要想告诉库如何构建原理图，就要在生成的 tsconfig.lib.json 库配置文件旁添加一个 tsconfig.schematics.json 文件。

新建一个 tsconfig.schematics.json 文件，维护如下的源代码：

{
  "compilerOptions": {
    "baseUrl": ".",
    "lib": [
      "es2018",
      "dom"
    ],
    "declaration": true,
    "module": "commonjs",
    "moduleResolution": "node",
    "noEmitOnError": true,
    "noFallthroughCasesInSwitch": true,
    "noImplicitAny": true,
    "noImplicitThis": true,
    "noUnusedParameters": true,
    "noUnusedLocals": true,
    "rootDir": "schematics",
    "outDir": "../../dist/my-lib/schematics",
    "skipDefaultLibCheck": true,
    "skipLibCheck": true,
    "sourceMap": true,
    "strictNullChecks": true,
    "target": "es6",
    "types": [
      "jasmine",
      "node"
    ]
  },
  "include": [
    "schematics/**/*"
  ],
  "exclude": [
    "schematics/*/files/**/*"
  ]
}

rootDir 指出在你的 schematics/ 文件夹中包含要编译的输入文件，即下图高亮的文件：

outDir 映射到了库的输出目录下。默认情况下，这是工作区根目录下的 dist/my-lib 文件夹，即下图这些文件：

要确保你的原理图源文件会被编译进库包中，请把下列脚本添加到库项目的根文件夹（projects/my-lib）下的 package.json 文件中。

{
  "name": "my-lib",
  "version": "0.0.1",
  "scripts": {
    "build": "../../node_modules/.bin/tsc -p tsconfig.schematics.json",
    "copy:schemas": "cp --parents schematics/*/schema.json ../../dist/my-lib/",
    "copy:files": "cp --parents -p schematics/*/files/** ../../dist/my-lib/",
    "copy:collection": "cp schematics/collection.json ../../dist/my-lib/schematics/collection.json",
    "postbuild": "npm run copy:schemas && npm run copy:files && npm run copy:collection"
  },
  "peerDependencies": {
    "@angular/common": "^7.2.0",
    "@angular/core": "^7.2.0"
  },
  "schematics": "./schematics/collection.json",
  "ng-add": {
    "save": "devDependencies"
  }
}

build 脚本使用自定义的 tsconfig.schematics.json 文件来编译你的原理图。

copy:* 语句将已编译的原理图文件复制到库的输出目录下的正确位置，以保持目录的结构。

postbuild 脚本会在 build 脚本完成后复制原理图文件。

提供生成器支持

你可以把一个命名原理图添加到集合中，让你的用户可以使用 ng generate 命令来创建你在库中定义的工件。

我们假设你的库定义了一项需要进行某些设置的服务 my-service。你希望用户能够用下面的 CLI 命令来生成它。

ng generate my-lib:my-service

首先，在 schematics 文件夹中新建一个子文件夹 my-service.

编辑一下 schematics/collection.json 文件，指向新的原理图子文件夹，并附上一个指向模式文件的指针，该文件将会指定新原理图的输入。

进入 <lib-root>/schematics/my-service/ 目录。

创建一个 schema.json 文件并定义该原理图的可用选项。

每个选项都会把 key 与类型、描述和一个可选的别名关联起来。该类型定义了你所期望的值的形态，并在用户请求你的原理图给出用法帮助时显示这份描述。

创建一个 schema.ts 文件，并定义一个接口，用于存放 schema.json 文件中定义的各个选项的值。

export interface Schema {
  // The name of the service.
  name: string;

  // The path to create the service.
  path?: string;

  // The name of the project.
  project?: string;
}

name：你要为创建的这个服务指定的名称。

path：覆盖为原理图提供的路径。默认情况下，路径是基于当前工作目录的。

project：提供一个具体项目来运行原理图。在原理图中，如果用户没有给出该选项，你可以提供一个默认值。

要把工件添加到项目中，你的原理图就需要自己的模板文件。原理图模板支持特殊的语法来执行代码和变量替换。

在 schematics/my-service/ 目录下创建一个 files/ 文件夹。

创建一个名叫 name@dasherize.service.ts.template 的文件，它定义了一个可以用来生成文件的模板。这里的模板会生成一个已把 Angular 的 HttpClient 注入到其构造函数中的服务。

文件内容如下：

// #docregion template
import { Injectable } from '@angular/core';
import { HttpClient } from '@angular/common/http';

@Injectable({
  providedIn: 'root'
})
export class <%= classify(name) %>Service {
  constructor(private http: HttpClient) { }
}

classify 和 dasherize 方法是实用函数，你的原理图会用它们来转换你的模板源码和文件名。

name 是工厂函数提供的一个属性。它与你在模式中定义的 name 是一样的。

添加工厂函数

现在，你已经有了基础设施，可以开始定义一个 main 函数来执行要对用户项目做的各种修改了。

Schematics 框架提供了一个文件模板系统，它支持路径和内容模板。系统会操作在这个输入文件树（Tree）中加载的文件内或路径中定义的占位符，用传给 Rule 的值来填充它们。

关于这些数据结构和语法的详细信息，请参阅 Schematics 的 README。

创建主文件 index.ts 并为你的原理图工厂函数添加源代码。

首先，导入你需要的原理图定义。Schematics 框架提供了许多实用函数来创建规则或在执行原理图时和使用规则。

代码如下：

import {
  Rule, Tree, SchematicsException,
  apply, url, applyTemplates, move,
  chain, mergeWith
} from '@angular-devkit/schematics';

import { strings, normalize, virtualFs, workspaces } from '@angular-devkit/core';

导入已定义的模式接口，使用别名重定义为 MyServiceSchema，它会为你的原理图选项提供类型信息。

要想构建 “生成器原理图”，我们从一个空白的规则工厂开始。

index.js 文件里：

export function myService(options: MyServiceSchema): Rule {
  return (tree: Tree) => {
    return tree;
  };
}

这个规则工厂返回树而不做任何修改。这些选项都是从 ng generate 命令传过来的选项值。

定义一个生成器规则

我们现在有了一个框架，可用来创建一些真正修改用户程序的代码，以便对库中定义的服务进行设置。

用户安装过此库的 Angular 工作区中会包含多个项目（应用和库）。用户可以在命令行中指定一个项目，也可以使用它的默认值。在任何一种情况下，你的代码都需要知道应该在哪个项目上应用此原理图，这样才能从该项目的配置中检索信息。

你可以使用传给工厂函数的 Tree 对象来做到这一点。通过 Tree 的一些方法，你可以访问此工作区的完整文件树，以便在运行原理图时读写文件。

获取项目配置

要确定目标项目，可以使用 workspaces.readWorkspace 方法在工作区的根目录下读取工作区配置文件 angular.json 的内容。要想使用 workspaces.readWorkspace，你要先从这个 Tree 创建出一个 workspaces.WorkspaceHost。 将以下代码添加到工厂函数中。

function createHost(tree: Tree): workspaces.WorkspaceHost {
  return {
    async readFile(path: string): Promise<string> {
      const data = tree.read(path);
      if (!data) {
        throw new SchematicsException('File not found.');
      }
      return virtualFs.fileBufferToString(data);
    },
    async writeFile(path: string, data: string): Promise<void> {
      return tree.overwrite(path, data);
    },
    async isDirectory(path: string): Promise<boolean> {
      return !tree.exists(path) && tree.getDir(path).subfiles.length > 0;
    },
    async isFile(path: string): Promise<boolean> {
      return tree.exists(path);
    },
  };
}

export function myService(options: MyServiceSchema): Rule {
  return async (tree: Tree) => {
    const host = createHost(tree);
    const { workspace } = await workspaces.readWorkspace('/', host);

  };
}

workspaces 是从 @angular-devkit/core 导出的，readWorkspace 是其标准方法。该方法需要的第二个输入参数 host，是从另一个自定义函数 createHost 返回的。

下面这行 default 逻辑处理：

if (!options.project) {
  options.project = workspace.extensions.defaultProject;
}

此 workspace.extensions 属性中包含一个 defaultProject 值，用来确定如果没有提供该参数，要使用哪个项目。如果 ng generate 命令中没有明确指定任何项目，我们就会把它作为后备值。

有了项目名称之后，用它来检索指定项目的配置信息。

const project = workspace.projects.get(options.project);
if (!project) {
  throw new SchematicsException(`Invalid project name: ${options.project}`);
}

const projectType = project.extensions.projectType === 'application' ? 'app' : 'lib';

options.path 决定了应用原理图之后，要把原理图模板文件移动到的位置。
原理图模式中的 path 选项默认会替换为当前工作目录。如果未定义 path，就使用项目配置中的 sourceRoot 和 projectType 来确定。

逻辑体现在下面的代码里：

if (options.path === undefined) {
  options.path = `${project.sourceRoot}/${projectType}`;
}

sourceRoot 在 angular.json 里定义：

定义规则

Rule 可以使用外部模板文件，对它们进行转换，并使用转换后的模板返回另一个 Rule 对象。你可以使用模板来生成原理图所需的任意自定义文件。

将以下代码添加到工厂函数中。

const templateSource = apply(url('./files'), [
  applyTemplates({
    classify: strings.classify,
    dasherize: strings.dasherize,
    name: options.name
  }),
  move(normalize(options.path as string))
]);

apply() 方法会把多个规则应用到源码中，并返回转换后的源代码。它需要两个参数，一个源代码和一个规则数组。

url() 方法会从文件系统中相对于原理图的路径下读取源文件。

applyTemplates() 方法会接收一个参数，它的方法和属性可用在原理图模板和原理图文件名上。它返回一条 Rule。你可以在这里定义 classify() 和 dasherize() 方法，以及 name 属性。

classify() 方法接受一个值，并返回标题格式（title case）的值。比如，如果提供的名字是 my service，它就会返回 MyService。Title case 和驼峰命名法类似，是一种变量拼写规则。

dasherize() 方法接受一个值，并以中线分隔并小写的形式返回值。比如，如果提供的名字是 MyService，它就会返回 “my-service” 的形式。

当应用了此原理图之后，move 方法会把所提供的源文件移动到目的地。所以，my service 被转换为 MyService，进而为 my-service.

规则工厂必须返回一条规则。

return chain([
  mergeWith(templateSource)
]);

该 chain() 方法允许你把多个规则组合到一个规则中，这样就可以在一个原理图中执行多个操作。这里你只是把模板规则和原理图要执行的代码合并在一起。

至此这个 Angular 库的 Schematics 就开发完毕了，请持续关注 Jerry 后续文章，我会介绍如何消费这个 Schematics.