投影

Spring Data 查詢方法通常會回傳 Repository 管理的聚合根的一個或多個實例。然而,有時可能希望根據這些類型的特定屬性建立投影。Spring Data 允許對專用的回傳類型進行建模,以便更有選擇性地檢索受管理聚合的部分視圖。

想像一下如下範例的 Repository 和聚合根類型

聚合和 Repository 範例
class Person {

  @Id UUID id;
  String firstname, lastname;
  Address address;

  static class Address {
    String zipCode, city, street;
  }
}

interface PersonRepository extends Repository<Person, UUID> {

  Collection<Person> findByLastname(String lastname);
}

現在想像一下,我們只想檢索人員的姓名屬性。Spring Data 提供哪些方法來實現這一點?本章的其餘部分將回答這個問題。

投影類型是位於實體類型階層之外的類型。實體實作的超類別和介面位於類型階層內,因此回傳超類型(或實作的介面)會回傳完全具體化實體的實例。

基於介面的投影

將查詢結果限制為僅姓名屬性的最簡單方法是宣告一個介面,該介面公開要讀取屬性的存取子方法,如下列範例所示

用於檢索屬性子集的投影介面
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();
}

這裡重要的部分是,此處定義的屬性與聚合根中的屬性完全匹配。這樣做可以新增查詢方法,如下所示

使用基於介面的投影和查詢方法的 Repository
interface PersonRepository extends Repository<Person, UUID> {

  Collection<NamesOnly> findByLastname(String lastname);
}

查詢執行引擎在執行階段為每個回傳的元素建立該介面的 Proxy 實例,並將對公開方法的呼叫轉發到目標物件。

在您的 Repository 中宣告一個覆寫基礎方法的方法(例如,在 CrudRepository、特定於儲存庫的介面或 Simple…Repository 中宣告)會導致呼叫基礎方法,而與宣告的回傳類型無關。請確保使用相容的回傳類型,因為基礎方法不能用於投影。某些儲存模組支援 @Query 註解,以將覆寫的基礎方法轉換為查詢方法,然後可用於回傳投影。

投影可以遞迴使用。如果您也想包含一些 Address 資訊,請為其建立投影介面,並從 getAddress() 的宣告中回傳該介面,如下列範例所示

用於檢索屬性子集的投影介面
interface PersonSummary {

  String getFirstname();
  String getLastname();
  AddressSummary getAddress();

  interface AddressSummary {
    String getCity();
  }
}

在方法調用時,會取得目標實例的 address 屬性,並將其反過來包裝到投影 Proxy 中。

封閉式投影

存取子方法全部與目標聚合的屬性匹配的投影介面被視為封閉式投影。以下範例(我們在本章稍早也使用過)是一個封閉式投影

封閉式投影
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();
}

如果您使用封閉式投影,Spring Data 可以最佳化查詢執行,因為我們知道支援投影 Proxy 所需的所有屬性。有關更多詳細資訊,請參閱參考文件中的模組特定部分。

開放式投影

投影介面中的存取子方法也可以使用 @Value 註解來計算新值,如下列範例所示

開放式投影
interface NamesOnly {

  @Value("#{target.firstname + ' ' + target.lastname}")
  String getFullName();
  …
}

支援投影的聚合根在 target 變數中可用。使用 @Value 的投影介面是開放式投影。在這種情況下,Spring Data 無法應用查詢執行最佳化,因為 SpEL 表達式可以使用聚合根的任何屬性。

@Value 中使用的表達式不應太複雜 — 您要避免在 String 變數中進行程式設計。對於非常簡單的表達式,一種選擇可能是求助於預設方法(在 Java 8 中引入),如下列範例所示

使用預設方法進行自訂邏輯的投影介面
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();

  default String getFullName() {
    return getFirstname().concat(" ").concat(getLastname());
  }
}

此方法要求您能夠完全根據投影介面上公開的其他存取子方法來實作邏輯。第二種更靈活的選擇是在 Spring Bean 中實作自訂邏輯,然後從 SpEL 表達式中調用該邏輯,如下列範例所示

Person 物件範例
@Component
class MyBean {

  String getFullName(Person person) {
    …
  }
}

interface NamesOnly {

  @Value("#{@myBean.getFullName(target)}")
  String getFullName();
  …
}

請注意 SpEL 表達式如何參考 myBean 並調用 getFullName(…) 方法,並將投影目標作為方法參數轉發。由 SpEL 表達式評估支援的方法也可以使用方法參數,然後可以從表達式中參考這些參數。方法參數透過名為 argsObject 陣列提供。以下範例顯示如何從 args 陣列中取得方法參數

Person 物件範例
interface NamesOnly {

  @Value("#{args[0] + ' ' + target.firstname + '!'}")
  String getSalutation(String prefix);
}

同樣,對於更複雜的表達式,您應該使用 Spring Bean 並讓表達式調用方法,如稍早所述。

可為 Null 的包裝器

投影介面中的 Getter 可以使用可為 Null 的包裝器來提高 Null 安全性。目前支援的包裝器類型有

  • java.util.Optional

  • com.google.common.base.Optional

  • scala.Option

  • io.vavr.control.Option

使用可為 Null 的包裝器的投影介面
interface NamesOnly {

  Optional<String> getFirstname();
}

如果基礎投影值不是 null,則使用包裝器類型的 present-representation 回傳值。如果後端值為 null,則 Getter 方法會回傳所用包裝器類型的空表示。

基於類別的投影 (DTO)

定義投影的另一種方法是使用值類型 DTO(資料傳輸物件),這些 DTO 保留要檢索欄位的屬性。這些 DTO 類型可以與投影介面完全相同的方式使用,只是不會發生 Proxy,並且不能應用巢狀投影。

如果儲存庫透過限制要載入的欄位來最佳化查詢執行,則要載入的欄位是從公開的建構子的參數名稱中判斷的。

以下範例顯示投影 DTO

投影 DTO
record NamesOnly(String firstname, String lastname) {
}

Java Record 是定義 DTO 類型的理想選擇,因為它們遵循值語義:所有欄位都是 private final,並且自動建立 equals(…)/hashCode()/toString() 方法。或者,您可以使用任何定義您要投影的屬性的類別。

動態投影

到目前為止,我們已將投影類型用作集合的回傳類型或元素類型。但是,您可能希望在調用時選擇要使用的類型(這使其成為動態)。若要應用動態投影,請使用查詢方法,如下列範例所示

使用動態投影參數的 Repository
interface PersonRepository extends Repository<Person, UUID> {

  <T> Collection<T> findByLastname(String lastname, Class<T> type);
}

這樣,該方法可用於取得聚合本身或套用投影的聚合,如下列範例所示

使用動態投影的 Repository
void someMethod(PersonRepository people) {

  Collection<Person> aggregates =
    people.findByLastname("Matthews", Person.class);

  Collection<NamesOnly> aggregates =
    people.findByLastname("Matthews", NamesOnly.class);
}
檢查類型為 Class 的查詢參數是否符合動態投影參數的資格。如果查詢的實際回傳類型等於 Class 參數的泛型參數類型,則相符的 Class 參數無法在查詢或 SpEL 表達式中使用。如果您想使用 Class 參數作為查詢引數,請確保使用不同的泛型參數,例如 Class<?>