1. 揭祕Spring類型轉換 - 框架設計的基石

仰不愧天，俯不愧人，內不愧心。關注公衆號【BAT的烏托邦】，有Spring技術棧、MyBatis、JVM、中間件等小而美的原創專欄供以避免費學習。分享、成長，拒絕淺嘗輒止。本文已被 https://www.yourbatman.cn 收錄。

目錄

• ✍前言
• ✍正文
  • Spring類型轉換
    • 早期類型轉換之PropertyEditor
    • 新一代類型轉換接口Converter、GenericConverter
    • 新一代轉換服務接口：ConversionService
    • 類型轉換整合格式化器Formatter
    • 類型轉換底層接口TypeConvert
    • Spring Boot使用加強
• ✍總結
  • ✔推薦閱讀：

✍前言

你好，我是YourBatman。

Spring Framework是一個現代化的框架，儼然已發展成爲Java開發的基石。隨着高度封裝、高度智能化的Spring Boot的普及，發現團隊內愈來愈少的人知道其深層次機制，哪怕只有一點點。這是讓Spirng團隊開心，但倒是讓使用的團隊比較擔心的現象。

若運行一個徹底黑箱程序無疑像抱着一個定時炸彈，老是如履薄冰、戰戰兢兢。團隊內須要這樣的同窗來爲它保駕護航，驚爆之時方可泰然自諾。因此，你願意pick嗎？

本系列將討論Spring Framework裏貫穿其上下文，具備舉足輕重地位的一個模塊：類型轉換（也可叫數據轉換）。

✍正文

Java是個多類型且強類型語言，類型轉換這個概念對它來講並不陌生。好比：

• 自動類型轉換（隱式）：小類型 -> 大類型。eg：int a = 10; double b = a;
• 強制類型轉換（顯式）：大類型 -> 小類型。eg：double a = 10.123; int b = (int)a;
  • 說明：強轉有可能產生精度丟失
• 調用API類型轉換：常見的是字符串和其它類型的互轉。eg：parseInt(String); parseBoolean(String); JSON.toJSONString(Obj); LocalDate.parse(String)
  • 說明：API可能來自於JDK提供、一方庫、二方庫、三方庫提供

在企業級開發環境中，會遇到更爲複雜的數據轉換場景，譬如說：

1. 輸入/傳入一個規格字符串（如1,2,3,4），轉換爲一個數組
2. 輸入/傳入一個JSON串（如{"name":"YourBatman","age":18}），轉換爲一個Person對象
3. 輸入/傳入一個URL串（如：C:/myfile.txt、classpath:myfile.txt），轉換爲一個org.springframework.core.io.Resource對象

雖然說數據輸入/傳入絕大部分都會是字符串（如Http請求信息、XML配置信息），但結構能夠千差萬別，那麼這就必然會涉及到大量的數據類型、結構轉換的邏輯。假若這都須要程序員本身手動編碼作轉換處理，那會讓人望而生畏甚至怯步。

還好咱們有Spring。從本文起，A哥就幫你解密Spring Framework它是如何幫你接管類型轉換，實現「自動化」的。有了此部分知識的儲備，後續再討論自動化數據綁定、自動化數據校驗、Spring Boot鬆散綁定等，一切都變得容易接受得多。

說明：類型轉換其實每一個框架都會存在，其中Java領域以Spring的實現最爲經典，學會後即可觸類旁通

Spring類型轉換

Spring的類型轉換也並不是一步到位。徹底掌握Spring的類型轉換並不是易事，須要有必定的脈絡按步驟進行。本文做爲類型轉換系列第一篇文章，將繪製目錄大綱，將從如下幾個方面逐步展開討論。

早期類型轉換之PropertyEditor

早期的Spirng（3.0以前）類型轉換是基於Java Beans接口java.beans.PropertyEditor來實現的（所有繼承自PropertyEditorSupport）：

public interface PropertyEditor {
	...
	// String -> Object
	void setAsText(String text) throws java.lang.IllegalArgumentException;
	// Object -> String
	String getAsText();
	...
}

這類實現舉例有：

• StringArrayPropertyEditor：,分隔的字符串和String[]類型互轉
• PropertiesEditor：鍵值對字符串和Properties類型互轉
• IntegerEditor：字符串和Integer類型互轉
• ...

基於PropertyEditor的類型轉換做爲一種古老的、遺留下來的方式，是具備一些設計缺陷的，如：職責不單一，類型不安全，只能實現String類型的轉換等。雖然自Spring 3.0起提供了現代化的類型轉換接口，可是此部分機制一直得以保留，保證了向下兼容性。

說明：Spring 3.0以前在Java領域還未徹底站穩腳跟，所以良好的向下兼容顯得尤其重要

這塊內容將在本系列後面具體篇章中獲得專題詳解，敬請關注。

新一代類型轉換接口Converter、GenericConverter

爲了解決PropertyEditor做爲類型轉換方式的設計缺陷，Spring 3.0版本從新設計了一套類型轉換接口，其中主要包括：

• Converter<S, T>：Source -> Target類型轉換接口，適用於1:1轉換
  • StringToPropertiesConverter：將String類型轉換爲Properties
  • StringToBooleanConverter：將String類型轉換爲Boolean
  • EnumToIntegerConverter：將Enum類型轉換爲Integer
• ConverterFactory<S, R>：Source -> R類型轉換接口，適用於1:N轉換
  • StringToEnumConverterFactory：將String類型轉任意Enum
  • StringToNumberConverterFactory：將String類型轉爲任意數字（能夠是int、long、double等等）
  • NumberToNumberConverterFactory：數字類型轉爲數字類型（如int到long，long到double等等）
• GenericConverter：更爲通用的類型轉換接口，適用於N:N轉換
  • ObjectToCollectionConverter：任意集合類型轉爲任意集合類型（如List<String>轉爲List<Integer> / Set<Integer>都使用此轉換器）
  • CollectionToArrayConverter：解釋基本同上
  • MapToMapConverter：解釋基本同上
• ConditionalConverter：條件轉換接口。可跟上面3個接口組合使用，提供前置條件判斷驗證

從新設計的這套接口，解決了PropertyEditor作類型轉換存在的全部缺陷，且具備很是高的靈活性和可擴展性。可是，每一個接口獨立來看均具備必定的侷限性，只有使用組合拳方纔有最大威力。固然嘍，這也形成學習曲線變得陡峭。據我瞭解，不多有同窗搞得清楚新的這套類型轉換機制，特別容易混淆。假若你掌握了是否是本身價值又提高了呢？不信你細品？

這塊內容將在本系列後面具體篇章中獲得專題詳解，敬請關注。

新一代轉換服務接口：ConversionService

從上一小節咱們知道，新的這套接口中，Converter、ConverterFactory、GenericConverter它們三都着力於完成類型轉換。對於使用者而言，若是作個類型轉換須要瞭解到這三套體系無疑成本過高，所以就有了ConversionService用於整合它們三，統一化接口操做。

此接口也是Spring 3.0新增，用於統一化 底層類型轉換實現的差別，對外提供統一服務，因此它也被稱做類型轉換的門面接口，從接口名稱xxxService也能看出來其設計思路。它主要有兩大實現：

1. GenericConversionService：提供模版實現，如轉換器的註冊、刪除、匹配查找等，但並不內置轉換器實現
2. DefaultConversionService：繼承自GenericConversionService。在它基礎上默認註冊了很是多的內建的轉換器實現，從而可以實現絕大部分的類型轉換需求

ConversionService轉換服務它貫穿於Spring上下文ApplicationContext的多項功能，包括但不限於：BeanWrapper處理Bean屬性、DataBinder數據綁定、PropertySource外部化屬性處理等等。所以想要進一步深刻了解的話，ConversionService是你繞不過去的坎。

說明：不少小夥伴問WebConversionService是什麼場景下使用？我說：它並不是Spirng Framework的API，而屬於Spring Boot提供的加強，且起始於2.x版本，這點需引發注意

這塊內容將在本系列後面具體篇章中獲得專題詳解，敬請關注。

類型轉換整合格式化器Formatter

Spring 3.0還新增了一個Formatter<T>接口，做用爲：將Object格式化爲類型T。從語義上理解它也具備類型轉換（數據轉換的做用），相較於Converter<S,T>它強調的是格式化，所以通常用於時間/日期、數字（小數、分數、科學計數法等等）、貨幣等場景，舉例它的實現：

• DurationFormatter：字符串和Duration類型的互轉
• CurrencyUnitFormatter：字符串和javax.money.CurrencyUnit貨幣類型互轉
• DateFormatter：字符串和java.util.Date類型互轉。這個就使用得太多了，它默認支持什麼格式？支持哪些輸出方式，這將在後文詳細描述
• ......

爲了和類型轉換服務ConversionService完成整合，對外只提供統一的API。Spring提供了FormattingConversionService專門用於整合Converter和Formatter，從而使得二者具備一致的編程體驗，對開發者更加友好。

這塊內容將在本系列後面具體篇章中獲得專題詳解，敬請關注。

類型轉換底層接口TypeConvert

定義類型轉換方法的接口，它在Spring 2.0就已經存在。在尚未ConversionService以前，它的類型轉換動做均委託給已註冊的PropertyEditor來完成。但自3.0以後，這個轉換動做可能被PropertyEditor來作，也可能交給ConversionService處理。

它一共提供三個重載方法：

// @since 2.0
public interface TypeConverter {

 	// value：待轉換的source源數據
 	// requiredType：目標類型targetType
 	// methodParam：轉換的目標方法參數，主要爲了分析泛型類型，可能爲null
 	// field：目標的反射字段，爲了泛型，可能爲null
	<T> T convertIfNecessary(Object value, Class<T> requiredType) throws TypeMismatchException;
	<T> T convertIfNecessary(Object value, Class<T> requiredType, MethodParameter methodParam) throws TypeMismatchException;
	<T> T convertIfNecessary(Object value, Class<T> requiredType, Field field) throws TypeMismatchException;

}

它是Spring內部使用類型轉換的入口，最終委託給PropertyEditor或者註冊到ConversionService裏的轉換器去完成。它的主要實現有：

• TypeConverterSupport：@since 3.2。繼承自PropertyEditorRegistrySupport，它主要是爲子類BeanWrapperImpl提供功能支撐。做用有以下兩方面：
  1. 提供對默認編輯器（支持JDK內置類型的轉換如：Charset、Class、Class[]、Properties、Collection等等）和自定義編輯器的管理（PropertyEditorRegistry#registerCustomEditor）
  2. 提供get/set方法，把ConversionService管理上（可選依賴，可爲null）
• 數據綁定相關：由於數據綁定強依賴於類型轉換，所以數據綁定涉及到的屬性訪問操做將會依賴於此組件，不論是直接訪問屬性的DirectFieldAccessor仍是功能更強大的BeanWrapperImpl均是如此

總的來講，TypeConverter能把類型的各類實現、API收口於此，Spring把類型轉換的能力都轉嫁到TypeConverter這個API裏面去了。雖然方便了使用，但其內部實現原理稍顯複雜，一樣的這塊內容將在本系列後面具體篇章中獲得專題詳解，敬請關注。

Spring Boot使用加強

在傳統Spring Framework場景下，若想使用ConversionService還得手動檔去配置，這對於不太瞭解其運行機制的同窗無疑是有使用門檻的。而在Spring Boot場景下這一切都會變得簡單許多，可謂使用起來愈發方便了。

另外，Spring Boot在內建轉換器的基礎上額外擴展了很多實用轉換器，形如：

• StringToFileConverter：String -> File
• NumberToDurationConverter：
• DelimitedStringToCollectionConverter：
• ......

✍總結

基於配置來控制程序運行總比你修改程序代碼來得更優雅、更富彈性，但這是須要依賴於數據綁定、數據校驗等功能的，而它們又依賴於類型轉換。

雖然說幾乎全部的框架都會有類型轉換的功能模塊，但Spring的多是最爲通用、最爲經典的存在。所以本系列專題講解Spring Framework的類型轉換，旨在可以幫你你撬開通往躍升的大門，節節攀高。

---

✔推薦閱讀：

• Spring Boot 2.4.0正式發佈，全新的配置文件加載機制（不向下兼容）
• 若是程序員和產品經理都用凡爾賽文學對話......
• Spring Framework 5.3.0正式發佈，在雲原生路上繼續發力
• Spring改變版本號命名規則：此舉對非英語國家很友好
• JDK15正式發佈，劃時代的ZGC同時宣佈轉正
• IntelliJ IDEA 2020.2正式發佈，諸多亮點總有幾款能助你提效
• Spring Boot 2.3.0正式發佈：優雅停機、配置文件位置通配符新特性一覽
• 搞事情？Spring Boot今天一口氣發佈三個版本