"扩展Spring的依赖注入行为"两例

前阵子“袜子 ”电话里随便聊了点儿有关在Spring里面如何扩展某些行为的话题, 其实, 这些话题本身没有什么技术含量, 完全是根据使用场景来权衡罢了, “袜子 ”心里肯定也已经有数了,不过,感觉就这两个话题来说说也挺好的, 因为跟阿九这阵子的路子有些吻合, 讲简单的东西,但一定要把简单的东西讲清楚, 讲架构当然更能吸引眼球,但我一直认为“The problem is not the design, it's the implementation. ”, 所以, 我还是愿意说些很简单,很基本的东西.

1. 注入以Enum作为Key的Map依赖

在现有Spring框架的默认支持下,我们可以注入单独声明的Enum类型的依赖关系, 例如:

public enum FixtureEnum {
	FIXTURE_ONE, FIXTURE_TWO;
}
			
public class Sample{
	private FixtureEnum fOne;
	...
}

<bean id="target" class="...Sample">
	<property name="fOne" value="FIXTURE_ONE"/>
</bean>

我们也可以注入以String或者复杂对象类型作为key的Map:

<bean id="target" class="...">
	<property name="mapping">
		<map>
			<entry key-ref="complexObject" value="anything"/>
			<entry key="stringvalue" value-ref="..."/>
		</map>
	</property>
</bean>

<bean id="complexObject" class="...">
</bean>

可是,把这两个结合起来, 我们要注入以Enum作为Key的Map的话,可能默认的支持就帮不了什么大忙了, 如果我们声明一个Map依赖对象, 但它的Key是Enum类型的话:

public class InjectionTarget {
	
	@EnumKeyType(FixtureEnum.class)
	private Map<FixtureEnum,String> mapping;

	... // setters or getters and other things
}

如果单单简单的定义依赖注入关系如下:

<bean id="target" class="...InjectionTarget">
	<property name="mapping">
		<map>
			<entry key="FIXTURE_TWO" value="FIXTURE TWO"/>
		</map>
	</property>
</bean>

恐怕最终得到的不是一个Map<FixtureEnum,String>类型的Map,而是一个Map<String,String>类型的Map, 小沈阳语:为什么那?

Java5的Generic是Erase-Based, 这就意味着,运行期间无法获得Map的Key相关的Generic类型信息, 那么, Spring在做注入的时候,也就没法知道应该将String形式表达的依赖对象转换成什么类型, 只好保持原样啦, 所以,以通常形式表达的map注入,最终得到的就成了一个Map<String,..>类型的Map,而不是Map<Enum,..>类型的Map.那谁可能说了,那怎么其它复杂对象作为Key怎么没问题那? 原因很简单嘛, 你直接指定了对象的引用嘛,不服,你把对象类型直接写上试试?

那怎么解决这个问题那? 显然我们无法在运行期间通过反射之类的途径来获得Map的Key类型了,那么,我们就明确指定呗,如何明确指定那?可以考虑几种方式...

1.1. 自定义FactoryBean

我们可以自定义一个FactoryBean来“生产 ”以Enum类型作为Key的Map,通过该自定义FactoryBean的某个Property类指定Key的Enum类型是什么, 就可以在“生产 ”过程中生成或者转换出相应的Map实例, Spring默认提供了一个MapFactoryBean,我们可以在这个父类的基础上做进一步的工作,说白了,就是直接根据明确指定的Enum类型将已经注入的Key值做一下转换, 之后,Map的Key就从String变成了指定的Enum类型, 一个实例代码可以实现如下:

public class EnumKeyMapFactoryBean extends MapFactoryBean {
	
	private Class<? extends Enum<?>> enumType;
	private EnumKeyConversionSupport conversionSupport = new EnumKeyConversionSupport();
	@Override
	protected Object createInstance() {
		return conversionSupport.convert(super.createInstance(), enumType);
	}

	public void setEnumType(Class<? extends Enum<?>> enumType) {
		this.enumType = enumType;
	}

	public Class<? extends Enum<?>> getEnumType() {
		return enumType;
	}
	
}

super.createInstance()返回的是最初的Map实例,我们通过EnumKeyConversionSupport这个类和明确指定的Enum类型进行一下转换, 就可以获得最终想要的Map实例了. EnumKeyMapFactoryBean的适用看起来如下:

<bean id="ekMap" class="cn.spring21.sandbox.springext.EnumKeyMapFactoryBean">
	<property name="enumType" value="cn.spring21.sandbox.springext.FixtureEnum"/>
	<property name="sourceMap">
		<map>
			<entry key="FIXTURE_ONE" value="anything"/>
			<entry key="FIXTURE_TWO" value="anything"/>
		</map>
	</property>
</bean>

ekMap现在的Key就是我们最终想要的FixtureEnum类型.

Tip

如果感觉上面的配置方式很繁琐,可以考虑自定义XML Schema类简化配置,类似于spring的util命名空间提供的简化配置形式.

1.2. 自定义BeanPostProcessort

自定义FactoryBean的形式当然可以达成目的,不过, 使用上来看,可能不是太方便,毕竟,每次遇到这样的情况都需要声明那么一个FactoryBean的bean定义, 而且,配置的形式也不是那么简洁,本着“精益求精 ”的精神,我们是不是可以想一下,还可以有更好的方法那?

要明确指定Map的Key的类型是Enum类型,不一定非要通过XML配置的形式,我们还可以使用Annotation,通过为相应的Map标注某一表明了Key的Enum类型的Annotation, 我们同样可以获得Key的Enum类型信息,例如,我们可以声明某一Annotation如下:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface EnumKeyType {
	Class<?> value();
}

然后在遇到适用Enum作为Key的Map的情况下,就可以通过这一Annotation对这样的Map进行标注:

public class InjectionTarget {
	
	@EnumKeyType(FixtureEnum.class)
	private Map<FixtureEnum,String> mapping;

	...	
}

这样,虽然我们无法在运行期间获得Map的Key的Generic类型信息,但可以通过Annotation来获得,不过, 光标注一下,Spring可不会聪明到马上知道你标注这么个Annotation要干嘛,我们得写点儿东西让Spring知道遇到这个 Annotation该干点儿什么事情, 所以,可以定义一个BeanPostProcessor来做这个事情,例如:

public class EnumKeyMapBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	protected static final transient Logger logger = LoggerFactory.getLogger(EnumKeyMapBeanPostProcessor.class);
	
	private EnumKeyConversionSupport conversionSupport = new EnumKeyConversionSupport();
	
	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		Field[] fields = bean.getClass().getDeclaredFields();
		for(Field field:fields)
		{
			if(field.isAnnotationPresent(EnumKeyType.class))
			{
				try {
					convertKeyType(field,bean);
				} catch (Exception e) {
					logger.warn("failed to do map key convert.\n{}",e);
				}
			}
		}
		return bean;
	}

	protected void convertKeyType(Field field,Object bean) throws Exception {
		EnumKeyType eType= field.getAnnotation(EnumKeyType.class);
		Class<?> clazz = eType.value();
		field.setAccessible(true);
		Object map = field.get(bean);
		if(Map.class.isAssignableFrom(map.getClass()) && clazz != null)
		{
			Map<Object, Object> result = conversionSupport.convert(map, clazz);
			field.set(bean, result);
		}
	}

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		return bean;
	}

}

只要将这个EnumKeyMapBeanPostProcessor注册到Spring的ApplicationContext, 那么,之后要注入以Enum作为Key的Map的时候,只要简单的使用EnumKeyType标注一下这些Map就可以了,一劳多得, 如果应用中有多处需要这样的Map注入,使用这种方式显然要比适用自定义的FactoryBean要省事不少.

1.3. 自定义PropertyEditor?

我们知道, Spring内部在做类型转换的时候,会使用一些默认注册的PropertyEditor来做类型转换,而且,也允许我们注册自定义的PropertyEditor, 那么, 自然而然的,我们会想到提供一个针对这种情况的自定义PropertyEditor实现,那么,是否可行那? 如果感兴趣的话, 你可以试一下,呵呵

2. 注入容器中某一类型所有依赖对象

默认情况下,我们可以通过Spring的XML配置文件中的<list>或者<set>等元素为某一个对象注入一组依赖对象,只要我们能够确定容器中的哪些bean定义应该纳入这组依赖对象就行,例如:

public class InjectionTarget {
	
	private List<T> collection;
	...
}

<bean id="it" class="...InjectionTarget">
	<property name="collection">
		<list>
			<ref bean="t1"/>
			<ref bean="t2"/>
			...
		</list>
	</property>
</bean>

<bean id="t1" class="..."/>
<bean id="t2" class="..."/>
...

可是,大部分情况下,list里面都是同一类型的依赖对象(你要混合元素类型,那是你的事情),每次添加一个这样类型的依赖对象,就需要配置文件里添加一个bean定义,然后<list>处改一下,很是烦躁,是吧? 我们可以通过某些方式来简化这种场景下的配置或者消除它,例如...

2.1. 自定义FactoryBean

我们可以自定义一个FactoryBean,让它替我们自动去容器里查找指定类型的一组依赖对象,然后,我们只要把这个FactoryBean挂接到依赖这组依赖对象的bean定义上就行了. 要让自定义的FactoryBean能够查找容器中指定类型的对象,我们可以让它实现ApplicationContextAware接口(这个接口能做啥事儿我就不多说了):

public class CollectionInjectionFactoryBean implements FactoryBean,ApplicationContextAware {

	private ApplicationContext applicationContext;
	private Class<?> componentType;
	
	@Override
	public Object getObject() throws Exception {
		@SuppressWarnings("unchecked")
		Map<String,Object> map = this.applicationContext.getBeansOfType(getComponentType());
		if(map == null || map.isEmpty())
		{
			return Collections.EMPTY_LIST;
		}
		return map.values();
	}
	@SuppressWarnings("unchecked")
	@Override
	public Class getObjectType() {
		return Collection.class;
	}

	@Override
	public boolean isSingleton() {
		return false;
	}

	@Override
	public void setApplicationContext(ApplicationContext arg0)
			throws BeansException {
		this.applicationContext = arg0;	
	}

	public void setComponentType(Class<?> componentType) {
		this.componentType = componentType;
	}

	public Class<?> getComponentType() {
		return componentType;
	}

}

有了它之后,如果你想为某个对象注入一族A类型的依赖对象,那么就定义一个CollectionInjectionFactoryBean,并指定它的componentType为A; 如果想注入一族B类型的依赖对象,就指定它的componentType为B,依此类推.例如:

<bean id="target" ..>
	<property name=".." ref="collectionInjectionFB"/>
</bean>
		
<bean id="collectionInjectionFB" class="cn.spring21.sandbox.springext.CollectionInjectionFactoryBean">
	<property name="componentType" value="...AType"/>
</bean>

如果应用里这种场景不多,那使用这种自定义FactoryBean的方式还可以将就一下,但多的话,那也依然减少不了多少配置,这个时候,可以考虑下面这种方式.

2.2. 自定义BeanPostProcessor

如果可能,开发人员肯定不愿在java代码与配置文件之间切换,最好是只关注Java代码文件,这也就是为啥Annotation很受开发人员欢迎的原因之一. 所以,如果某个对象的属性需要注入一组依赖对象,那么,最好的方式就是直接在Java代码中直接标注这种依赖关系,鉴于此,我们定义一用于此目的的Annotation如下:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface InjectCollectionOf {
	Class<?> value();
}

有了该Annotation之后,我们就可以在对象中需要注入一组依赖对象的Property处标注该Annotation:

public class InjectionTarget {
	
	@InjectCollectionOf(SomeType.class)
	private Collection<SomeType> collection;
	...
}

为了让容器按照我们的旨意行事,我们最后需要提供一个自定义的BeanPostProcessor实现,如下所示:

public class CollectionInjectionBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor,ApplicationContextAware {

	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CollectionInjectionBeanPostProcessor.class);
	
	private ApplicationContext applicationContext;
	
	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		
		Field[] fields = bean.getClass().getDeclaredFields();
		for(Field field:fields)
		{
			if(field.isAnnotationPresent(InjectCollectionOf.class))
			{
				Class<?> componentType = field.getAnnotation(InjectCollectionOf.class).value();
				if(componentType == null)
				{
					continue;
				}
				@SuppressWarnings("unchecked")
				Map<String,Object> componentCandidates = this.applicationContext.getBeansOfType(componentType);
				if(componentCandidates != null && !componentCandidates.isEmpty()){
					field.setAccessible(true);
					try {
						field.set(bean,componentCandidates.values());
					} catch (IllegalArgumentException e) {
						logger.warn("argument is not a collection.\n{}",ExceptionUtils.getFullStackTrace(e));
					} catch (IllegalAccessException e) {
						logger.warn(ExceptionUtils.getFullStackTrace(e));
					}
				}
			}
		}
		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object arg0, String arg1)
			throws BeansException {
		return arg0;
	}

	@Override
	public void setApplicationContext(ApplicationContext arg0)
			throws BeansException {
		this.applicationContext = arg0;
	}

}

实现原理上跟自定义的FactoryBean差不多,无非就是多了Annotation检测相关逻辑, 最后,只要将这个自定义的BeanPostProcessor注册到容器, 所有标注了@InjectCollectionOf的Property就可以被正确的注入了:

<bean id="target" class="..InjectionTarget">
	...
</bean>

<bean class="...CollectionInjectionBeanPostProcessor"/>

如果需要针对Collection的明确子类型的类似注入需求, 依葫芦画瓢就可以了.

3. 结束语

无论是设计还是实现,都是在各种因素之间进行权衡, 没有普遍适用的设计方案,也没有普遍适用的实现方案, 因时因地而权衡吧! 经济学第一原则不是“People face tradeoffs ”嘛, 其实哪里都一样.

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Transaction Management Patterns In Brief | ScalaPattern之Selfless Trait Pattern

2009-12-26 12:59
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