是时候丢掉 BeanUtils 了!

IT可乐

共 11083字,需浏览 23分钟

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2024-07-22 19:00

来源:cnblogs.com/jtea/p/17592696.html

前言

为了更好的进行开发和维护,我们都会对程序进行分层设计,例如常见的三层,四层,每层各司其职,相互配合。也随着分层,出现了 VO,BO,PO,DTO,每层都会处理自己的数据对象,然后向上传递,这就避免不了经常要将一个对象的属性拷贝给另一个对象。

例如我有一个 User 对象和一个 UserVO 对象,要将 User 对象的10个属性赋值个 UserVO 的同名属性:

  • 一种方式是手写,一个属性一个属性赋值,相信大家最开始学习时都是这么干的,这种方式就是太低效了。
  • 在 idea 中可以安装插件帮我们快速生成 set 属性代码,虽然还是逐个属性赋值,但比一个个敲,效率提高了很多。

上面两种方式虽然最原始,做起来很麻烦,容易出错,但程序运行效率是最高的,现在仍有不少公司要求这么做,一是这样运行效率高,二是不需要引入其它的组件,避免出现其它问题。

但对于我们来说,这种操作要是多了,开发效率和代码可维护性都会受到影响,这种赋值属性代码很长,看起来很不舒服,所以有了下面几种方式。

bean copier

apache 的 BeanUtils,内部使用了反射,效率很低,在《阿里java开发规范中》明令禁止使用,这里就不过多讨论。

图片

spring的BeanUtils,对 apache BeanUtils 做了优化,运行效率较高,可以使用。

BeanUtils.copyProperties(source, target);
BeanUtils.copyProperties(source, target, "id""createTime"); //不拷贝指定的字段

cglib 的 BeanCopier,使用动态技术代替反射,在运行时生成一个子类,只有在第一次动态生成类时慢,后面基本就本接近原始的set,所以呀运行效率比上面两种要高很多。

BeanCopier beanCopier = BeanCopier.create(SourceData.class, TargetData.class, false); 
beanCopier.copy(source, target, null);

我们使用的是Spring BeanUtils,至少出现过两次问题:

  • 一次是拷贝一方的对象类型变了,由int变成long,source.id int 拷贝到 target.id long 结果是空,因为类型不匹配,BeanUtils 不会拷贝。由于是使用反射,所以当时修改类型时,只修改了编译报错的地方,忘记这种方式,导致结果都是空,这也很难怪开发,这种方式太隐蔽了。同样如果属性重命名,也会得到一个空,并且只能在运行时发现。
  • 另一次拷贝的时候会把所有属性都拷过去,漏掉忽略主键 id,结果在插入的时候报了唯一索引冲突。我们的场景比较特殊,idcreateTimeupdateTime 这三个字段是表必须有的,通常也是不能被拷贝的,如果每个地方都手写忽略,代码比较麻烦也容易忘记。

上面3种方式都非常简单,意味着功能非常有限,如果你有一些复杂场景的拷贝,它们就无法支持,例如深拷贝,拷贝一个 List。

另外一个最重要的点是:它们都是运行时的,这意味着你无法在编译时得到任何帮助,无法提前发现问题。

从标题可以看出我们本篇要讲的是另一个 copier:MapStruct,接下来就看下它是如何解决我们问题的。

MapStruct

MapStruct 是一个基于 Java 注解处理器,用于生成类型安全且高性能的映射器。总结一下它有以下优点:

  • 高性能。 使用普通方法赋值,而非反射,MapStruct 会在编译期间生成类,使用原生的 set 方法进行赋值,所以效率和手写 set 基本是一样的。
  • 类型安全。 MapStruct 是编译时的,所以一旦有类型、名称等不匹配问题,就可以提前编译报错。
  • 功能丰富。 MapStruct 的功能非常丰富,例如支持深拷贝,指定各种拷贝行为。
  • 使用简单。 你所需要做的就是定义接口和拷贝的行为,MapStruct 会在编译期生成实现类。
示例

和学习其它组件一样,我们先用起来,准备两个类,SourceDataTargetData 属性完全一样,其中 TestData 是另一个类。

public class SourceData {

    private String id;
    private String name;
    private TestData data;
    private Long createTime;

    public String getId() {
            return id;
    }
    public void setId(String id) {
            this.id = id;
    }
    public String getName() {
            return name;
    }
    public void setName(String name) {
            this.name = name;
    }
    public TestData getData() {
            return data;
    }
    public void setData(TestData data) {
            this.data = data;
    }
    public Long getCreateTime() {
            return createTime;
    }
    public void setCreateTime(Long createTime) {
            this.createTime = createTime;
    }
}
导入包 pom
<dependency>
    <groupId>org.mapstruct</groupId>
    <artifactId>mapstruct</artifactId>
    <version>${org.mapstruct.version}</version>
</dependency>

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
            <version>3.8.1</version>
            <configuration>
                <source>1.8</source>
                <target>1.8</target>
                <annotationProcessorPaths>
                    <path>
                        <groupId>org.mapstruct</groupId>
                        <artifactId>mapstruct-processor</artifactId>
                        <version>${org.mapstruct.version}</version>
                    </path>
                </annotationProcessorPaths>
            </configuration>
        </plugin>
    </plugins>
</build>
定义接口

这里的 Mapper 是 MapStruct 的,可不是 Mybatis 的。

@Mapper
public interface BeanMapper {
    BeanMapper INSTANCE = Mappers.getMapper(BeanMapper.class);
    TargetData map(SourceData source);
}
使用
SourceData source = new SourceData();
source.setId("123");
source.setName("abc");
source.setCreateTime(System.currentTimeMillis());
TestData testData = new TestData();
testData.setId("123");

TargetData target = BeanMapper.INSTANCE.map(source);
System.out.println(target.getId() + ":" + target.getName() + ":" + target.getCreateTime());
//true
System.out.println(source.getData() == target.getData());

可以看到使用非常简单,默认情况下 MapStruct 是浅拷贝,所以看到最后一个输出是 true。编译后我们可以在 target 目录下找到帮我们生成的一个接口实现类 BeanMapperImpl,如下:

图片
深拷贝

可以看到它也是帮生成 set 代码,且默认是浅拷贝,所以上面最后一个输出是 true。如果想变成深拷贝,在 map 方法上标记一下 DeepClone 即可:

@Mapping(target = "data", mappingControl = DeepClone.class) 
TargetData map(SourceData source);

重新编译一下,看到生成的代码变成如下,这次是深拷贝了。

图片
集合拷贝

支持,新增一个接口方法即可。

List<TestData> map(List<TestData> source);   
类型不一致

如果我将 TargetData 的 createTime 改成 int 类型,再编译一下,生成代码如下:

图片

可以看到它会默认帮我们转换,但这是个隐藏的问题,如果我希望它能在编译时就提示,那么可以在 Mapper 注解上指定一些类型转换的策略是报错,如下:

@Mapper(typeConversionPolicy = ReportingPolicy.ERROR)

重新编译会提示错误:

java: Can't map property "Long createTime". It has a possibly lossy conversion from Long to Integer.
禁止隐式转换

如果我将类型改成 String 呢,编译又正常了,生成代码如下:

图片

对于 String 和其它基础类型的包装类,它会隐式帮我们转换,这也是个隐藏问题,如果我希望它能在编译时就提示,可以定义一个注解,并在 Mapper 中指定它,如下:

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@MappingControl(MappingControl.Use.DIRECT)
@MappingControl(MappingControl.Use.MAPPING_METHOD)
@MappingControl(MappingControl.Use.COMPLEX_MAPPING)
public @interface ConversationMapping {
}

@Mapper(typeConversionPolicy = ReportingPolicy.ERROR, mappingControl = ConversationMapping.class)

重新编译会提示报错:

java: Can't map property "Long createTime" to "String createTime". Consider to declare/implement a mapping method: "String map(Long value)".

这个可以参见 issus 上的讨论:issus1428  issus3186

忽略指定字段

忽略字段可以使用 Mapping 注解的 ignore 属性,如下:

@Mapping(target = "id", ignore = true)

如果我想忽略某些字段,并且复用起来,就像我们的场景应用,可以定义一个IgnoreFixedField注解,然后打在方法上

@Mapping(target = "id", ignore = true)
@Mapping(target = "createTime", ignore = true)
@Mapping(target = "updateTime", ignore = true)
@Target(METHOD)
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@interface IgnoreFixedField {
}

@IgnoreFixedField
@Mapping(target = "data", mappingControl = DeepClone.class)
TargetData map(SourceData source);

这样只要打上这个注解,这3个字段就不会拷贝了。

与 lombok 集成

如果你的项目使用了 lombok,上面的代码可能没法正常工作。需要在 maven 对 lombok 也做下配置,在上面的 annotationProcessorPaths 加入如下配置即可。

<path>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.18.24</version>
</path>

上面只是结合本人的实际场景的一些例子,MapStruct 还有更多的功能,参见官方文档。

总结

会用之后我们可以学习一下它的原理了,这也是我们平时学习一个新的东西的习惯,别一下子就扎到原理,源码里头,这样会严重打击学习热情,要先跑起来先,看到成果后你会更有激情学习下去。

其实 MapStruct 的原理和 lombok 是一样的,都是在编译期间生成代码,而不会影响运行时。例如我们最常见的 @Data 注解,查看源文件你会发现 getter/setter 生成了,源文件的类不会有 @Data 注解。

java 代码编译和执行的整个过程包含三个主要机制:

  1. java源码编译机制
  2. 类加载机制
  3. 类执行机制。

其中 java 源码编译由3个过程组成:

  1. 分析和输入到符号表
  2. 注解处理
  3. 语义分析和生成class文件。

如下:

图片

其中 annotation processing 就是注解处理,jdk7 之前采用 APT技术,之后的版本使用了 JSR 269 API。

JSR 是什么?java Specification Requests,Java 规范提案,是指向 JCP(Java Community Process)提出新增一个标准化技术规范的正式请求。jsr 269 是什么?在这里[1]

注解我们非常熟悉,其实java里的注解有两种,一种是运行时注解,如常用 @Resource@Autowired,另一种是编译时注解,如 lombok 的 @Data

编译时注解主要作用是在编译期间生成代码,这样就可以避免在运行时使用反射。编译时注解处理核心接口是 Processor,它有一个抽象实现类 AbstractProcessor 封装了许多功能,如果要实现继承它即可。

知道原理后,我们完全可以模仿 lombok 写一个简单的生成器。

关于性能,知道原理后其实你也知道根本不用担心mapstruct的性能问题了,可以参考这个:benchmark[2]

如果要说它的缺点,就是得为了这个简单的拷贝功能导这个包,如果你的程序只有很少的拷贝,那手动写一下也未尝不可,如果有大量拷贝需求,那就推荐使用了。

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