聊聊Spring中的数据绑定 --- DataBinder本尊(源码分析)【享学Spring】

简介: 聊聊Spring中的数据绑定 --- DataBinder本尊(源码分析)【享学Spring】

前言


数据绑定 这个概念在任何一个成型的框架中都是特别重要的(尤其是web框架),它能让框架更多的自动化,更好容错性以及更高的编码效率。它提供的能力是:把字符串形式的参数转换成服务端真正需要的类型的转换(当然可能还包含校验)。


对Spring中的数据绑定场景,小伙伴们就再熟悉不过了。比如我们Controller中只需要使用Model对象就能完成request到Model对象的自动数据自动绑定,使用起来着实非常方便~(完全屏蔽了Servlet的API)


既然数据绑定这么重要,但是为何鲜有人提起呢?我也上网搜了搜关于DataBinder的相关资料,相对来说还是寥寥无几的~

我们不提起并不代表它不重要,这些都是Spring它帮我们默默的干了。这也印证了那句名言嘛:我们的安好是因为有人替我们负重前行


查到网上的资料,大都停留在如何使用WebDataBinder的说明上,并且几乎没有文章是专门分析核心部件DataBinder的,本文作为此方面的一股清流,在此把我结合官方文档、源码的所获分享给大家~

DataBinder


注意,此类所在的包是org.springframework.validation,所以可想而知,它不仅仅完成数据的绑定,还会和数据校验有关~


注意:我看到有的文章说DataBinder在绑定的时候还会进行数据校验Validation,其实这个是不准确的,容易误导人(校验动作不发生在DataBinder本类)


还有说DataBinder数据绑定最终依赖的是BeanWrapper,其实这个也是不准确的,实际上依赖的是PropertyAccessor。

DataBinder使用Demo

先看一个简单Demo,体验一把直接使用DataBinder进行数据绑定吧:

    public static void main(String[] args) throws BindException {
        Person person = new Person();
        DataBinder binder = new DataBinder(person, "person");
        MutablePropertyValues pvs = new MutablePropertyValues();
        pvs.add("name", "fsx");
        pvs.add("age", 18);
        binder.bind(pvs);
        Map<?, ?> close = binder.close();
        System.out.println(person);
        System.out.println(close);
    }


输出:

Person{name='fsx', age=18}
{person=Person{name='fsx', age=18}, org.springframework.validation.BindingResult.person=org.springframework.validation.BeanPropertyBindingResult: 0 errors}


其实Spring一直是在弱化数据绑定对使用者的接触(这就是为何鲜有人提起的原因),所以之前博文也说到Spring并不推荐直接使用BeanWrapper去自己绑定数据(而是都让框架自己来完成吧~)。


BeanWrapper不推荐直接使用,但是DataBinder是一个更为成熟、完整些的数据绑定器,若实在有需求使用它是比使用BeanWrapper是个更好的选择~


其实直接使用顶层的DataBinder也是一般不会的,而是使用它的子类。比如web包下大名鼎鼎的WebDataBinder~


源码分析


DataBinder的源码相对来说还是颇为复杂的,它提供的能力非常强大,也注定了它的方法非常多、属性也非常多。

首先看看类声明:


public class DataBinder implements PropertyEditorRegistry, TypeConverter {}

它是个实现类,直接实现了PropertyEditorRegistry和TypeConverter这两个接口,因此它可以注册java.beans.PropertyEditor,并且能完成类型转换(TypeConverter)。


关于数据转换这块内容,有兴趣的可参见:【小家Spring】聊聊Spring中的数据转换:Converter、ConversionService、TypeConverter、PropertyEditor


接下里分析具体源码(需要解释说明都写在源码处了):

public class DataBinder implements PropertyEditorRegistry, TypeConverter {
  /** Default object name used for binding: "target". */
  public static final String DEFAULT_OBJECT_NAME = "target";
  /** Default limit for array and collection growing: 256. */
  public static final int DEFAULT_AUTO_GROW_COLLECTION_LIMIT = 256;
  @Nullable
  private final Object target;
  private final String objectName; // 默认值是target
  // BindingResult:绑定错误、失败的时候会放进这里来~
  @Nullable
  private AbstractPropertyBindingResult bindingResult;
  //类型转换器,会注册最为常用的那么多类型转换Map<Class<?>, PropertyEditor> defaultEditors
  @Nullable
  private SimpleTypeConverter typeConverter;
  // 默认忽略不能识别的字段~
  private boolean ignoreUnknownFields = true;
  // 不能忽略非法的字段(比如我要Integer,你给传aaa,那肯定就不让绑定了,抛错)
  private boolean ignoreInvalidFields = false;
  // 默认是支持级联的~~~
  private boolean autoGrowNestedPaths = true;
  private int autoGrowCollectionLimit = DEFAULT_AUTO_GROW_COLLECTION_LIMIT;
  // 这三个参数  都可以自己指定~~ 允许的字段、不允许的、必须的
  @Nullable
  private String[] allowedFields;
  @Nullable
  private String[] disallowedFields;
  @Nullable
  private String[] requiredFields;
  // 转换器ConversionService
  @Nullable
  private ConversionService conversionService;
  // 状态码处理器~
  @Nullable
  private MessageCodesResolver messageCodesResolver;
  // 绑定出现错误的处理器~
  private BindingErrorProcessor bindingErrorProcessor = new DefaultBindingErrorProcessor();
  // 校验器(这个非常重要)
  private final List<Validator> validators = new ArrayList<>();
  //  objectName没有指定,就用默认的
  public DataBinder(@Nullable Object target) {
    this(target, DEFAULT_OBJECT_NAME);
  }
  public DataBinder(@Nullable Object target, String objectName) {
    this.target = ObjectUtils.unwrapOptional(target);
    this.objectName = objectName;
  }
  ... // 省略所有属性的get/set方法
  // 提供一些列的初始化方法,供给子类使用 或者外部使用  下面两个初始化方法是互斥的
  public void initBeanPropertyAccess() {
    Assert.state(this.bindingResult == null, "DataBinder is already initialized - call initBeanPropertyAccess before other configuration methods");
    this.bindingResult = createBeanPropertyBindingResult();
  }
  protected AbstractPropertyBindingResult createBeanPropertyBindingResult() {
    BeanPropertyBindingResult result = new BeanPropertyBindingResult(getTarget(), getObjectName(), isAutoGrowNestedPaths(), getAutoGrowCollectionLimit());
    if (this.conversionService != null) {
      result.initConversion(this.conversionService);
    }
    if (this.messageCodesResolver != null) {
      result.setMessageCodesResolver(this.messageCodesResolver);
    }
    return result;
  }
  // 你会发现,初始化DirectFieldAccess的时候,校验的也是bindingResult ~~~~
  public void initDirectFieldAccess() {
    Assert.state(this.bindingResult == null, "DataBinder is already initialized - call initDirectFieldAccess before other configuration methods");
    this.bindingResult = createDirectFieldBindingResult();
  }
  protected AbstractPropertyBindingResult createDirectFieldBindingResult() {
    DirectFieldBindingResult result = new DirectFieldBindingResult(getTarget(), getObjectName(), isAutoGrowNestedPaths());
    if (this.conversionService != null) {
      result.initConversion(this.conversionService);
    }
    if (this.messageCodesResolver != null) {
      result.setMessageCodesResolver(this.messageCodesResolver);
    }
    return result;
  }
  ...
  // 把属性访问器返回,PropertyAccessor(默认直接从结果里拿),子类MapDataBinder有复写
  protected ConfigurablePropertyAccessor getPropertyAccessor() {
    return getInternalBindingResult().getPropertyAccessor();
  }
  // 可以看到简单的转换器也是使用到了conversionService的,可见conversionService它的效用
  protected SimpleTypeConverter getSimpleTypeConverter() {
    if (this.typeConverter == null) {
      this.typeConverter = new SimpleTypeConverter();
      if (this.conversionService != null) {
        this.typeConverter.setConversionService(this.conversionService);
      }
    }
    return this.typeConverter;
  }
  ... // 省略众多get方法
  // 设置指定的可以绑定的字段,默认是所有字段~~~
  // 例如,在绑定HTTP请求参数时,限制这一点以避免恶意用户进行不必要的修改。
  // 简单的说:我可以控制只有指定的一些属性才允许你修改~~~~
  // 注意:它支持xxx*,*xxx,*xxx*这样的通配符  支持[]这样子来写~
  public void setAllowedFields(@Nullable String... allowedFields) {
    this.allowedFields = PropertyAccessorUtils.canonicalPropertyNames(allowedFields);
  }
  public void setDisallowedFields(@Nullable String... disallowedFields) {
    this.disallowedFields = PropertyAccessorUtils.canonicalPropertyNames(disallowedFields);
  }
  // 注册每个绑定进程所必须的字段。
  public void setRequiredFields(@Nullable String... requiredFields) {
    this.requiredFields = PropertyAccessorUtils.canonicalPropertyNames(requiredFields);
    if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("DataBinder requires binding of required fields [" + StringUtils.arrayToCommaDelimitedString(requiredFields) + "]");
    }
  }
  ...
  // 注意:这个是set方法,后面是有add方法的~
  // 注意:虽然是set,但是引用是木有变的~~~~
  public void setValidator(@Nullable Validator validator) {
    // 判断逻辑在下面:你的validator至少得支持这种类型呀  哈哈
    assertValidators(validator);
    // 因为自己手动设置了,所以先清空  再加进来~~~
    // 这步你会发现,即使validator是null,也是会clear的哦~  符合语意
    this.validators.clear();
    if (validator != null) {
      this.validators.add(validator);
    }
  }
  private void assertValidators(Validator... validators) {
    Object target = getTarget();
    for (Validator validator : validators) {
      if (validator != null && (target != null && !validator.supports(target.getClass()))) {
        throw new IllegalStateException("Invalid target for Validator [" + validator + "]: " + target);
      }
    }
  }
  public void addValidators(Validator... validators) {
    assertValidators(validators);
    this.validators.addAll(Arrays.asList(validators));
  }
  // 效果同set
  public void replaceValidators(Validator... validators) {
    assertValidators(validators);
    this.validators.clear();
    this.validators.addAll(Arrays.asList(validators));
  }
  // 返回一个,也就是primary默认的校验器
  @Nullable
  public Validator getValidator() {
    return (!this.validators.isEmpty() ? this.validators.get(0) : null);
  }
  // 只读视图
  public List<Validator> getValidators() {
    return Collections.unmodifiableList(this.validators);
  }
  // since Spring 3.0
  public void setConversionService(@Nullable ConversionService conversionService) {
    Assert.state(this.conversionService == null, "DataBinder is already initialized with ConversionService");
    this.conversionService = conversionService;
    if (this.bindingResult != null && conversionService != null) {
      this.bindingResult.initConversion(conversionService);
    }
  }
  // =============下面它提供了非常多的addCustomFormatter()方法  注册进PropertyEditorRegistry里=====================
  public void addCustomFormatter(Formatter<?> formatter);
  public void addCustomFormatter(Formatter<?> formatter, String... fields);
  public void addCustomFormatter(Formatter<?> formatter, Class<?>... fieldTypes);
  // 实现接口方法
  public void registerCustomEditor(Class<?> requiredType, PropertyEditor propertyEditor);
  public void registerCustomEditor(@Nullable Class<?> requiredType, @Nullable String field, PropertyEditor propertyEditor);
  ...
  // 实现接口方法
  // 统一委托给持有的TypeConverter~~或者是getInternalBindingResult().getPropertyAccessor();这里面的
  @Override
  @Nullable
  public <T> T convertIfNecessary(@Nullable Object value, @Nullable Class<T> requiredType,
      @Nullable MethodParameter methodParam) throws TypeMismatchException {
    return getTypeConverter().convertIfNecessary(value, requiredType, methodParam);
  }
  // ===========上面的方法都是开胃小菜,下面才是本类最重要的方法==============
  // 该方法就是把提供的属性值们,绑定到目标对象target里去~~~
  public void bind(PropertyValues pvs) {
    MutablePropertyValues mpvs = (pvs instanceof MutablePropertyValues ? (MutablePropertyValues) pvs : new MutablePropertyValues(pvs));
    doBind(mpvs);
  }
  // 此方法是protected的,子类WebDataBinder有复写~~~加强了一下
  protected void doBind(MutablePropertyValues mpvs) {
    // 前面两个check就不解释了,重点看看applyPropertyValues(mpvs)这个方法~
    checkAllowedFields(mpvs);
    checkRequiredFields(mpvs);
    applyPropertyValues(mpvs);
  }
  // allowe允许的 并且还是没有在disallowed里面的 这个字段就是被允许的
  protected boolean isAllowed(String field) {
    String[] allowed = getAllowedFields();
    String[] disallowed = getDisallowedFields();
    return ((ObjectUtils.isEmpty(allowed) || PatternMatchUtils.simpleMatch(allowed, field)) &&
        (ObjectUtils.isEmpty(disallowed) || !PatternMatchUtils.simpleMatch(disallowed, field)));
  }
  ...
  // protected 方法,给target赋值~~~~
  protected void applyPropertyValues(MutablePropertyValues mpvs) {
    try {
      // 可以看到最终赋值 是委托给PropertyAccessor去完成的
      getPropertyAccessor().setPropertyValues(mpvs, isIgnoreUnknownFields(), isIgnoreInvalidFields());
    // 抛出异常,交给BindingErrorProcessor一个个处理~~~
    } catch (PropertyBatchUpdateException ex) {
      for (PropertyAccessException pae : ex.getPropertyAccessExceptions()) {
        getBindingErrorProcessor().processPropertyAccessException(pae, getInternalBindingResult());
      }
    }
  }
  // 执行校验,此处就和BindingResult 关联上了,校验失败的消息都会放进去(不是直接抛出异常哦~ )
  public void validate() {
    Object target = getTarget();
    Assert.state(target != null, "No target to validate");
    BindingResult bindingResult = getBindingResult();
    // 每个Validator都会执行~~~~
    for (Validator validator : getValidators()) {
      validator.validate(target, bindingResult);
    }
  }
  // 带有校验提示的校验器。SmartValidator
  // @since 3.1
  public void validate(Object... validationHints) { ... }
  // 这一步也挺有意思:实际上就是若有错误,就抛出异常
  // 若没错误  就把绑定的Model返回~~~(可以看到BindingResult里也能拿到最终值哦~~~)
  // 此方法可以调用,但一般较少使用~
  public Map<?, ?> close() throws BindException {
    if (getBindingResult().hasErrors()) {
      throw new BindException(getBindingResult());
    }
    return getBindingResult().getModel();
  }
}


从源源码的分析中,大概能总结到DataBinder它提供了如下能力:


  1. 把属性值PropertyValues绑定到target上(bind()方法,依赖于PropertyAccessor实现~)
  2. 提供校验的能力:提供了public方法validate()对各个属性使用Validator执行校验~
  3. 提供了注册属性编辑器(PropertyEditor)和对类型进行转换的能力(TypeConverter)


还需要注意的是:


  1. initBeanPropertyAccess和initDirectFieldAccess两个初始化PropertyAccessor方法是互斥的1. initBeanPropertyAccess()创建的是BeanPropertyBindingResult,内部依赖BeanWrapper2. initDirectFieldAccess创建的是DirectFieldBindingResult,内部依赖DirectFieldAccessor
  2. 这两个方法内部没有显示的调用,但是Spring内部默认使用的是initBeanPropertyAccess(),具体可以参照getInternalBindingResult()方法~


总结


本文介绍了Spring用于数据绑定的最直接类DataBinder,它位于spring-context这个工程的org.springframework.validation包内,所以需要再次明确的是:它是Spring提供的能力而非web提供的~


虽然我们DataBinder是Spring提供,但其实把它发扬光大是发生在Web环境,也就是大名鼎鼎的WebDataBinder,毕竟我们知道一般只有进行web交互的时候,才会涉及到字符串 -> Java类型/对象的转换,这就是下个章节讲述的重中之重~

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