xcli，一个简单易用的命令行工具

项目地址：https://github.com/kingwel-xie/xcli-rs

xcli是一个命令行的工具，支持自定义添加命令，每个命令支持缩写使用，同时也支持tab方式补全命令。

设计思路

这个工具的设计初衷是为了能够提供命令行功能，同时可以很容易的添加自定义的命令。

应用场景

目前在libp2p-rs中，xcli提供了命令行的功能，可对swarm和kad进行调试。

类型转换

从命令行中获取到的参数args是一个引用类型的&str数组，即&[&str]。在xcli中，实现了一个名为check_param的宏，返回的值即为想要转换的对应类型。check_param!需要四个参数

($param_count:expr, $required:expr, $args:ident, ($($change_type:ty=>$has_from:expr), *))

分别代表参数总个数、必选参数个数，参数列表，最后一个参数比较特殊，代表着需要转换的类型。书写格式形如(String=>1)，对于所有输入参数都需要设置该转换类型。

需要注意的一点是，参数的总个数必须与最后的参数转换类型个数相同。譬如总共有5个参数，那么后面的类型转换也需要将这五个参数的类型都进行设置。

举例说明：

let u = check_param!(3, 1, args, (String=>1, String=>1, String=>1))

这段代码表示总共需要三个参数，其中一个是必须的，另外两个是可选的，这三个参数都是String类型的。返回值的个数最少是1个（必须参数一定返回），最多是3个。

命令补全

由于底层库使用的是rustyline，它提供了一个Completer的trait，实现fn complete()即可支持tab补全。

在App::run()中，我们对Command执行了一个方法:

self.rl.borrow_mut().set_helper(Some(PrefixCompleter::new(&self.tree)));

这段代码的逻辑是将Command单独抽离出来形成一个类似树的结构。
以下这段代码是补全功能的核心：

1. 初始化返回的vector，偏移量，下一个节点
2. 循环当前节点的子命令节点
   1. 如果输入的字符串长度大于等于子命令的长度
      1. 字符串开头是子命令的名称
         1. 字符串长度与子命令长度相等，vector加一个空格
         2. 不相等，将子命令添加到vector中
      2. 记录子命令长度为偏移量，将子命令标记为下一个递归的起始节点。
   2. 如果子命令的开头与字符串匹配
      1. vector添加字符串，记录偏移量，标记子命令为下一个递归起始节点
3. 如果vector不止一个数据，说明有多个匹配的命令，直接返回
4. 如果满足执行子命令的递归情况，从字符串的偏移量位开始继续执行tab completion.

    pub fn _complete_cmd(node: &PrefixNode, line: &str, pos: usize) -> Vec<String> {
        debug!("cli to complete {} for node {}", line, node.name);
        let line = line[..pos].trim_start();
        let mut go_next = false;

        let mut new_line: Vec<String> = vec![];
        let mut offset: usize = 0;
        let mut next_node = None;

        //var lineCompleter PrefixCompleterInterface
        for child in &node.children {
            //debug!("try node {}", child.name);
            if line.len() >= child.name.len() {
                if line.starts_with(&child.name) {
                    if line.len() == child.name.len() {
                        // add a fack new_line " "
                        new_line.push(" ".to_string());
                    } else {
                        new_line.push(child.name.to_string());
                    }
                    offset = child.name.len();
                    next_node = Some(child);

                    // may go next level
                    go_next = true;
                }
            } else if child.name.starts_with(line) {
                new_line.push(child.name[line.len()..].to_string());
                offset = line.len();
                next_node = Some(child);
            }
        }

        // more than 1 candidates?
        if new_line.len() != 1 {
            debug!("offset={}, candidates={:?}", offset, new_line);
            return new_line;
        }

        if go_next {
            let line = line[offset..].trim_start();
            return PrefixCompleter::_complete_cmd(next_node.unwrap(), line, line.len());
        }

        debug!("offset={}, nl={:?}", offset, new_line);
        new_line
    }

使用方法

以help命令为例，实现一个显示可用命令的功能：

    app.add_subcommand(
        Command::new_with_alias("help", "h")
            .about("displays help information")
            .usage("help [command]")
            .action(cli_help)),
    );
    
    /// Action of help command
    fn cli_help(app: &App, args: &[&str]) -> XcliResult {
        if args.is_empty() {
            app.tree.show_subcommand_help();
        } else if let Some(cmd) = app.tree.locate_subcommand(args) {
            cmd.show_command_help();
        } else {
            println!("Unrecognized command {:?}", args)
        }
        Ok(CmdExeCode::Ok)
    }

调用add_subcommand()向cli实例中添加一个help命令，action方法参数是一个返回值为XcliResult的fn。XcliResult是一个T为CmdExeCode，E为XcliError的Result类型：

pub type XcliResult = stdResult<CmdExeCode, XcliError>;

在这里我们定义了cli_help函数，正常运行时返回值为Ok。实现的命令效果如图所示：

image

userdata

add_subcommand_with_userdata()是在v0.5.0新增支持的一个方法。有时候使用者可能希望测试一些自定义的数据结构，这个方法可以支持用户注册自己的数据到xcli中，后续可以通过命令行的方式进行调试。方法声明如下：

pub fn add_subcommand_with_userdata(&mut self, subcmd: Command<'a>, value: IAny) {
    self.handlers.insert(subcmd.name.clone(), value);
    self.tree.subcommands.push(subcmd);
}

这段代码的逻辑是将value添加到全局的handler中，handler是一个HashMap，key为命令名称，value是传入的IAny类型值。

方法的第一个参数是Command，定义了命令的名称、子命令、对应的执行函数等等属性；第二个参数是相关的用户数据，IAny是Box<dyn std::any::Any>，意味着可以放入绝大多数的自定义类型参数。

使用的逻辑也较为简单，以下是示例代码：

    app.add_subcommand_with_userdata(
        Command::new_with_alias("userdata", "ud")
            .about("controls testing features")
            .action(|app, _args| -> XcliResult {
                let data_any = app.get_handler("userdata").unwrap();

                let data = data_any.downcast_ref::<usize>().expect("usize");

                println!("userdata = {}", data);
                Ok(CmdExeCode::Ok)
            }),
        Box::new(100usize)
    );

在这里，我们注册了一个叫userdata的子命令，其中value设置为了100。执行userdata命令时，从handler中取出userdata对应的值，downcast_ref解析出usize，再进行println。实现效果如图所示：

image

libp2p-rs中的使用

由于userdata命令的存在，我们可以使用自己的数据去定义子命令。例如在libp2p-rs中，提供有swarm和kad的controller与主循环交互，因此我们可以用这两个controller去定义命令：

app.add_subcommand_with_userdata(swarm_cli_commands(), Box::new(swarm_control.clone()));
app.add_subcommand_with_userdata(dht_cli_commands(), Box::new(kad_control.clone()));

实现效果图：

1. swarm peer，无参即展示当前连接peer

   
   image

2. swarm peer，有参显示对应peer信息

   
   image

3. dht stats显示当前状态

   
   image

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