Spring Data 擴充套件

本節介紹了 Spring Data 的一組擴充套件,它們支援在各種上下文中使用 Spring Data。目前,大部分整合都面向 Spring MVC。

Querydsl 擴充套件

Querydsl 是一個框架,它透過其流式 API 支援構建靜態型別的類 SQL 查詢。

Querydsl 的維護已經放緩,社群已在 OpenFeign 下分叉了該專案,地址是 github.com/OpenFeign/querydsl (groupId io.github.openfeign.querydsl)。Spring Data 在盡力支援該分叉專案。

一些 Spring Data 模組透過 QuerydslPredicateExecutor 提供了與 Querydsl 的整合,示例如下

QuerydslPredicateExecutor 介面
public interface QuerydslPredicateExecutor<T> {

  Optional<T> findById(Predicate predicate);  (1)

  Iterable<T> findAll(Predicate predicate);   (2)

  long count(Predicate predicate);            (3)

  boolean exists(Predicate predicate);        (4)

  // … more functionality omitted.
}
1 查詢並返回匹配 Predicate 的單個實體。
2 查詢並返回匹配 Predicate 的所有實體。
3 返回匹配 Predicate 的實體數量。
4 返回是否存在匹配 Predicate 的實體。

要使用 Querydsl 支援,請在您的 repository 介面上擴充套件 QuerydslPredicateExecutor,示例如下

Repository 中的 Querydsl 整合
interface UserRepository extends CrudRepository<User, Long>, QuerydslPredicateExecutor<User> {
}

前面的示例允許您透過使用 Querydsl Predicate 例項來編寫型別安全的查詢,示例如下

Predicate predicate = user.firstname.equalsIgnoreCase("dave")
	.and(user.lastname.startsWithIgnoreCase("mathews"));

userRepository.findAll(predicate);

Web 支援

支援 Repository 程式設計模型的 Spring Data 模組附帶了多種 Web 支援。與 Web 相關的元件需要將 Spring MVC JAR 包放在 classpath 中。其中一些甚至提供了與 Spring HATEOAS 的整合。通常,透過在 JavaConfig 配置類中使用 @EnableSpringDataWebSupport 註解來啟用整合支援,示例如下

啟用 Spring Data Web 支援
  • Java

  • XML

@Configuration
@EnableWebMvc
@EnableSpringDataWebSupport
class WebConfiguration {}
<bean class="org.springframework.data.web.config.SpringDataWebConfiguration" />

<!-- If you use Spring HATEOAS, register this one *instead* of the former -->
<bean class="org.springframework.data.web.config.HateoasAwareSpringDataWebConfiguration" />

@EnableSpringDataWebSupport 註解註冊了一些元件。我們將在本節稍後討論這些元件。它還會檢測 classpath 中是否存在 Spring HATEOAS,如果存在,也會註冊其整合元件。

基本 Web 支援

在 XML 中啟用 Spring Data Web 支援

上一節中顯示的配置註冊了一些基本元件

  • 一個使用 DomainClassConverter的元件,允許 Spring MVC 從請求引數或路徑變數解析 repository 管理的域類例項。

  • HandlerMethodArgumentResolver 實現,允許 Spring MVC 從請求引數解析 PageableSort 例項。

  • Jackson 模組,用於反序列化/序列化 PointDistance 等型別,或特定於儲存的型別,具體取決於使用的 Spring Data 模組。

使用 DomainClassConverter

DomainClassConverter 類允許您直接在 Spring MVC 控制器方法簽名中使用域型別,這樣您就不需要手動透過 repository 查詢例項,示例如下

在方法簽名中使用域型別的 Spring MVC 控制器
@Controller
@RequestMapping("/users")
class UserController {

  @RequestMapping("/{id}")
  String showUserForm(@PathVariable("id") User user, Model model) {

    model.addAttribute("user", user);
    return "userForm";
  }
}

該方法直接接收一個 User 例項,無需進一步查詢。可以透過讓 Spring MVC 首先將路徑變數轉換為域類的 id 型別,最終透過呼叫為該域型別註冊的 repository 例項上的 findById(…) 來解析該例項。

目前,repository 必須實現 CrudRepository 才能被發現進行轉換。

用於 Pageable 和 Sort 的 HandlerMethodArgumentResolver

上一節中顯示的配置片段還註冊了一個 PageableHandlerMethodArgumentResolver 以及一個 SortHandlerMethodArgumentResolver 例項。此註冊使得 PageableSort 成為有效的控制器方法引數,示例如下

將 Pageable 用作控制器方法引數
@Controller
@RequestMapping("/users")
class UserController {

  private final UserRepository repository;

  UserController(UserRepository repository) {
    this.repository = repository;
  }

  @RequestMapping
  String showUsers(Model model, Pageable pageable) {

    model.addAttribute("users", repository.findAll(pageable));
    return "users";
  }
}

前面的方法簽名導致 Spring MVC 嘗試使用以下預設配置從請求引數派生一個 Pageable 例項

表 1. 用於解析 Pageable 例項的請求引數

page

您要檢索的頁碼。從 0 開始計數,預設為 0。

size

您要檢索的頁面大小。預設為 20。

sort

需要排序的屬性,格式為 property,property(,ASC|DESC)(,IgnoreCase)。預設排序方向是區分大小寫的升序。如果您想更改方向或大小寫敏感性,可以使用多個 sort 引數 — 例如,?sort=firstname&sort=lastname,asc&sort=city,ignorecase

要自定義此行為,請分別註冊實現 PageableHandlerMethodArgumentResolverCustomizer 介面或 SortHandlerMethodArgumentResolverCustomizer 介面的 bean。其 customize() 方法將被呼叫,允許您更改設定,示例如下

@Bean SortHandlerMethodArgumentResolverCustomizer sortCustomizer() {
    return s -> s.setPropertyDelimiter("<-->");
}

如果設定現有 MethodArgumentResolver 的屬性不足以滿足您的目的,請擴充套件 SpringDataWebConfiguration 或其支援 HATEOAS 的對應類,覆蓋 pageableResolver()sortResolver() 方法,並匯入您的自定義配置檔案,而不是使用 @Enable 註解。

如果您需要從請求中解析多個 PageableSort 例項(例如,用於多個表),您可以使用 Spring 的 @Qualifier 註解來區分它們。此時請求引數必須帶有 ${qualifier}_ 字首。以下示例顯示了由此產生的方法簽名

String showUsers(Model model,
      @Qualifier("thing1") Pageable first,
      @Qualifier("thing2") Pageable second) { … }

您必須填充 thing1_pagething2_page 等引數。

傳遞給方法的預設 Pageable 等同於 PageRequest.of(0, 20),但您可以透過在 Pageable 引數上使用 @PageableDefault 註解來自定義它。

Page 建立 JSON 表示

Spring MVC 控制器通常會嘗試最終向客戶端呈現 Spring Data 頁面的表示。雖然可以直接從處理方法返回 Page 例項,讓 Jackson 按原樣渲染它們,但我們強烈建議不要這樣做,因為底層實現類 PageImpl 是一個域型別。這意味著我們可能因為不相關的原因想要或必須更改其 API,而此類更改可能會以破壞性的方式改變最終的 JSON 表示。

從 Spring Data 3.1 開始,我們透過發出描述問題的警告日誌來提示此問題。我們仍然最終建議利用與 Spring HATEOAS 的整合,以一種完全穩定且支援超媒體的方式來渲染頁面,從而方便客戶端導航。但從 3.3 版本開始,Spring Data 提供了一種方便使用的頁面渲染機制,而無需包含 Spring HATEOAS。

使用 Spring Data 的 PagedModel

其核心支援在於 Spring HATEOAS 的 PagedModel 的簡化版本(位於 org.springframework.data.web 包中的 Spring Data 版本)。它可以用於包裝 Page 例項,併產生一個簡化的表示,該表示反映了 Spring HATEOAS 建立的結構,但省略了導航連結。

import org.springframework.data.web.PagedModel;

@Controller
class MyController {

  private final MyRepository repository;

  // Constructor ommitted

  @GetMapping("/page")
  PagedModel<?> page(Pageable pageable) {
    return new PagedModel<>(repository.findAll(pageable)); (1)
  }
}
1 Page 例項包裝到 PagedModel 中。

這將產生如下所示的 JSON 結構

{
  "content" : [
     … // Page content rendered here
  ],
  "page" : {
    "size" : 20,
    "totalElements" : 30,
    "totalPages" : 2,
    "number" : 0
  }
}

請注意,文件包含一個 page 欄位,其中公開了基本的 pagination 元資料。

全域性啟用簡化的 Page 渲染

如果您不想更改所有現有控制器以新增對映步驟來返回 PagedModel 而不是 Page,您可以透過如下調整 @EnableSpringDataWebSupport 來啟用將 PageImpl 例項自動轉換為 PagedModel 的功能

@EnableSpringDataWebSupport(pageSerializationMode = VIA_DTO)
class MyConfiguration { }

這將允許您的控制器仍然返回 Page 例項,並且它們將自動渲染為簡化的表示

@Controller
class MyController {

  private final MyRepository repository;

  // Constructor ommitted

  @GetMapping("/page")
  Page<?> page(Pageable pageable) {
    return repository.findAll(pageable);
  }
}

PageSlice 的超媒體支援

Spring HATEOAS 附帶了一種表示模型類 (PagedModel/SlicedModel),該類允許使用必需的 Page/Slice 元資料以及連結來豐富 PageSlice 例項的內容,以便客戶端輕鬆導航頁面。PagePagedModel 的轉換由 Spring HATEOAS RepresentationModelAssembler 介面的實現完成,稱為 PagedResourcesAssembler。類似地,Slice 例項可以使用 SlicedResourcesAssembler 轉換為 SlicedModel。以下示例展示瞭如何將 PagedResourcesAssembler 用作控制器方法引數,SlicedResourcesAssembler 的工作方式完全相同

將 PagedResourcesAssembler 用作控制器方法引數
@Controller
class PersonController {

  private final PersonRepository repository;

  // Constructor omitted

  @GetMapping("/people")
  HttpEntity<PagedModel<Person>> people(Pageable pageable,
    PagedResourcesAssembler assembler) {

    Page<Person> people = repository.findAll(pageable);
    return ResponseEntity.ok(assembler.toModel(people));
  }
}

如前面的示例所示,啟用配置後,可以將 PagedResourcesAssembler 用作控制器方法引數。在其上呼叫 toModel(…​) 會產生以下效果

  • Page 的內容成為 PagedModel 例項的內容。

  • PagedModel 物件附加一個 PageMetadata 例項,並用 Page 和底層 Pageable 中的資訊填充。

  • PagedModel 可能會根據頁面的狀態附加 prevnext 連結。連結指向方法對映到的 URI。新增到方法的 pagination 引數與 PageableHandlerMethodArgumentResolver 的設定匹配,以確保稍後可以解析這些連結。

假設資料庫中有 30 個 Person 例項。您現在可以觸發一個請求 (GET localhost:8080/people) 並看到類似以下的輸出

{ "links" : [
    { "rel" : "next", "href" : "https://:8080/persons?page=1&size=20" }
  ],
  "content" : [
     … // 20 Person instances rendered here
  ],
  "page" : {
    "size" : 20,
    "totalElements" : 30,
    "totalPages" : 2,
    "number" : 0
  }
}
此處顯示的 JSON 包裝格式未遵循任何正式指定的結構,不保證穩定,我們可能會隨時更改它。強烈建議啟用渲染為 Spring HATEOAS 支援的、啟用超媒體的官方媒體型別,例如 HAL。可以透過使用其 @EnableHypermediaSupport 註解來啟用這些媒體型別。有關更多資訊,請參閱 Spring HATEOAS 參考文件

Assembler 生成了正確的 URI,並採用了預設配置將引數解析為後續請求的 Pageable。這意味著,如果您更改該配置,連結會自動遵循該更改。預設情況下,Assembler 指向呼叫它的控制器方法,但您可以透過傳遞一個自定義 Link 作為構建 pagination 連結的基礎來對其進行自定義,這會過載 PagedResourcesAssembler.toModel(…​) 方法。

Spring Data Jackson 模組

核心模組以及一些特定於儲存的模組附帶了一組 Jackson 模組,用於 Spring Data 域使用的型別,例如 org.springframework.data.geo.Distanceorg.springframework.data.geo.Point
一旦啟用 Web 支援並且 com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper 可用,就會匯入這些模組。

在初始化期間,SpringDataJacksonModules(例如 SpringDataJacksonConfiguration)會被基礎設施檢測到,從而使宣告的 com.fasterxml.jackson.databind.Module 可用於 Jackson ObjectMapper

通用基礎設施為以下域型別註冊了資料繫結 mixin。

org.springframework.data.geo.Distance
org.springframework.data.geo.Point
org.springframework.data.geo.Box
org.springframework.data.geo.Circle
org.springframework.data.geo.Polygon

各個模組可能提供額外的 SpringDataJacksonModules
更多詳細資訊請參考特定儲存章節。

Web 資料繫結支援

您可以使用 Spring Data 投影(在投影中描述)透過使用 JSONPath 表示式(需要 Jayway JsonPath)或 XPath 表示式(需要 XmlBeam)來繫結傳入的請求載荷,示例如下

使用 JSONPath 或 XPath 表示式進行 HTTP 載荷繫結
@ProjectedPayload
public interface UserPayload {

  @XBRead("//firstname")
  @JsonPath("$..firstname")
  String getFirstname();

  @XBRead("/lastname")
  @JsonPath({ "$.lastname", "$.user.lastname" })
  String getLastname();
}

您可以使用前面示例中顯示的型別作為 Spring MVC 處理方法引數,或者在 RestTemplate 的某個方法上使用 ParameterizedTypeReference。前面的方法宣告會嘗試在給定文件中的任何位置查詢 firstnamelastname XML 查詢是在傳入文件的頂級執行的。其 JSON 變體首先嚐試頂級 lastname,如果前者未返回值,也會嘗試巢狀在 user 子文件中的 lastname。這樣,可以在不影響呼叫公開方法的客戶端(通常是基於類的載荷繫結的缺點)的情況下,輕鬆緩解源文件結構的變化。

投影中所述,支援巢狀投影。如果方法返回一個複雜的非介面型別,則使用 Jackson ObjectMapper 來對映最終值。

對於 Spring MVC,一旦 @EnableSpringDataWebSupport 啟用且所需的依賴項位於 classpath 中,就會自動註冊必要的轉換器。對於與 RestTemplate 一起使用,請手動註冊 ProjectingJackson2HttpMessageConverter (JSON) 或 XmlBeamHttpMessageConverter

更多資訊,請參閱規範的 Spring Data Examples repository 中的 web projection 示例

Querydsl Web 支援

對於那些集成了 Querydsl 的儲存,您可以從請求查詢字串中包含的屬性派生查詢。

考慮以下查詢字串

?firstname=Dave&lastname=Matthews

根據前面示例中的 User 物件,您可以使用 QuerydslPredicateArgumentResolver 將查詢字串解析為以下值,如下所示

QUser.user.firstname.eq("Dave").and(QUser.user.lastname.eq("Matthews"))
當 classpath 中存在 Querydsl 時,此功能會與 @EnableSpringDataWebSupport 一起自動啟用。

向方法簽名新增 @QuerydslPredicate 會提供一個可以直接使用的 Predicate,您可以使用 QuerydslPredicateExecutor 執行它。

型別資訊通常從方法的返回型別中解析。由於該資訊不一定與域型別匹配,因此最好使用 QuerydslPredicateroot 屬性。

以下示例展示瞭如何在方法簽名中使用 @QuerydslPredicate

@Controller
class UserController {

  @Autowired UserRepository repository;

  @RequestMapping(value = "/", method = RequestMethod.GET)
  String index(Model model, @QuerydslPredicate(root = User.class) Predicate predicate,    (1)
          Pageable pageable, @RequestParam MultiValueMap<String, String> parameters) {

    model.addAttribute("users", repository.findAll(predicate, pageable));

    return "index";
  }
}
1 將查詢字串引數解析為匹配 UserPredicate

預設繫結如下

  • 簡單屬性上的 Object 繫結為 eq

  • 類似集合屬性上的 Object 繫結為 contains

  • 簡單屬性上的 Collection 繫結為 in

您可以透過 @QuerydslPredicatebindings 屬性或利用 Java 8 預設方法並將 QuerydslBinderCustomizer 方法新增到 repository 介面來自定義這些繫結,如下所示

interface UserRepository extends CrudRepository<User, String>,
                                 QuerydslPredicateExecutor<User>,                (1)
                                 QuerydslBinderCustomizer<QUser> {               (2)

  @Override
  default void customize(QuerydslBindings bindings, QUser user) {

    bindings.bind(user.username).first((path, value) -> path.contains(value))    (3)
    bindings.bind(String.class)
      .first((StringPath path, String value) -> path.containsIgnoreCase(value)); (4)
    bindings.excluding(user.password);                                           (5)
  }
}
1 QuerydslPredicateExecutor 提供對 Predicate 特定查詢方法的訪問。
2 在 repository 介面上定義的 QuerydslBinderCustomizer 會被自動檢測到,並簡化 @QuerydslPredicate(bindings=…​) 的使用。
3 username 屬性的繫結定義為一個簡單的 contains 繫結。
4 String 屬性的預設繫結定義為不區分大小寫的 contains 匹配。
5 Predicate 解析中排除 password 屬性。
您可以在應用來自 repository 或 @QuerydslPredicate 的特定繫結之前,註冊一個持有預設 Querydsl 繫結的 QuerydslBinderCustomizerDefaults bean。

Repository 填充器

如果您使用 Spring JDBC 模組,您可能熟悉使用 SQL 指令碼填充 DataSource 的支援。在 repository 級別也有類似的抽象,儘管它不使用 SQL 作為資料定義語言,因為它必須獨立於儲存。因此,填充器支援 XML(透過 Spring 的 OXM 抽象)和 JSON(透過 Jackson)來定義用於填充 repository 的資料。

假設您有一個名為 data.json 的檔案,其內容如下

在 JSON 中定義的資料
[ { "_class" : "com.acme.Person",
 "firstname" : "Dave",
  "lastname" : "Matthews" },
  { "_class" : "com.acme.Person",
 "firstname" : "Carter",
  "lastname" : "Beauford" } ]

您可以使用 Spring Data Commons 提供的 repository 名稱空間的填充器元素來填充您的 repository。要將前面的資料填充到您的 PersonRepository,請宣告一個類似於以下的填充器

宣告一個 Jackson Repository 填充器
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns:repository="http://www.springframework.org/schema/data/repository"
  xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://www.springframework.org/schema/data/repository
    https://www.springframework.org/schema/data/repository/spring-repository.xsd">

  <repository:jackson2-populator locations="classpath:data.json" />

</beans>

前面的宣告會導致 data.json 檔案被讀取並由 Jackson ObjectMapper 反序列化。

JSON 物件將被反序列化為何種型別,取決於檢查 JSON 文件的 _class 屬性。基礎設施最終會選擇適當的 repository 來處理反序列化的物件。

如果要改為使用 XML 定義要填充到 repository 的資料,可以使用 unmarshaller-populator 元素。您可以將其配置為使用 Spring OXM 中可用的 XML marshaller 選項之一。詳細資訊請參閱 Spring 參考文件。以下示例展示瞭如何使用 JAXB 反序列化 repository 填充器

宣告一個反序列化 Repository 填充器(使用 JAXB)
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xmlns:repository="http://www.springframework.org/schema/data/repository"
  xmlns:oxm="http://www.springframework.org/schema/oxm"
  xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
    http://www.springframework.org/schema/data/repository
    https://www.springframework.org/schema/data/repository/spring-repository.xsd
    http://www.springframework.org/schema/oxm
    https://www.springframework.org/schema/oxm/spring-oxm.xsd">

  <repository:unmarshaller-populator locations="classpath:data.json"
    unmarshaller-ref="unmarshaller" />

  <oxm:jaxb2-marshaller contextPath="com.acme" />

</beans>