Java对象转换最佳方案

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2023-11-04
Java正则表达式API系列
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系统变的复杂，系统的层次划分越来越细，边界也越来越明确。 然后每一层之间一般都有自己要处理的领域对象，统称为 pojo 一般在model或者domain包下(类的后缀不能为pojo)。

常见的一些模型类型：

  • PO、 DO ：持久层对象，一般和数据库直接打交道。
  • DTO ：数据传输对象，系统之间的交互，再服务层提供服务的时候输出到其它系统。
  • VO：视图对象，用于前端模型展示。 当然有时候前端也可以看做另外一个系统，使用DTO模型；
  • BO：业务逻辑对象，比较少用…

为什么模型要分这么多层？

在复杂一点的业务中， 业务建模 是非常有必要的，一定要抽象出业务上常用的 领域模型 ，统一技术和非技术同学的语言。

建完模型之后，在技术的系统中，为了方便维护代码，分离关注点，也会进行再次分层，让每一层解决特定的问题。模型的分层是随着系统的分层而来的；试想所有的模型属性在一个对象中，这个对象你看的懂吗？

举个实际的案例：

  • 数据层一般用DO
  • 现在要透出数据给其他系统，DO中一般都会有创建人，创建时间，修改人，修改时间，当前对象所处的环境等信息； 但是外部的系统需要环境、创建人信息吗？ 很多时候不需要，站在数据安全的角度，一般只透出必要的字段就可以； 这些要输出要外部系统的必要字段，一般定义在DTO中。
  • 到前端系统，前端系统展示上所需的逻辑和输出到外部系统的又有点不太一样，前端系统可能要创建人，创建时间，但是不要另外一些东西，或者一些敏感的配置不能透出给前端，这个时候一般也会再定义一个新的对象。

简单说就是当我们的系统要输出能力到外部系统的时候，不同系统要的数据不一样，数据安全要求我们不能透出这么多的数据，一定要做一层处理。 另外给另外一个系统关注的数据，而不是一股脑的全部都给对方，对方处理起来也方便。

模型之间的转换

建议不要用的方式

  • 手写getset； 虽然性能高，但是费劲并且眼花缭乱，一不小心就写错了，难以维护，复用度不高
  • BeanUtils，apacha和spring包下都有对应的类，但是底层用到的都是反射，性能比较差，大流量的情况下一般不用
  • 直接 fastjson ，gc会很频繁，而且性能比较差

常用的方式

  • cglib的beanCopier，开销在创建BeanCopier，一般在创建类的时候提前创建好一个，在代码运行的时候直接进行 copy ，性能接近原生。
  • mapstruct 性能和原生代码一样，支持复杂的转化场景，实现原理同lombok编译的时候生成对应的代码。

以上从技术分类的角度来看：

  • 反射：fast JSON ， bean util 都不建议用
  • getset： beancoper通过字节码进行getset，mapstruct编译的时候生成getset。 性能相对较好。

使用方式

个人觉得，如果说对象比较简单的时候，使用BeanCopier就可以了，因为spring的 aop 依赖 cglib ，默认情况下就已经引入了对应的包了，不需要额外的依赖直接就可以用。

如果很复杂的模型之间的转换，并且对性能有更极致的要求，考虑使用下Map struct 。

定义对象

UserDO 

 @Data
public class UserDO {

   private  Long id;

  private String name;

  private Integer gender;

  private String password;

  private Date gmtCreate;

  private Date gmtModified;

}

UserDTO 

 @Data
public class UserDTO {

  private Long id;

  private String name;

  private Integer gender;

}

BeanCopier

最简单的使用方式

BeanCopier beanCopier = BeanCopier.create(UserDO.class, UserDTO.class, false); bean.copy即可； 

 private static  void  simple Bean Copy() {
    BeanCopier beanCopier = BeanCopier.create(UserDO.class, UserDTO.class, false);
    UserDO userDO = new UserDO();
    userDO.setId(L);
    userDO.setName("aihe");
    userDO.setGmtCreate(new Date());
    userDO.setGender();
    userDO.setPassword("xxxxxx");
    UserDTO userDTO = new UserDTO();
    beanCopier.copy(userDO, userDTO,null);
    Assert.assertEquals("名称未成功拷贝",userDTO.getName(),"aihe");
    Assert.assertEquals("Id未成功拷贝",L, (long)userDTO.getId());
    Assert.assertEquals("性别未成功拷贝",  Integer .valueOf(0),userDTO.getGender());
  }

创建可复用的BeanCopier工具类

 package me.aihe.daka;

import  java .util. Map ;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

import net.sf.cglib.beans.BeanCopier;

/**
 * @author : aihe 
 * @date :/9/12 9:21 AM
 * 使用场景：
 * 功能描述：
 */public class BeanCopyUtils {

    /**
     * beanCopier缓存
     * 由sourceClass和targetClass可以确定一个唯一的BeanCoper，因此使用二级Map；
     */    private static Map<Class<?>, Map<Class<?>, BeanCopier>> beanCopierMap = new ConcurrentHash map <>();


    /**
     * 直接指定Bean对象进行拷贝
     * @param sourceBean
     * @param targetBean
     * @param <S>
     * @param <T>
     */    public static <S,T> void copy(S sourceBean,T targetBean){
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Class<S> sourceClass = (Class<S>) sourceBean.getClass();
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Class<T> targetClass = (Class<T>) targetBean.getClass();

        BeanCopier beanCopier = getBeanCopier(sourceClass,targetClass);
        beanCopier.copy(sourceBean,targetBean,null);
    }

    /**
     * 转换方法
     * @param sourceBean 原对象
     * @param targetClass 目标类
     * @param <S>
     * @param <T>
     * @return
     */    public static <S,T> T convert(S sourceBean,Class<T> targetClass){
        try {
            assert sourceBean!=null;
            T targetBean = targetClass.newInstance();
            copy(sourceBean,targetBean);
            return targetBean;
        } catch ( Exception  e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }


    private static <S,T> BeanCopier getBeanCopier(Class<S> sourceClass, Class<T> targetClass ){
        Map<Class<?>,BeanCopier> map = beanCopierMap.get(sourceClass);
        if(map == null || map.isEmpty()){
            BeanCopier newBeanCopier = BeanCopier.create(sourceClass, targetClass, false);
            Map<Class<?>,BeanCopier> newMap = new ConcurrentHashMap<>();
            newMap.put(targetClass,newBeanCopier);
            beanCopierMap.put(sourceClass,newMap);
            return newBeanCopier;
        }

        BeanCopier beanCopier = map.get(targetClass);
        if(beanCopier == null){
            BeanCopier newBeanCopier = BeanCopier.create(sourceClass, targetClass, false);
            map.put(targetClass,newBeanCopier);

            return newBeanCopier;
        }

        return beanCopier;
    }
}

同上： 

 UserDO userDO = new UserDO();
    userDO.setId(L);
    userDO.setName("aihe");
    userDO.setGmtCreate(new Date());
    userDO.setGender();
    userDO.setPassword("xxxxxx");
    UserDTO userDTO = new UserDTO();
    BeanCopyUtils.copy(userDO, userDTO);
    Assert.assertEquals("名称未成功拷贝",userDTO.getName(),"aihe");
    Assert.assertEquals("Id未成功拷贝",L, (long)userDTO.getId());
    Assert.assertEquals("性别未成功拷贝", Integer.valueOf(),userDTO.getGender());

MapStruct

案例集：github.com/mapstruct/m…

引入mapstruct

 <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-</project.build.sourceEncoding>
        <org.mapstruct.version>.5.2.Final</org.mapstruct.version>
        <org.projectlombok.version>.18.20</org.projectlombok.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.mapstruct</groupId>
            <artifactId>mapstruct</artifactId>
            <version>${org.mapstruct.version}</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.mapstruct</groupId>
            <artifactId>mapstruct-processor</artifactId>
            <version>${org.mapstruct.version}</version>
            <!--  IntelliJ  does not pick up the processor if it is not in the dependencies.
             There is already an open issue for IntelliJ see 
            -->
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
       
         <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>${org.projectlombok.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

    </dependencies>

简单Demo

定义Mapper 

 @Mapper
public interface UserDTOMapper {

    UserDTOMapper MAPPER = Mappers.getMapper( UserDTOMapper.class );

    //@Mapping( source = "test", target = "testing" )
    //@Mapping( source = "test", target = "testing2" )
    UserDTO toTarget( UserDO s );
}

使用： 

 public static void main( String[] args ) {
        //simpleDemo();
        UserDO userDO = new UserDO();
        userDO.setId(L);
        userDO.setName("aihe");
        userDO.setGmtCreate(new Date());
        userDO.setGender();
        userDO.setPassword("xxxxxx");
        UserDTO userDTO = UserDTOMapper.MAPPER.toTarget(userDO);
        Assert.assertEquals("名称未成功拷贝",userDTO.getName(),"aihe");
        Assert.assertEquals("Id未成功拷贝",L, (long)userDTO.getId());
        Assert.assertEquals("性别未成功拷贝", Integer.valueOf(),userDTO.getGender());
    }

常见用法

  • 属性类型相同，名称不同的时候，使用@Mapping注解指定source和target字段名称对应关系， 如果有多个这种属性，那就指定多个@Mapping注解。
  • 忽略某个字段，在@Mapping的时候，加上ignore = true
  • 转化日期格式， 字符串 到数字的格式，可以使用dateFormat， number Format
  • 如果有自定义转换的需求，写一个简单的Java类即可，然后在方法上打上Mapstruct的注解@Named，在在@Mapper(uses = 自定义的类)，然后@Mapping中用上qualifiedByName。 
 @Mapping(target = "userNick", source = "userNick")
@Mapping(target = "createTime", source = "createTime", dateFormat = "yyyy-MM-dd")
@Mapping(target = "age", source = "age", numberFormat = "#.00")
@Mapping(target = "id", ignore = true)
@Mapping(target = "userVerified", defaultValue = "defaultValue-")
UserDTO toTarget( UserDO s );

性能测试

测试代码

 
import java.util.Date;

import com.alibaba.fastjson.JSON;

import org. junit .Before;
import org.junit.Test;

/**
 * @author : aihe aihe.ah@alibaba-inc.com
 * @date :/9/12 9:47 AM
 * 使用场景：
 * 功能描述：
 */public class BenchDemoTest{

  /**
   * 转化对象
   */  private UserDO userDO;

  /**
   * 转化次数
   */  private final static int count =;


  @Before
  public void before() {
    userDO = new UserDO();
    userDO.setId(L);
    userDO.setName("aihe");
    userDO.setGmtCreate(new Date());
    userDO.setGender();
    userDO.setPassword("xxxxxx");
  }


  @Test
  public void mapstruct() {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i =; i <=count; i++) {
      UserDTO userDTO = UserDTOMapper.MAPPER.toTarget(userDO);
    }
    System.out.println("mapstruct time" + (System.currentTimeMillis() - startTime));
  }

  @Test
  public void beanCopier() {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i =; i <= count; i++) {
      UserDTO targetBean = new UserDTO();
      BeanCopyUtils.copy(userDO, targetBean);
    }
    System.out.println("beanCopier time" + (System.currentTimeMillis() - startTime));
  }

  @Test
  public void springBeanUtils(){
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i =; i <=count; i++) {
      UserDTO userDTO = new UserDTO();
      org.springframework.beans.BeanUtils.copyProperties(userDO, userDTO);
    }
    System.out.println("springBeanUtils time" + (System.currentTimeMillis() - startTime));
  }

  @Test
  public void fastjson() {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i =; i <= count; i++) {
      JSON.parseObject(JSON.toJSONString(userDO), UserDTO.class);
    }
    System.out.println("fastjson time" + (System.currentTimeMillis() - startTime));
  }

}

测试结果

  • 可以看出BeanCopier和MapStruct是远远超过其他转换方式的…
  • BeanCopier虽然快，但是比mapstruct还是有20倍的性能差距…

最后

总结下本文的内容：

  • 软件系统一般都会进行分层，领域模型也会随之进行分层，即每层都有自己关注的模型对象； 分层的主要原因是便于维护。
  • 模型之间的对象经常要互相转换，常用的转换实现有反射和get/set，反射的性能很差不建议使用
  • 然后写了基于get/set实现的beancopier和mapstruct使用方式，简单测试了下性能，mapstrcut优于其它各种对象转换方式。并且MapStrcut支持功能更加复杂的对象转换。 性能又好，功能又强大，所以可以考虑优先使用.

参考

  • MapStrcut官网：mapstruct.org/documentati…
  • MapStrcut案例集：github.com/mapstruct/m…
  • 告别BeanUtils，Mapstruct从入门到精通 ：mp.weixin.qq.com/s/8yDzCzLB-…
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