Spring和性——数据的类型转换

字符串到实体转换一文中介绍了Spring核心框架中使用PropertyEditor将任何字符串转换为数字、实体的方法。除了字符串到实体,Spring还提供了更加通用的功能在对象和对象之间进行数据转换。

Converter<S, T>

Spring的类型转换的基础是Converter<S, T>(以下简称转换器)接口:

package org.springframework.core.convert.converter;
public interface Converter<S, T> {
    T convert(S source);
}

光是看他的结构就很清晰的明白这个接口是要做什么。S表示Source(来源)、T表示Target(目标),所以这个接口的2个范型参数就是数据从S转换为T,Converter::convert方法正是输入一个“S”类型的实例,返回一个“T”类型的实例。

可以通过这个接口实现规范化、可复用的类型转换功能。下面通过转换器实现字符串到PC实体类相互转换的过程。

Pc实体:

public class PC extends Device {
	String cpu;
	String graphic;
	String ram;
    //Getter & Setter ...
}

在基类Device中通过反射实现字符串到实体类的转换:

public abstract class Device {
	public void pares(String text){ //字符串转换为实体
		Field[] fields = this.getClass().getDeclaredFields();
		for (Field field : fields) {
			int begIndex = text.indexOf(field.getName());
			int endIndex = text.indexOf(";", begIndex);
			String sub = text.substring(begIndex, endIndex), value = sub.split("=")[1];
			field.setAccessible(true);
		    field.set(this, value);
		}
	};

	public String value(){ //实体转换为字符串
		Field[] fields = this.getClass().getDeclaredFields();
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		for (Field field : fields) {
			sb.append(field.getName());
			sb.append("=");
			sb.append(field.get(this).toString());
			sb.append(";");
		}
		return sb.toString();
	}
}

然后声明两个转换器的实现类:

public class String2PcConverter implements Converter<String, PC> { 
    //字符串转换为PC对象
	@Override
	public PC convert(String source) {
		PC pc = new PC();
		pc.pares(source);
		return pc;
	}
}
public class PC2StringConverter implements Converter<PC, String>  {
    //PC对象转换为字符串
	@Override
	public String convert(PC source) {
		return source.value();
	}
}

 最后使用这两个转换器:

public class ConversionApp {
	void singletonConversion() {
		final String text = "cpu=amd;ram=kingston;graphic=Navidia;";
		Converter<String, PC> string2Pc = new String2PcConverter();
		PC pc = string2Pc.convert(text);
		Converter<PC, String> pc2String = new PC2StringConverter();
		String string = pc2String.convert(pc);
	}
}

以上就是Spring最基本的类型转换功能——围绕着转换器(Converter<S, T>)接口实现数据类型转换。看到这里可能有些码友就要问了:这到底有什么用?直接用使用Device::pares和Device::value方法不就完事了?为什么还要引入转换器兜一圈??!

如果系统仅仅只有1个或几个类型转换确实没必要引入转换器。但是业务总是繁杂多样的,模块与模块之前也会存在数据结构的差异,因此我们需要适配器(Adapter)、外观(Facade)等模式来应对变化多端的外部输入而无需改动业务逻辑。实际上从更高的层次看,Converter接口就是Spring为类型转换提供的一个适配器。后面会看到Spring已经为程序的顺利运行提供了大量的转换器,即使在阅读本文内容之前不知道这些转换器的存在,但Spring框架时时刻刻都在使用他们。

ConverterFactory<S, R>

转换器只能对单一类型进行转换,如果有大量相同类别的数据需要转换可以使用ConverterFactory(一下简称转换工厂):

public interface ConverterFactory<S, R> {

    <T extends R> Converter<S, T> getConverter(Class<T> targetType);
}

ConverterFactory::getConverter是返回一个转换器,这里范型标记“T”是“R”的子类。看下面转换工厂的例子,他可以将字符串转换成Device的子类:

public class String2DeviceConverterFactory implements ConverterFactory<String, Device> {
	public <T extends Device> Converter<String, T> getConverter(Class<T> targetType) {
		return new String2DeviceConverter(targetType);
	}
  
    // Device的通用转换器
	static class String2DeviceConverter<T extends Device> implements Converter<String, Device> {
		private Class<? extends Device> klass;
		public String2DeviceConverter(Class<? extends Device> klass) {
			this.klass = klass;
		}

		public T convert(String source) {
			Device device = null;
			device = klass.newInstance();
			device.pares(source);
			return (T) device;
		}
	}
}

然后可以使用这个转换工厂按照目标类型进行转换:

public class ConversionApp {
	void factoryConversion() {
		String2DeviceConverterFactory factory = new String2DeviceConverterFactory();
		Converter<String, PC> pcConverter = factory.getConverter(PC.class);
		//将字符串转换为PC
		PC pc = pcConverter.convert("cpu=amd;ram=kingston;graphic=Navidia;");

		Converter<String, Phone> phoneConverter = factory.getConverter(Phone.class);
		//将字符串转换为Phone
		Phone phone = phoneConverter.convert("name=HUAWEIP20;cpu=Kirin970;ram=64G;");
	}
}

Phone是另外一个继承了Device的实体类:

public class Phone extends Device {
	String name;
	String cpu;
	String ram;
    // Getter & Setter
}

数据转换服务

Spring已经为数据转换预设了大量的Converter,这些Converter可以通过ConversionService直接使用。ConversionService中包含了几乎所有Java常规类型的数据格式转换,看下面的案例。

public class ConversionApp {ConversionApp registConversionService() {
		ConfigurableApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(ConversionConfig.class);
        // 获取ConversionService
		ConversionService service = ctx.getBean(ConversionService.class);
		// 字符串转换为整型
		int i = service.convert("123456", Integer.class);
		// 字符串转换为浮点
		float f = service.convert("1234.56", Float.class);
		// 源生列表转换为List
		List<?> list = service.convert(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }, List.class);
		// 源生列表转换为Set
		Set<?> set = service.convert(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }, Set.class);
		// 枚举转换
		Gender gender = service.convert("Male", Gender.class);
		// 使用自定义转换器
		PC pc = service.convert("cpu=amd;ram=kingston;graphic=Navidia;", PC.class);
		// UUID转换
		UUID uuid = service.convert("f51b4b95-0925-4ad0-8c62-4daf3ea7918f", UUID.class);
		// 字符串转换为Optional<PC>
		Optional<PC> options = service.convert("cpu=amd;ram=kingston;graphic=Navidia;", Optional.class);
		// 使用TypeDescriptor描述进行转换
		String source = "123456789";
		int result = (int) service.convert(source, TypeDescriptor.valueOf(source.getClass()),
				TypeDescriptor.valueOf(Integer.class));
		_G.print(result);
	}

	enum Gender {
		Male, Female, Other
	}
}

除了上面的转换,ConversionService还提供了其他转换器,详情请看org.springframework.core.convert.support.DefaultConversionService的JavaDoc文档。

需要通过ConversionServiceFactoryBean来启用ConversionService,下面的代码是在@Configurable中向IoC容器添加ConversionServiceFactoryBean:

@Configurable
public class ConversionConfig {
	
	@Bean
	public ConversionServiceFactoryBean ConversionServiceFactoryBean() {
		ConversionServiceFactoryBean factoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
		Set<Converter> converters = new HashSet<>();
		// 添加自定义转换器
		converters.add(new String2PcConverter());
		converters.add(new PC2StringConverter());
		factoryBean.setConverters(converters);
		return factoryBean;
	}
}

也可以通过XML文件配置来引入ConversionService:

<bean id="conversionService"
        class="org.springframework.context.support.ConversionServiceFactoryBean">
    <property name="converters">
        <set>
            <bean class="chkui.springcore.example.javabase.conversion.support.PC2StringConverter"/>
            <bean class="chkui.springcore.example.javabase.conversion.support.String2PcConverter"/>
        </set>
    </property>
</bean>

ConversionService在Spring MVC中的作用很大,可以全局注册统一的类型转换器,详情请见 Conversion and Formatting。 

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