adding the methods attribute
[gitmo/Class-MOP.git] / lib / Class / MOP.pm
1
2 package Class::MOP;
3
4 use strict;
5 use warnings;
6
7 use Carp         'confess';
8 use Scalar::Util 'weaken';
9
10 use Class::MOP::Class;
11 use Class::MOP::Attribute;
12 use Class::MOP::Method;
13
14 use Class::MOP::Class::Immutable;
15
16 our $VERSION   = '0.34';
17 our $AUTHORITY = 'cpan:STEVAN';
18
19 {
20     # Metaclasses are singletons, so we cache them here.
21     # there is no need to worry about destruction though
22     # because they should die only when the program dies.
23     # After all, do package definitions even get reaped?
24     my %METAS;  
25     
26     # means of accessing all the metaclasses that have 
27     # been initialized thus far (for mugwumps obj browser)
28     sub get_all_metaclasses         {        %METAS         }            
29     sub get_all_metaclass_instances { values %METAS         } 
30     sub get_all_metaclass_names     { keys   %METAS         }     
31     sub get_metaclass_by_name       { $METAS{$_[0]}         }
32     sub store_metaclass_by_name     { $METAS{$_[0]} = $_[1] }  
33     sub weaken_metaclass            { weaken($METAS{$_[0]}) }            
34     sub does_metaclass_exist        { exists $METAS{$_[0]} && defined $METAS{$_[0]} }
35     sub remove_metaclass_by_name    { $METAS{$_[0]} = undef }     
36     
37     # NOTE:
38     # We only cache metaclasses, meaning instances of 
39     # Class::MOP::Class. We do not cache instance of 
40     # Class::MOP::Package or Class::MOP::Module. Mostly
41     # because I don't yet see a good reason to do so.        
42 }
43
44 ## ----------------------------------------------------------------------------
45 ## Setting up our environment ...
46 ## ----------------------------------------------------------------------------
47 ## Class::MOP needs to have a few things in the global perl environment so 
48 ## that it can operate effectively. Those things are done here.
49 ## ----------------------------------------------------------------------------
50
51 # ... nothing yet actually ;)
52
53 ## ----------------------------------------------------------------------------
54 ## Bootstrapping 
55 ## ----------------------------------------------------------------------------
56 ## The code below here is to bootstrap our MOP with itself. This is also 
57 ## sometimes called "tying the knot". By doing this, we make it much easier
58 ## to extend the MOP through subclassing and such since now you can use the
59 ## MOP itself to extend itself. 
60 ## 
61 ## Yes, I know, thats weird and insane, but it's a good thing, trust me :)
62 ## ---------------------------------------------------------------------------- 
63
64 # We need to add in the meta-attributes here so that 
65 # any subclass of Class::MOP::* will be able to 
66 # inherit them using &construct_instance
67
68 ## --------------------------------------------------------
69 ## Class::MOP::Package
70
71 Class::MOP::Package->meta->add_attribute(
72     Class::MOP::Attribute->new('$:package' => (
73         reader   => {
74             # NOTE: we need to do this in order 
75             # for the instance meta-object to 
76             # not fall into meta-circular death
77             'name' => sub { (shift)->{'$:package'} }
78         },
79         init_arg => ':package',
80     ))
81 );
82
83 Class::MOP::Package->meta->add_attribute(
84     Class::MOP::Attribute->new('%:namespace' => (
85         reader => {
86             # NOTE:
87             # because of issues with the Perl API 
88             # to the typeglob in some versions, we 
89             # need to just always grab a new 
90             # reference to the hash here. Ideally 
91             # we could just store a ref and it would
92             # Just Work, but oh well :\
93             'namespace' => sub { 
94                 no strict 'refs';
95                 \%{$_[0]->name . '::'} 
96             }
97         },
98         # NOTE:
99         # protect this from silliness 
100         init_arg => '!............( DO NOT DO THIS )............!',
101         default  => sub { \undef }
102     ))
103 );
104
105 # NOTE:
106 # use the metaclass to construct the meta-package
107 # which is a superclass of the metaclass itself :P
108 Class::MOP::Package->meta->add_method('initialize' => sub {
109     my $class        = shift;
110     my $package_name = shift;
111     $class->meta->new_object(':package' => $package_name, @_);  
112 });
113
114 ## --------------------------------------------------------
115 ## Class::MOP::Module
116
117 # NOTE:
118 # yeah this is kind of stretching things a bit, 
119 # but truthfully the version should be an attribute
120 # of the Module, the weirdness comes from having to 
121 # stick to Perl 5 convention and store it in the 
122 # $VERSION package variable. Basically if you just 
123 # squint at it, it will look how you want it to look. 
124 # Either as a package variable, or as a attribute of
125 # the metaclass, isn't abstraction great :)
126
127 Class::MOP::Module->meta->add_attribute(
128     Class::MOP::Attribute->new('$:version' => (
129         reader => {
130             'version' => sub {  
131                 my $self = shift;
132                 ${$self->get_package_symbol('$VERSION')};
133             }
134         },
135         # NOTE:
136         # protect this from silliness 
137         init_arg => '!............( DO NOT DO THIS )............!',
138         default  => sub { \undef }
139     ))
140 );
141
142 # NOTE:
143 # By following the same conventions as version here, 
144 # we are opening up the possibility that people can 
145 # use the $AUTHORITY in non-Class::MOP modules as 
146 # well.  
147
148 Class::MOP::Module->meta->add_attribute(
149     Class::MOP::Attribute->new('$:authority' => (
150         reader => {
151             'authority' => sub {  
152                 my $self = shift;
153                 ${$self->get_package_symbol('$AUTHORITY')};
154             }
155         },       
156         # NOTE:
157         # protect this from silliness 
158         init_arg => '!............( DO NOT DO THIS )............!',
159         default  => sub { \undef }
160     ))
161 );
162
163 ## --------------------------------------------------------
164 ## Class::MOP::Class
165
166 Class::MOP::Class->meta->add_attribute(
167     Class::MOP::Attribute->new('%:attributes' => (
168         reader   => {
169             # NOTE: we need to do this in order 
170             # for the instance meta-object to 
171             # not fall into meta-circular death            
172             'get_attribute_map' => sub { (shift)->{'%:attributes'} }
173         },
174         init_arg => ':attributes',
175         default  => sub { {} }
176     ))
177 );
178
179 Class::MOP::Class->meta->add_attribute(
180     Class::MOP::Attribute->new('%:methods' => (
181         reader   => {          
182             # NOTE:
183             # as with the $VERSION and $AUTHORITY above
184             # sometimes we don't/can't store directly 
185             # inside the instance, so we need the accessor
186             # to just DWIM
187             'get_method_map' => sub {
188                 my $self = shift;
189                 # FIXME:
190                 # there is a faster/better way 
191                 # to do this, I am sure :)
192                 return +{ 
193                     map {
194                         $_ => $self->get_method($_) 
195                     } grep { 
196                         $self->has_method($_) 
197                     } $self->list_all_package_symbols
198                 };            
199             }
200         },
201         init_arg => '!............( DO NOT DO THIS )............!',
202         default  => sub { \undef }
203     ))
204 );
205
206 Class::MOP::Class->meta->add_attribute(
207     Class::MOP::Attribute->new('$:attribute_metaclass' => (
208         reader   => 'attribute_metaclass',
209         init_arg => ':attribute_metaclass',
210         default  => 'Class::MOP::Attribute',
211     ))
212 );
213
214 Class::MOP::Class->meta->add_attribute(
215     Class::MOP::Attribute->new('$:method_metaclass' => (
216         reader   => 'method_metaclass',
217         init_arg => ':method_metaclass',
218         default  => 'Class::MOP::Method',        
219     ))
220 );
221
222 Class::MOP::Class->meta->add_attribute(
223     Class::MOP::Attribute->new('$:instance_metaclass' => (
224         reader   => {
225             # NOTE: we need to do this in order 
226             # for the instance meta-object to 
227             # not fall into meta-circular death            
228             'instance_metaclass' => sub { (shift)->{'$:instance_metaclass'} }
229         },
230         init_arg => ':instance_metaclass',
231         default  => 'Class::MOP::Instance',        
232     ))
233 );
234
235 # NOTE:
236 # we don't actually need to tie the knot with 
237 # Class::MOP::Class here, it is actually handled 
238 # within Class::MOP::Class itself in the 
239 # construct_class_instance method. 
240
241 ## --------------------------------------------------------
242 ## Class::MOP::Attribute
243
244 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
245     Class::MOP::Attribute->new('name' => (
246         reader => {
247             # NOTE: we need to do this in order 
248             # for the instance meta-object to 
249             # not fall into meta-circular death            
250             'name' => sub { (shift)->{name} }
251         }
252     ))
253 );
254
255 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
256     Class::MOP::Attribute->new('associated_class' => (
257         reader => {
258             # NOTE: we need to do this in order 
259             # for the instance meta-object to 
260             # not fall into meta-circular death            
261             'associated_class' => sub { (shift)->{associated_class} }
262         }
263     ))
264 );
265
266 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
267     Class::MOP::Attribute->new('accessor' => (
268         reader    => 'accessor',
269         predicate => 'has_accessor',
270     ))
271 );
272
273 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
274     Class::MOP::Attribute->new('reader' => (
275         reader    => 'reader',
276         predicate => 'has_reader',
277     ))
278 );
279
280 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
281     Class::MOP::Attribute->new('writer' => (
282         reader    => 'writer',
283         predicate => 'has_writer',
284     ))
285 );
286
287 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
288     Class::MOP::Attribute->new('predicate' => (
289         reader    => 'predicate',
290         predicate => 'has_predicate',
291     ))
292 );
293
294 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
295     Class::MOP::Attribute->new('clearer' => (
296         reader    => 'clearer',
297         predicate => 'has_clearer',
298     ))
299 );
300
301 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
302     Class::MOP::Attribute->new('init_arg' => (
303         reader    => 'init_arg',
304         predicate => 'has_init_arg',
305     ))
306 );
307
308 Class::MOP::Attribute->meta->add_attribute(
309     Class::MOP::Attribute->new('default' => (
310         # default has a custom 'reader' method ...
311         predicate => 'has_default',
312     ))
313 );
314
315
316 # NOTE: (meta-circularity)
317 # This should be one of the last things done
318 # it will "tie the knot" with Class::MOP::Attribute
319 # so that it uses the attributes meta-objects 
320 # to construct itself. 
321 Class::MOP::Attribute->meta->add_method('new' => sub {
322     my $class   = shift;
323     my $name    = shift;
324     my %options = @_;    
325         
326     (defined $name && $name)
327         || confess "You must provide a name for the attribute";
328     $options{init_arg} = $name 
329         if not exists $options{init_arg};
330         
331     (Class::MOP::Attribute::is_default_a_coderef(\%options))
332         || confess("References are not allowed as default values, you must ". 
333                    "wrap then in a CODE reference (ex: sub { [] } and not [])")
334             if exists $options{default} && ref $options{default};        
335
336     # return the new object
337     $class->meta->new_object(name => $name, %options);
338 });
339
340 Class::MOP::Attribute->meta->add_method('clone' => sub {
341     my $self  = shift;
342     $self->meta->clone_object($self, @_);  
343 });
344
345 ## --------------------------------------------------------
346 ## Now close all the Class::MOP::* classes
347
348 Class::MOP::Package  ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
349 Class::MOP::Module   ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
350 Class::MOP::Class    ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
351 Class::MOP::Attribute->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
352 Class::MOP::Method   ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
353 Class::MOP::Instance ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
354 Class::MOP::Object   ->meta->make_immutable(inline_constructor => 0);
355
356 1;
357
358 __END__
359
360 =pod
361
362 =head1 NAME 
363
364 Class::MOP - A Meta Object Protocol for Perl 5
365
366 =head1 SYNOPSIS
367
368   # ... This will come later, for now see
369   # the other SYNOPSIS for more information
370
371 =head1 DESCRIPTON
372
373 This module is an attempt to create a meta object protocol for the 
374 Perl 5 object system. It makes no attempt to change the behavior or 
375 characteristics of the Perl 5 object system, only to create a 
376 protocol for its manipulation and introspection.
377
378 That said, it does attempt to create the tools for building a rich 
379 set of extensions to the Perl 5 object system. Every attempt has been 
380 made for these tools to keep to the spirit of the Perl 5 object 
381 system that we all know and love.
382
383 This documentation is admittedly sparse on details, as time permits 
384 I will try to improve them. For now, I suggest looking at the items 
385 listed in the L<SEE ALSO> section for more information. In particular 
386 the book "The Art of the Meta Object Protocol" was very influential 
387 in the development of this system.
388
389 =head2 What is a Meta Object Protocol?
390
391 A meta object protocol is an API to an object system. 
392
393 To be more specific, it is a set of abstractions of the components of 
394 an object system (typically things like; classes, object, methods, 
395 object attributes, etc.). These abstractions can then be used to both 
396 inspect and manipulate the object system which they describe.
397
398 It can be said that there are two MOPs for any object system; the 
399 implicit MOP, and the explicit MOP. The implicit MOP handles things 
400 like method dispatch or inheritance, which happen automatically as 
401 part of how the object system works. The explicit MOP typically 
402 handles the introspection/reflection features of the object system. 
403 All object systems have implicit MOPs, without one, they would not 
404 work. Explict MOPs however as less common, and depending on the 
405 language can vary from restrictive (Reflection in Java or C#) to 
406 wide open (CLOS is a perfect example). 
407
408 =head2 Yet Another Class Builder!! Why?
409
410 This is B<not> a class builder so much as it is a I<class builder 
411 B<builder>>. My intent is that an end user does not use this module 
412 directly, but instead this module is used by module authors to 
413 build extensions and features onto the Perl 5 object system. 
414
415 =head2 Who is this module for?
416
417 This module is specifically for anyone who has ever created or 
418 wanted to create a module for the Class:: namespace. The tools which 
419 this module will provide will hopefully make it easier to do more 
420 complex things with Perl 5 classes by removing such barriers as 
421 the need to hack the symbol tables, or understand the fine details 
422 of method dispatch. 
423
424 =head2 What changes do I have to make to use this module?
425
426 This module was designed to be as unintrusive as possible. Many of 
427 its features are accessible without B<any> change to your existsing 
428 code at all. It is meant to be a compliment to your existing code and 
429 not an intrusion on your code base. Unlike many other B<Class::> 
430 modules, this module B<does not> require you subclass it, or even that 
431 you C<use> it in within your module's package. 
432
433 The only features which requires additions to your code are the 
434 attribute handling and instance construction features, and these are
435 both completely optional features. The only reason for this is because 
436 Perl 5's object system does not actually have these features built 
437 in. More information about this feature can be found below.
438
439 =head2 A Note about Performance?
440
441 It is a common misconception that explict MOPs are performance drains. 
442 But this is not a universal truth at all, it is an side-effect of 
443 specific implementations. For instance, using Java reflection is much 
444 slower because the JVM cannot take advantage of any compiler 
445 optimizations, and the JVM has to deal with much more runtime type 
446 information as well. Reflection in C# is marginally better as it was 
447 designed into the language and runtime (the CLR). In contrast, CLOS 
448 (the Common Lisp Object System) was built to support an explicit MOP, 
449 and so performance is tuned for it. 
450
451 This library in particular does it's absolute best to avoid putting 
452 B<any> drain at all upon your code's performance. In fact, by itself 
453 it does nothing to affect your existing code. So you only pay for 
454 what you actually use.
455
456 =head2 About Metaclass compatibility
457
458 This module makes sure that all metaclasses created are both upwards 
459 and downwards compatible. The topic of metaclass compatibility is 
460 highly esoteric and is something only encountered when doing deep and 
461 involved metaclass hacking. There are two basic kinds of metaclass 
462 incompatibility; upwards and downwards. 
463
464 Upwards metaclass compatibility means that the metaclass of a 
465 given class is either the same as (or a subclass of) all of the 
466 class's ancestors.
467
468 Downward metaclass compatibility means that the metaclasses of a 
469 given class's anscestors are all either the same as (or a subclass 
470 of) that metaclass.
471
472 Here is a diagram showing a set of two classes (C<A> and C<B>) and 
473 two metaclasses (C<Meta::A> and C<Meta::B>) which have correct  
474 metaclass compatibility both upwards and downwards.
475
476     +---------+     +---------+
477     | Meta::A |<----| Meta::B |      <....... (instance of  )
478     +---------+     +---------+      <------- (inherits from)  
479          ^               ^
480          :               :
481     +---------+     +---------+
482     |    A    |<----|    B    |
483     +---------+     +---------+
484
485 As I said this is a highly esoteric topic and one you will only run 
486 into if you do a lot of subclassing of B<Class::MOP::Class>. If you 
487 are interested in why this is an issue see the paper 
488 I<Uniform and safe metaclass composition> linked to in the 
489 L<SEE ALSO> section of this document.
490
491 =head2 Using custom metaclasses
492
493 Always use the metaclass pragma when using a custom metaclass, this 
494 will ensure the proper initialization order and not accidentely 
495 create an incorrect type of metaclass for you. This is a very rare 
496 problem, and one which can only occur if you are doing deep metaclass 
497 programming. So in other words, don't worry about it.
498
499 =head1 PROTOCOLS
500
501 The protocol is divided into 3 main sub-protocols:
502
503 =over 4
504
505 =item The Class protocol
506
507 This provides a means of manipulating and introspecting a Perl 5 
508 class. It handles all of symbol table hacking for you, and provides 
509 a rich set of methods that go beyond simple package introspection.
510
511 See L<Class::MOP::Class> for more details.
512
513 =item The Attribute protocol
514
515 This provides a consistent represenation for an attribute of a 
516 Perl 5 class. Since there are so many ways to create and handle 
517 atttributes in Perl 5 OO, this attempts to provide as much of a 
518 unified approach as possible, while giving the freedom and 
519 flexibility to subclass for specialization.
520
521 See L<Class::MOP::Attribute> for more details.
522
523 =item The Method protocol
524
525 This provides a means of manipulating and introspecting methods in 
526 the Perl 5 object system. As with attributes, there are many ways to 
527 approach this topic, so we try to keep it pretty basic, while still 
528 making it possible to extend the system in many ways.
529
530 See L<Class::MOP::Method> for more details.
531
532 =back
533
534 =head1 FUNCTIONS
535
536 Class::MOP holds a cache of metaclasses, the following are functions 
537 (B<not methods>) which can be used to access that cache. It is not 
538 recommended that you mess with this, bad things could happen. But if 
539 you are brave and willing to risk it, go for it.
540
541 =over 4
542
543 =item B<get_all_metaclasses>
544
545 This will return an hash of all the metaclass instances that have 
546 been cached by B<Class::MOP::Class> keyed by the package name. 
547
548 =item B<get_all_metaclass_instances>
549
550 This will return an array of all the metaclass instances that have 
551 been cached by B<Class::MOP::Class>.
552
553 =item B<get_all_metaclass_names>
554
555 This will return an array of all the metaclass names that have 
556 been cached by B<Class::MOP::Class>.
557
558 =item B<get_metaclass_by_name ($name)>
559
560 =item B<store_metaclass_by_name ($name, $meta)>
561
562 =item B<weaken_metaclass ($name)>
563
564 =item B<does_metaclass_exist ($name)>
565
566 =item B<remove_metaclass_by_name ($name)>
567
568 =back
569
570 =head1 SEE ALSO
571
572 =head2 Books
573
574 There are very few books out on Meta Object Protocols and Metaclasses 
575 because it is such an esoteric topic. The following books are really 
576 the only ones I have found. If you know of any more, B<I<please>> 
577 email me and let me know, I would love to hear about them.
578
579 =over 4
580
581 =item "The Art of the Meta Object Protocol"
582
583 =item "Advances in Object-Oriented Metalevel Architecture and Reflection"
584
585 =item "Putting MetaClasses to Work"
586
587 =item "Smalltalk: The Language"
588
589 =back
590
591 =head2 Papers
592
593 =over 4
594
595 =item Uniform and safe metaclass composition
596
597 An excellent paper by the people who brought us the original Traits paper. 
598 This paper is on how Traits can be used to do safe metaclass composition, 
599 and offers an excellent introduction section which delves into the topic of 
600 metaclass compatibility.
601
602 L<http://www.iam.unibe.ch/~scg/Archive/Papers/Duca05ySafeMetaclassTrait.pdf>
603
604 =item Safe Metaclass Programming
605
606 This paper seems to precede the above paper, and propose a mix-in based 
607 approach as opposed to the Traits based approach. Both papers have similar 
608 information on the metaclass compatibility problem space. 
609
610 L<http://citeseer.ist.psu.edu/37617.html>
611
612 =back
613
614 =head2 Prior Art
615
616 =over 4
617
618 =item The Perl 6 MetaModel work in the Pugs project
619
620 =over 4
621
622 =item L<http://svn.openfoundry.org/pugs/perl5/Perl6-MetaModel>
623
624 =item L<http://svn.openfoundry.org/pugs/perl5/Perl6-ObjectSpace>
625
626 =back
627
628 =back
629
630 =head1 SIMILAR MODULES
631
632 As I have said above, this module is a class-builder-builder, so it is 
633 not the same thing as modules like L<Class::Accessor> and 
634 L<Class::MethodMaker>. That being said there are very few modules on CPAN 
635 with similar goals to this module. The one I have found which is most 
636 like this module is L<Class::Meta>, although it's philosophy and the MOP it 
637 creates are very different from this modules. 
638
639 =head1 BUGS
640
641 All complex software has bugs lurking in it, and this module is no 
642 exception. If you find a bug please either email me, or add the bug
643 to cpan-RT.
644
645 =head1 CODE COVERAGE
646
647 I use L<Devel::Cover> to test the code coverage of my tests, below is the 
648 L<Devel::Cover> report on this module's test suite.
649
650  ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
651  File                           stmt   bran   cond    sub    pod   time  total
652  ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
653  Class/MOP.pm                   78.0   87.5   55.6   71.4  100.0   12.4   76.8
654  Class/MOP/Attribute.pm         83.4   75.6   86.7   94.4  100.0    8.9   85.2
655  Class/MOP/Class.pm             96.9   75.8   43.2   98.0  100.0   55.3   83.6
656  Class/MOP/Class/Immutable.pm   88.5   53.8    n/a   95.8  100.0    1.1   84.7
657  Class/MOP/Instance.pm          87.9   75.0   33.3   89.7  100.0   10.1   89.1
658  Class/MOP/Method.pm            97.6   60.0   57.9   76.9  100.0    1.5   82.8
659  Class/MOP/Module.pm            87.5    n/a   11.1   83.3  100.0    0.3   66.7
660  Class/MOP/Object.pm           100.0    n/a   33.3  100.0  100.0    0.1   89.5
661  Class/MOP/Package.pm           95.1   69.0   33.3  100.0  100.0    9.9   85.5
662  metaclass.pm                  100.0  100.0   83.3  100.0    n/a    0.5   97.7
663  ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
664  Total                          91.5   72.1   48.8   90.7  100.0  100.0   84.2
665  ---------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
666
667 =head1 ACKNOWLEDGEMENTS
668
669 =over 4
670
671 =item Rob Kinyon
672
673 Thanks to Rob for actually getting the development of this module kick-started. 
674
675 =back
676
677 =head1 AUTHORS
678
679 Stevan Little E<lt>stevan@iinteractive.comE<gt>
680
681 Yuval Kogman E<lt>nothingmuch@woobling.comE<gt>
682
683 =head1 COPYRIGHT AND LICENSE
684
685 Copyright 2006 by Infinity Interactive, Inc.
686
687 L<http://www.iinteractive.com>
688
689 This library is free software; you can redistribute it and/or modify
690 it under the same terms as Perl itself. 
691
692 =cut