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你最看好哪个?(对象复制工具属性代码)「对象的复制」

萌界大人物 2024-07-24 01:49:13 爱链网 0

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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/RKeUEztGR-nAc_XemF2pOw

日常编程中,我们会经常会碰到对象属性复制的场景,就比如下面这样一个常见的三层 MVC 架构。

当我们在上面的架构下编程时,我们通常需要经历对象转化,比如业务请求流程经历三层机构后需要把它DTO 转为DO然后在数据库中保存。

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(图片来自网络侵删)

当需要从数据查询数据页面展示时,查询数据经过三层架构将会从 DO 转为 DTO,最后再转为 VO,然后在页面中展示。

当业务简单的时候,我们手写代码,通过 getter/setter复制对象属性,十分简单。
但是一旦业务变得复杂,对象属性变得很多,呢么手写代码就会成为程序员的噩梦。

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不但手写十分繁琐,非常耗时间,在且还可能容易出错。

阿粉之前就经历过一个项目,一个对象中大概有四五十个字段属性,呢时候阿粉还刚入门,什么都不太懂,写了半天 getter/setter复制对象属性。

话外音:一个对象属性这么多,显然是不太合理的,我们设计过程应该将其拆分。

直到后来,阿粉了解到了对象属性复制工具类,使用之后,发现是真相,再也不用手写代码。
再后来,碰到越来越多工具类,虽然核心功能都是一样的,但是还是存在很多差异。
新手看到可能会一脸懵逼,不知道如何选择。

所以阿粉今天这篇介绍一下市面上常用的工具类:

Apache BeanUtilsSpring BeanUtilsCglib BeanCopierDozerorikaMapStruct工具类特性

在介绍这些工具类之前,我们来看下一个好用的属性复制工具类,需要有哪些特性:

基本属性复制,这个是基本功能不同类型的属性赋值,比如基本类型于其包装类型等不同字段名属性赋值,当然字段名应该尽量保持一致,但是实际业务中,由于不同开发人员,或者笔误拼错单词,这些原因都可能导致会字段名不一致的情况浅拷贝/深拷贝,浅拷贝会引用同一对象,如果稍微不慎,同时改动对象,就会踩到意想不到的坑

下面我们开始介绍工具类。

画外音:公号内回复「20200822」获取源码

Apache BeanUtils

首先介绍是第一位应该是 Java 领域属性复制的最有名的工具类「Apache BeanUtils」,这个工具类想必很多人或多或少用过或者见过。

没用过也没关系,我们来展示这个类的用法,用法非常简单。

首先我们引入依赖,这里使用最新版本:

<dependency><groupId>commons-beanutils</groupId><artifactId>commons-beanutils</artifactId><version>1.9.4</version></dependency>

假设我们项目中有如下类:

此时我们需要完成 DTO 对象转化到 DO 对象,我们只需要简单调用BeanUtils#copyProperties 方法就可以完成对象属性的复制。

StudentDTOstudentDTO=newStudentDTO();studentDTO.setName("阿粉");studentDTO.setAge(18);studentDTO.setNo("6666");List<String>subjects=newArrayList<>();subjects.add("math");subjects.add("english");studentDTO.setSubjects(subjects);studentDTO.setCourse(newCourse("CS-1"));studentDTO.setCreateDate("2020-08-08");StudentDOstudentDO=newStudentDO();BeanUtils.copyProperties(studentDO,studentDTO);

不过,上面的代码如果你这么写,我们会碰到第一个问题,BeanUtils 默认不支持 String转为 Date 类型。

为了解决这个问题,我们需要自己构造一个 Converter 转换类,然后使用 ConvertUtils注册,使用方法如下:

ConvertUtils.register(newConverter(){@SneakyThrows@Overridepublic<Date>Dateconvert(Class<Date>type,Objectvalue){if(value==null){returnnull;}if(valueinstanceofString){Stringstr=(String)value;return(Date)DateUtils.parseDate(str,"yyyy-MM-dd");}returnnull;}},Date.class);

此时,我们观察 studentDO与 studentDTO对象属性值:

从上面的图我们可以得出BeanUtils一些结论:

普通字段名不一致的属性无法被复制嵌套对象字段,将会与源对象使用同一对象,即使用浅拷贝类型不一致的字段,将会进行默认类型转化。

虽然 BeanUtils 使用起来很方便,不过其底层源码为了追求完美,加了过多的包装,使用了很多反射,做了很多校验,所以导致性能较差,所以在阿里巴巴开发手册上强制规定避免使用它Apache BeanUtils。

image-20200818222213879

Spring BeanUtils

Spring 属性复制工具类类名与 Apache 一样,基本用法也差不多。
我先来看下 SpringBeanUtils 基本用法。

同样,我们先引入依赖,从名字我们可以看出,BeanUtils 位于 Spring-Beans 模块,这里我们依然使用最新模块。

<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-beans</artifactId><version>5.2.8.RELEASE</version></dependency>

这里我们使用 DTO 与 DO 复用上面的例子,转换代码如下:

//省略上面赋值代码,与上面一致StudentDOstudentDO=newStudentDO();BeanUtils.copyProperties(studentDTO,studentDO);

从用法可以看到,Spring BeanUtils 与 Apache 有一个最大的不同,两者源对象与目标对象参数位置不一样,阿粉之前没注意,用了 Spring 工具类,但是却是按照 Apache 的用法使用。

此时对比studentDO与 studentDTO对象:

从上面的对比图我们可以得到一些结论:

字段名不一致,属性无法复制类型不一致,属性无法复制。
但是注意,如果类型为基本类型以及基本类型的包装类,这种可以转化嵌套对象字段,将会与源对象使用同一对象,即使用浅拷贝

除了这个方法之外,Spring BeanUtils 还提供了一个重载方法:

publicstaticvoidcopyProperties(Objectsource,Objecttarget,String...ignoreProperties)

使用这个方法,我们可以忽略某些不想被复制过去的属性:

BeanUtils.copyProperties(studentDTO,studentDO,"name");

这样,name 属性就不会被复制到 DO 对象中。

虽然 Spring BeanUtils 与 Apache BeanUtils 功能差不多,但是在性能上 Spring BeanUtils 还是完爆 Apache BeanUtils。
主要原因还是在于 Spring 并没有与 Apache 一样使用反射做了过多校验,另外 Spring BeanUtils 内部使用了缓存,加快转换的速度。

所以两者选择,还是推荐使用 Spring BeanUtils。

Cglib BeanCopier

上面两个是阿粉日常工作经常使用,而下面的这些都是阿粉最近才开始接触的,比如 Cglib BeanCopier。
这个使用方法,可能比上面两个类稍微复杂一点,下面我们来看下具体用法:

首先我们引入 Cglib 依赖:

<dependency><groupId>cglib</groupId><artifactId>cglib</artifactId><version>3.3.0</version></dependency>

画外音:如果你工程内还有 Spring-Core 的话,如果查找 BeanCopier 这个类,可以发现两个不同的包的同名类。

一个属于 Cglib,另一个属于 Spring-Core。

其实 Spring-Core 内BeanCopier 实际就是引入了 Cglib 中的类,这么做的目的是为了了保证 Spring 使用长度 Cglib 相关类的稳定性,防止外部 Cglib 依赖不一致,导致 Spring 运行异常。

转换代码如下:

//省略赋值语句StudentDOstudentDO=newStudentDO();BeanCopierbeanCopier=BeanCopier.create(StudentDTO.class,StudentDO.class,false);beanCopier.copy(studentDTO,studentDO,null);

使用方法相比 BeanUtils, BeanCopier 稍微多了一步。
对比studentDO与 studentDTO对象:

从上面可以得到与 Spring Beanutils 基本一致的结论:

字段名不一致,属性无法复制类型不一致,属性无法复制。
不过有点不一样,如果类型为基本类型/基本类型的包装类型,这两者无法被拷贝。
嵌套对象字段,将会与源对象使用同一对象,即使用浅拷贝

上面我们使用 Beanutils,遇到这种字段名,类型不一致的这种情况,我们没有什么好办法,只能手写硬编码。

不过在 BeanCopier 下,我们可以引入转换器,进行类型转换。

//注意最后一个属性设置为trueBeanCopierbeanCopier=BeanCopier.create(StudentDTO.class,StudentDO.class,true);//自定义转换器beanCopier.copy(studentDTO,studentDO,newConverter(){@OverridepublicObjectconvert(Objectsource,Classtarget,Objectcontext){if(sourceinstanceofInteger){Integernum=(Integer)source;returnnum.toString();}returnnull;}});

不过吐槽一下这个转换器,一旦我们自己打开使用转换器,所有属性复制都需要我们自己来了。
比如上面的例子中,我们只处理当源对象字段类型为 Integer,这种情况,其它都没处理。
我们得到 DO 对象将会只有 name 属性才能被复制。

Cglib BeanCopier 的原理与上面两个 Beanutils 原理不太一样,其主要使用 字节码技术动态生成一个代理类,代理类实现get 和 set方法。
生成代理类过程存在一定开销,但是一旦生成,我们可以缓存起来重复使用,所有 Cglib 性能相比以上两种 Beanutils 性能比较好。

Dozer

Dozer ,中文直译为挖土机 ,这是一个「重量级」属性复制工具类,相比于上面介绍三个工具类,Dozer 具有很多强大的功能。

官网 logo

画外音:重量级/轻量级其实只是一个相对的说法,由于 Dozer 相对 BeanUtils 这类工具类来说,拥有许多高级功能,所以相对来说这是一个重量级工具类。

阿粉刚碰到这个工具类,就被深深折服,真的太强大了,上面我们期望的功能,Dozer 都给你实现了。

下面我们来看下使用方法,首先我们引入 Dozer 依赖:

<dependency><groupId>net.sf.dozer</groupId><artifactId>dozer</artifactId><version>5.4.0</version></dependency>

使用方法如下:

//省略属性的代码DozerBeanMappermapper=newDozerBeanMapper();StudentDOstudentDO=mapper.map(studentDTO,StudentDO.class);System.out.println(studentDO);

Dozer 需要我们新建一个DozerBeanMapper,这个类作用等同于 BeanUtils,负责对象之间的映射,属性复制。

画外音:下面的代码我们可以看到,生成 DozerBeanMapper实例需要加载配置文件,随意生成代价比较高。
在我们应用程序中,应该使用单例模式,重复使用DozerBeanMapper。

如果属性都是一些简单基本类型,那我们只要使用上面代码,可以快速完成属性复制。

不过很不幸,我们的代码中有字符串与 Date 类型转化,如果我们直接使用上面的代码,程序运行将会跑出异常。

所以这里我们要用到 Dozer 强大的配置功能,我们总共可以使用下面三种方式:

XMLAPI注解

其中,API 的方式比较繁琐,目前大部分使用 XML 进行,另外注解功能的是在 Dozer 5.3.2 之后增加的新功能,不过功能相较于 XML 来说较弱。

XML 使用方式

下面我们使用 XML 配置方式,配置 DTO 与 DO 关系,首先我们新建一个 dozer/dozer-mapping.xml 文件:

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><mappingsxmlns="http://dozer.sourceforge.net"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://dozer.sourceforge.nethttp://dozer.sourceforge.net/schema/beanmapping.xsd"><!--类级别的日期转换,默认使用这个格式转换--><mappingdate-format="yyyy-MM-ddHH:mm:ss"><class-a>com.just.doone.example.domain.StudentDTO</class-a><class-b>com.just.doone.example.domain.StudentDO</class-b><!--在下面指定字段名不一致的映射关系--><field><a>no</a><b>number</b></field><field><!--字段级别的日期转换,将会覆盖字段上的转换--><adate-format="yy-MM-dd">createDate</a><b>createDate</b></field></mapping></mappings>

然后修改我们的 Java 代码,增加读取 Dozer 的配置文件:

DozerBeanMappermapper=newDozerBeanMapper();List<String>mappingFiles=newArrayList<>();//读取配置文件mappingFiles.add("dozer/dozer-mapping.xml");mapper.setMappingFiles(mappingFiles);StudentDOstudentDO=mapper.map(studentDTO,StudentDO.class);System.out.println(studentDO);

运行之后,对比studentDO与 studentDTO对象:

从上面的图我们可以发现:

类型不一致的字段,属性被复制DO 与 DTO 对象字段不是同一个对象,也就是深拷贝通过配置字段名的映射关系,不一样字段的属性也被复制

除了上述这些相对简单的属性以外,Dozer 还支持很多额外的功能,比如枚举属性复制,Map 等集合属性复制等。

有些小伙伴刚看到 Dozer 的用法,可能觉得这个工具类比较繁琐,不像 BeanUtils 工具类一样一行代码就可以解。

其实 Dozer 可以很好跟 Spring 框架整合,我们可以在 Spring 配置文件提前配置,后续我们只要引用 Dozer 的相应的 Bean ,使用方式也是一行代码。

Dozer 与 Spring 整合,我们可以使用其 DozerBeanMapperFactoryBean,配置如下:

<beanclass="org.dozer.spring.DozerBeanMapperFactoryBean"><propertyname="mappingFiles"value="classpath:/mapping.xml"/><!--自定义转换器--><propertyname="customConverters"><list><beanclass="org.dozer.converters.CustomConverter"/></list></property></bean>

DozerBeanMapperFactoryBean支持设置属性比较多,可以自定义设置类型转换,还可以设置其他属性。

另外还有一种简单的方法,我们可以在 XML 中配置 DozerBeanMapper:

<beanid="org.dozer.Mapper"class="org.dozer.DozerBeanMapper"><propertyname="mappingFiles"><list><value>dozer/dozer-Mapperpping.xml</value></list></property></bean>

Spring 配置完成之后,我们在代码中可以直接注入:

@AutowiredMappermapper;publicvoidobjMapping(StudentDTOstudentDTO){//直接使用StudentDOstudentDO=mapper.map(studentDTO,StudentDO.class);}注解方式

Dozer 注解方式相比 XML 配置来说功能很弱,只能完成字段名不一致的映射。

上面的代码中,我们可以在 DTO 的 no 字段上使用 @Mapping 注解,这样我们在使用 Dozer 完成转换时,该字段属性将会被复制。

@DatapublicclassStudentDTO{privateStringname;privateIntegerage;@Mapping("number")privateStringno;privateList<String>subjects;privateCoursecourse;privateStringcreateDate;}

虽然目前注解功能有点薄弱,不过后看版本官方可能增加新的注解功能,另外 XML 与注解可以一起使用。

最后 Dozer 底层本质上还是使用了反射完成属性的复制,所以执行速度并不是那么理想。

orika

orika也是一个跟 Dozer 类似的重量级属性复制工具类,也提供诸如 Dozer 类似的功能。
但是 orika 无需使用繁琐 XML 配置,它自身提供一套非常简洁的 API 用法,非常容易上手。

首先我们引入其最新的依赖:

<dependency><groupId>ma.glasnost.orika</groupId><artifactId>orika-core</artifactId><version>1.5.4</version></dependency>

基本使用方法如下:

//省略其他设值代码//这里先不要设值时间//studentDTO.setCreateDate("2020-08-08");MapperFactorymapperFactory=newDefaultMapperFactory.Builder().build();MapperFacademapper=mapperFactory.getMapperFacade();StudentDOstudentDO=mapper.map(studentDTO,StudentDO.class);

这里我们引入两个类 MapperFactory 与 MapperFacade,其中 MapperFactory 可以用于字段映射,配置转换器等,而 MapperFacade 的作用就与 Beanutils 一样,用于负责对象的之间的映射。

上面的代码中,我们故意注释了 DTO 对象中的 createDate 时间属性的设值,这是因为默认情况下如果没有单独设置时间类型的转换器,上面的代码将会跑错。

另外,上面的代码中,对于字段名不一致的属性,是不会复制的,所以我们需要单独设置。

下面我们就设置一个时间转换器,并且指定一下字段名:

MapperFactorymapperFactory=newDefaultMapperFactory.Builder().build();ConverterFactoryconverterFactory=mapperFactory.getConverterFactory();converterFactory.registerConverter(newDateToStringConverter("yyyy-MM-dd"));mapperFactory.classMap(StudentDTO.class,StudentDO.class).field("no","number")//一定要调用下byDefault.byDefault().register();MapperFacademapper=mapperFactory.getMapperFacade();StudentDOstudentDO=mapper.map(studentDTO,StudentDO.class);

上面的代码中,首先我们需要在 ConverterFactory 注册一个时间类型的转换器,其次我们还需要再 MapperFactory 指定不同字段名的之间的映射关系。

这里我们要注意,在我们使用 classMap 之后,如果想要相同字段名属性默认被复制,那么一定调用 byDefault方法。

简单对比一下 DTO 与 DO 对象:

上图可以发现 orika 的一些特性:

默认支持类型不一致(基本类型/包装类型)转换支持深拷贝指定不同字段名映射关系,属性可以被成功复制。

另外 orika 还支持集合映射:

MapperFactorymapperFactory=newDefaultMapperFactory.Builder().build();List<Person>persons=newArrayList<>();List<PersonDto>personDtos=mapperFactory.getMapperFacade().mapAsList(persons,PersonDto.class);

最后聊下 orika 实现原理,orika 与 dozer 底层原理不太一样,底层其使用了 javassist 生成字段属性的映射的字节码,然后直接动态加载执行字节码文件,相比于 Dozer 的这种使用反射原来的工具类,速度上会快很多。

MapStruct

不知不觉,一口气已经写了 5 个属性复制工具类,小伙伴都看到这里,那就不要放弃了,坚持看完,下面将介绍一个与上面这些都不太一样的工具类「MapStruct」。

上面介绍的这些工具类,不管使用反射,还是使用字节码技术,这些都需要在代码运行期间动态执行,所以相对于手写硬编码这种方式,上面这些工具类执行速度都会慢很多。

那有没有一个工具类的运行速度与硬编码这种方式差不多呢?

这就要介绍 MapStruct 这个工具类,这个工具类之所以运行速度与硬编码差不多,这是因为它在编译期间就生成了 Java Bean 属性复制的代码,运行期间就无需使用反射或者字节码技术,所以确保了高性能。

另外,由于编译期间就生成了代码,所以如果有任何问题,编译期间就可以提前暴露,这对于开发人员来讲就可以提前解决问题,而不用等到代码应用上线了,运行之后才发现错误。

下面我们来看下,怎么使用这个工具类,首先我们先引入这个依赖:

<dependency><groupId>org.mapstruct</groupId><artifactId>mapstruct</artifactId><version>1.3.1.Final</version></dependency>

其次,由于 MapStruct 需要在编译器期间生成代码,所以我们需要 maven-compiler-plugin插件中配置:

<plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><version>3.8.1</version><configuration><source>1.8</source><!--dependingonyourproject--><target>1.8</target><!--dependingonyourproject--><annotationProcessorPaths><path><groupId>org.mapstruct</groupId><artifactId>mapstruct-processor</artifactId><version>1.3.1.Final</version></path><!--otherannotationprocessors--></annotationProcessorPaths></configuration></plugin>

接下来我们需要定义映射接口,代码如下:

@MapperpublicinterfaceStudentMapper{StudentMapperINSTANCE=Mappers.getMapper(StudentMapper.class);@Mapping(source="no",target="number")@Mapping(source="createDate",target="createDate",dateFormat="yyyy-MM-dd")StudentDOdtoToDo(StudentDTOstudentDTO);}

我们需要使用 MapStruct 注解 @Mapper 定义一个转换接口,这样定义之后,StudentMapper 的功能就与 BeanUtils 等工具类一样了。

其次,由于我们 DTO 与 DO 对象中存在字段名不一致的情况,所以我们还在在转换方法上使用 @Mapping 注解指定字段映射。
另外我们 createDate 字段类型不一致,这里我们还需要指定时间格式化类型。

上面定义完成之后,我们就可以直接使用 StudentMapper 一行代码搞定对象转换。

//忽略其他代码StudentDOstudentDO=StudentMapper.INSTANCE.dtoToDo(studentDTO);

如果我们对象使用 Lombok 的话,使用 @Mapping指定不同字段名,编译期间可能会抛出如下的错误:

这个原因主要是因为 Lombok 也需要编译期间自动生成代码,这就可能导致两者冲突,当 MapStruct 生成代码时,还不存在 Lombok 生成的代码。

解决办法可以在 maven-compiler-plugin插件配置中加入 Lombok,如下:

<plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><version>3.8.1</version><configuration><source>1.8</source><!--dependingonyourproject--><target>1.8</target><!--dependingonyourproject--><annotationProcessorPaths><path><groupId>org.mapstruct</groupId><artifactId>mapstruct-processor</artifactId><version>1.3.1.Final</version></path><path><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.12</version></path><!--otherannotationprocessors--></annotationProcessorPaths></configuration></plugin>

输出 DO 与 DTO 如下:

从上图中我们可以得到一些结论:

部分类型不一致,可以自动转换,比如基本类型与包装类型基本类型的包装类型与 String深拷贝

上面介绍的例子介绍一些简单字段映射,如果小伙伴在工作总共还碰到其他的场景,可以先查看一下这个工程,查看一下有没有结局解决办法:https://github.com/mapstruct/mapstruct-examples

上面我们已经知道 MapStruct 在编译期间就生成了代码,下面我们来看下自动生成代码:

publicclassStudentMapperImplimplementsStudentMapper{publicStudentMapperImpl(){}publicStudentDOdtoToDo(StudentDTOstudentDTO){if(studentDTO==null){returnnull;}else{StudentDOstudentDO=newStudentDO();studentDO.setNumber(studentDTO.getNo());try{if(studentDTO.getCreateDate()!=null){studentDO.setCreateDate((newSimpleDateFormat("yyyy-MM-dd")).parse(studentDTO.getCreateDate()));}}catch(ParseExceptionvar4){thrownewRuntimeException(var4);}studentDO.setName(studentDTO.getName());if(studentDTO.getAge()!=null){studentDO.setAge(String.valueOf(studentDTO.getAge()));}List<String>list=studentDTO.getSubjects();if(list!=null){studentDO.setSubjects(newArrayList(list));}studentDO.setCourse(studentDTO.getCourse());returnstudentDO;}}}

从生成的代码来看,里面并没有什么黑魔法,MapStruct 自动生成了一个实现类 StudentMapperImpl,里面实现了 dtoToDo,方法里面调用 getter/setter设值。

从这个可以看出,MapStruct 作用就相当于帮我们手写getter/setter设值,所以它的性能会很好。

总结

看完这篇文章,我们一共学习了 7 个属性复制工具类,这么多工具类我们该如何选择呢?阿粉讲讲自己的一些见解:

第一,首先我们直接抛弃 Apache Beanutils ,这个不用说了,阿里巴巴规范都这样定了,我们就不要使用好了。

第二,当然是看工具类的性能,这些工具类的性能,网上文章介绍的比较多,阿粉就复制过来,大家可以比较一下。

来自:https://www.hollischuang.com/archives/5337

来自:https://www.baeldung.com/java-performance-mapping-frameworks

可以看到 MapStruct 的性能可以说还是相当优秀。
那么如果你的业务对于性能,响应等要求比较高,或者你的业务存在大数据量导入/导出的场景,而这个代码存在对象转化,那就切勿使用 Apache Beanutils, Dozer 这两个工具类。

第三,其实很大一部分应用是没有很高的性能的要求,只要工具类能提供足够的便利,就可以接受。
如果你的业务中没有很复杂的的需求,那么直接使用 Spring Beanutils 就好了,毕竟 Spring 的包大部分应用都在使用,我们都无需导入其他包了。

那么如果业务存在不同类型,不同的字段名,那么可以考虑使用 orika 等这种重量级工具类。

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