对象映射基础知识

本节介绍 Spring Data 对象映射、对象创建、字段和属性访问、可变性和不可变性的基础知识。请注意，本节仅适用于不使用底层数据存储的对象映射（如 JPA）的 Spring Data 模块。另请务必查阅特定于存储的章节，以了解特定于存储的对象映射，例如索引、自定义列或字段名称等。

Spring Data 对象映射的核心职责是创建域对象的实例并将存储本机数据结构映射到这些实例。这意味着我们需要两个基本步骤

使用公开的构造函数之一创建实例。
实例填充以实现所有公开的属性。

对象创建

Spring Data 自动尝试检测持久化实体的构造函数，以用于实现该类型的对象。解析算法的工作原理如下：

如果存在一个用@PersistenceCreator注释的静态工厂方法，则使用它。
如果只有一个构造函数，则使用它。
如果有多个构造函数，并且只有一个用@PersistenceCreator注释，则使用它。
如果类型是 Java Record，则使用规范构造函数。
如果存在无参数构造函数，则使用它。其他构造函数将被忽略。

值解析假设构造函数/工厂方法参数名称与实体的属性名称匹配，即，解析将像填充属性一样执行，包括映射中的所有自定义（不同的数据存储列或字段名称等）。这还需要类文件中可用的参数名称信息或构造函数上存在的@ConstructorProperties注释。

可以使用 Spring Framework 的@Value值注释和特定于存储的 SpEL 表达式来自定义值解析。有关更多详细信息，请参阅有关特定于存储的映射的部分。

对象创建内部机制

为了避免反射的开销，Spring Data 对象创建默认情况下使用运行时生成的工厂类，该类将直接调用域类的构造函数。例如，对于此示例类型

class Person {
  Person(String firstname, String lastname) { … }
}

我们将在运行时创建一个语义上等效于此工厂类的类

class PersonObjectInstantiator implements ObjectInstantiator {

  Object newInstance(Object... args) {
    return new Person((String) args[0], (String) args[1]);
  }
}

这使我们的性能比反射提高了大约 10%。要使域类符合此类优化的条件，它需要遵守一组约束：

它不能是私有类。
它不能是非静态内部类。
它不能是 CGLib 代理类。
Spring Data 要使用的构造函数不能是私有的。

如果满足任何这些条件，Spring Data 将回退到通过反射实例化实体。

属性填充

创建实体实例后，Spring Data 将填充该类的所有剩余持久属性。除非实体的构造函数已经填充（即通过其构造函数参数列表使用），否则将首先填充标识符属性，以允许解析循环对象引用。之后，所有尚未由构造函数填充的非瞬态属性都将设置在实体实例上。为此，我们使用以下算法：

如果属性是不可变的，但公开了一个with…方法（见下文），我们将使用with…方法创建一个具有新属性值的新实体实例。
如果定义了属性访问（即通过 getter 和 setter 访问），我们将调用 setter 方法。
如果属性是可变的，我们将直接设置字段。
如果属性是不可变的，我们将使用持久化操作要使用的构造函数（请参阅对象创建）来创建实例的副本。
默认情况下，我们直接设置字段值。

属性填充内部机制

与我们的对象构造优化类似，我们还使用 Spring Data 运行时生成的访问器类来与实体实例交互。

class Person {

  private final Long id;
  private String firstname;
  private @AccessType(Type.PROPERTY) String lastname;

  Person() {
    this.id = null;
  }

  Person(Long id, String firstname, String lastname) {
    // Field assignments
  }

  Person withId(Long id) {
    return new Person(id, this.firstname, this.lastame);
  }

  void setLastname(String lastname) {
    this.lastname = lastname;
  }
}

生成的属性访问器

class PersonPropertyAccessor implements PersistentPropertyAccessor {

  private static final MethodHandle firstname;              (2)

  private Person person;                                    (1)

  public void setProperty(PersistentProperty property, Object value) {

    String name = property.getName();

    if ("firstname".equals(name)) {
      firstname.invoke(person, (String) value);             (2)
    } else if ("id".equals(name)) {
      this.person = person.withId((Long) value);            (3)
    } else if ("lastname".equals(name)) {
      this.person.setLastname((String) value);              (4)
    }
  }
}

1	PropertyAccessor 保持底层对象的可变实例。这是为了能够修改原本不可变的属性。
2	默认情况下，Spring Data 使用字段访问来读取和写入属性值。根据`private`字段的可见性规则，使用`MethodHandles`与字段交互。
3	该类公开了一个`withId(…)`方法，用于设置标识符，例如，当实例插入到数据存储中并且已生成标识符时。调用`withId(…)`将创建一个新的`Person`对象。所有后续修改都将在新实例中进行，而不会影响以前的实例。
4	使用属性访问允许直接方法调用，而无需使用`MethodHandles`。

这使我们的性能比反射提高了大约 25%。要使域类符合此类优化的条件，它需要遵守一组约束：

类型不能位于默认包或java包下。
类型及其构造函数必须是public。
作为内部类的类型必须是static。
使用的 Java 运行时必须允许在原始ClassLoader中声明类。Java 9 及更高版本会施加某些限制。

默认情况下，Spring Data 尝试使用生成的属性访问器，如果检测到限制，则回退到基于反射的访问器。

让我们看一下以下实体：

示例实体

class Person {

  private final @Id Long id;                                                (1)
  private final String firstname, lastname;                                 (2)
  private final LocalDate birthday;
  private final int age;                                                    (3)

  private String comment;                                                   (4)
  private @AccessType(Type.PROPERTY) String remarks;                        (5)

  static Person of(String firstname, String lastname, LocalDate birthday) { (6)

    return new Person(null, firstname, lastname, birthday,
      Period.between(birthday, LocalDate.now()).getYears());
  }

  Person(Long id, String firstname, String lastname, LocalDate birthday, int age) { (6)

    this.id = id;
    this.firstname = firstname;
    this.lastname = lastname;
    this.birthday = birthday;
    this.age = age;
  }

  Person withId(Long id) {                                                  (1)
    return new Person(id, this.firstname, this.lastname, this.birthday, this.age);
  }

  void setRemarks(String remarks) {                                         (5)
    this.remarks = remarks;
  }
}

1	标识符属性是最终属性，但在构造函数中设置为`null`。该类公开了一个`withId(…)`方法，用于设置标识符，例如，当实例插入到数据存储中并且已生成标识符时。由于创建了一个新实例，因此原始`Person`实例保持不变。对于其他由存储管理但可能需要更改以进行持久性操作的属性，通常也应用相同的模式。with方法是可选的，因为持久化构造函数（参见第6点）实际上是一个复制构造函数，设置属性将转换为创建一个具有应用新标识符值的新实例。
2	`firstname`和`lastname`属性是普通的不可变属性，可能通过getter公开。
3	`age`属性是从`birthday`属性派生的不可变属性。使用所示的设计，数据库值将胜过默认值，因为Spring Data使用唯一声明的构造函数。即使目的是应该优先考虑计算，重要的是这个构造函数也需要`age`作为参数（以便可以忽略它），否则属性填充步骤将尝试设置age字段，并由于它是不可变的且没有`with…`方法而失败。
4	`comment`属性是可变的，通过直接设置其字段来填充。
5	`remarks`属性是可变的，通过调用setter方法来填充。
6	该类公开了一个工厂方法和一个构造函数用于对象创建。这里的核心思想是使用工厂方法而不是附加构造函数，以避免需要通过`@PersistenceCreator`进行构造函数消除歧义。相反，属性的默认值在工厂方法中处理。如果希望Spring Data使用工厂方法进行对象实例化，请使用`@PersistenceCreator`对其进行注释。

一般建议

尽量坚持使用不可变对象——不可变对象易于创建，因为对象的物化只需要调用其构造函数即可。此外，这避免了您的领域对象充斥着允许客户端代码操作对象状态的setter方法。如果您需要这些方法，最好将它们设为包保护，以便只有少量位于同一位置的类型才能调用它们。仅构造函数的物化速度比属性填充快高达30%。
提供一个包含所有参数的构造函数——即使您不能或不想将您的实体建模为不可变值，提供一个将实体的所有属性（包括可变属性）作为参数的构造函数仍然是有价值的，因为这允许对象映射跳过属性填充以获得最佳性能。
使用工厂方法而不是重载构造函数来避免@PersistenceCreator——由于需要一个包含所有参数的构造函数以获得最佳性能，我们通常希望公开更多特定于应用程序用例的构造函数，这些构造函数省略了自动生成的标识符等。使用静态工厂方法公开这些包含所有参数构造函数的变体是一种已建立的模式。
确保您遵守允许使用生成的实例化器和属性访问器类的约束——
对于要生成的标识符，仍然使用最终字段以及包含所有参数的持久化构造函数（首选）或with…方法——
使用Lombok避免样板代码——由于持久化操作通常需要一个包含所有参数的构造函数，它们的声明变成了样板参数到字段赋值的冗长重复，最好通过使用Lombok的@AllArgsConstructor来避免。

覆盖属性

Java允许灵活设计领域类，其中子类可以定义在其超类中已声明的同名属性。考虑以下示例

public class SuperType {

   private CharSequence field;

   public SuperType(CharSequence field) {
      this.field = field;
   }

   public CharSequence getField() {
      return this.field;
   }

   public void setField(CharSequence field) {
      this.field = field;
   }
}

public class SubType extends SuperType {

   private String field;

   public SubType(String field) {
      super(field);
      this.field = field;
   }

   @Override
   public String getField() {
      return this.field;
   }

   public void setField(String field) {
      this.field = field;

      // optional
      super.setField(field);
   }
}

这两个类都使用可赋值类型定义了一个field。但是，SubType隐藏了SuperType.field。根据类设计，使用构造函数可能是设置SuperType.field的唯一默认方法。或者，在setter中调用super.setField(…)可以设置SuperType中的field。所有这些机制都在一定程度上造成了冲突，因为属性名称相同，但可能表示两个不同的值。如果类型不可赋值，Spring Data会跳过超类型属性。也就是说，被覆盖属性的类型必须可赋值给其超类型属性类型才能被注册为覆盖，否则超类型属性被认为是瞬态的。我们通常建议使用不同的属性名称。

Spring Data模块通常支持保存不同值的覆盖属性。从编程模型的角度来看，有一些需要注意的事项

应该持久化哪个属性（默认为所有声明的属性）？您可以通过使用@Transient注释这些属性来排除它们。
如何在数据存储中表示属性？对不同的值使用相同的字段/列名通常会导致数据损坏，因此您应该使用显式字段/列名注释至少一个属性。
不能使用@AccessType(PROPERTY)，因为通常无法设置超属性，而无需对setter实现做任何进一步的假设。

Kotlin支持

Spring Data 适应Kotlin的特性，以允许对象创建和修改。

Kotlin对象创建

支持实例化Kotlin类，默认情况下所有类都是不可变的，需要显式属性声明来定义可变属性。

Spring Data 自动尝试检测持久化实体的构造函数，以用于实现该类型的对象。解析算法的工作原理如下：

如果存在用@PersistenceCreator注释的构造函数，则使用它。
如果类型是Kotlin数据类，则使用主构造函数。
如果存在一个用@PersistenceCreator注释的静态工厂方法，则使用它。
如果只有一个构造函数，则使用它。
如果有多个构造函数，并且只有一个用@PersistenceCreator注释，则使用它。
如果类型是 Java Record，则使用规范构造函数。
如果存在无参数构造函数，则使用它。其他构造函数将被忽略。

考虑以下data类Person

data class Person(val id: String, val name: String)

上面的类编译成一个具有显式构造函数的典型类。我们可以通过添加另一个构造函数并使用@PersistenceCreator对其进行注释来自定义此类，以指示构造函数的优先级

data class Person(var id: String, val name: String) {

    @PersistenceCreator
    constructor(id: String) : this(id, "unknown")
}

Kotlin 通过允许在不提供参数的情况下使用默认值来支持参数可选性。当 Spring Data 检测到具有参数默认值的构造函数时，如果数据存储不提供值（或简单地返回null），则它会将这些参数省略，以便 Kotlin 可以应用参数默认值。考虑以下应用name参数默认值的类

data class Person(var id: String, val name: String = "unknown")

每次name参数不是结果的一部分或其值为null时，name都默认为unknown。

Spring Data不支持委托属性。映射元数据会过滤 Kotlin 数据类的委托属性。在所有其他情况下，您可以通过使用@delegate:org.springframework.data.annotation.Transient注释属性来排除委托属性的合成字段。

Kotlin数据类的属性填充

在Kotlin中，默认情况下所有类都是不可变的，需要显式属性声明来定义可变属性。考虑以下data类Person

data class Person(val id: String, val name: String)

此类实际上是不可变的。它允许创建新实例，因为Kotlin生成一个copy(…)方法，该方法创建新的对象实例，复制现有对象中的所有属性值，并将作为参数提供给方法的属性值应用到现有对象。

Kotlin覆盖属性

Kotlin允许声明属性覆盖以更改子类中的属性。

open class SuperType(open var field: Int)

class SubType(override var field: Int = 1) :
	SuperType(field) {
}

这种安排产生了两个名为field的属性。Kotlin为每个类中的每个属性生成属性访问器（getter和setter）。实际上，代码如下所示

public class SuperType {

   private int field;

   public SuperType(int field) {
      this.field = field;
   }

   public int getField() {
      return this.field;
   }

   public void setField(int field) {
      this.field = field;
   }
}

public final class SubType extends SuperType {

   private int field;

   public SubType(int field) {
      super(field);
      this.field = field;
   }

   public int getField() {
      return this.field;
   }

   public void setField(int field) {
      this.field = field;
   }
}

SubType上的getter和setter只设置SubType.field，而不是SuperType.field。在这种安排下，使用构造函数是设置SuperType.field的唯一默认方法。添加一个方法到SubType来通过this.SuperType.field = …设置SuperType.field是可能的，但这超出了支持的约定。属性覆盖在一定程度上造成了冲突，因为属性名称相同，但可能表示两个不同的值。我们通常建议使用不同的属性名称。

Spring Data模块通常支持保存不同值的覆盖属性。从编程模型的角度来看，有一些需要注意的事项

应该持久化哪个属性（默认为所有声明的属性）？您可以通过使用@Transient注释这些属性来排除它们。
如何在数据存储中表示属性？对不同的值使用相同的字段/列名通常会导致数据损坏，因此您应该使用显式字段/列名注释至少一个属性。
不能使用@AccessType(PROPERTY)，因为无法设置超属性。

Kotlin值类

Kotlin值类旨在创建更具表现力的领域模型，以使底层概念明确。Spring Data可以读取和写入使用值类定义属性的类型。

考虑以下领域模型

@JvmInline
value class EmailAddress(val theAddress: String)                                    (1)

data class Contact(val id: String, val name:String, val emailAddress: EmailAddress) (2)

1	一个具有非空值类型的简单值类。
2	使用`EmailAddress`值类定义属性的数据类。

使用非原始值类型的非空属性在编译后的类中被展平为值类型。可为空的原始值类型或可为空的值中值类型用其包装器类型表示，这会影响值类型在数据库中的表示方式。