作者：宁海翔
1 前言
对象拷贝，是咱们在开发过程中，绕不开的过程，既存在于Po、Dto、Do、Vo各个体现层数据的转换，也存在于零碎交互如序列化、反序列化。
Java对象拷贝分为深拷贝和浅拷贝，目前罕用的属性拷贝工具，包含Apache的BeanUtils、Spring的BeanUtils、Cglib的BeanCopier、mapstruct都是浅拷贝。
1.1 深拷贝
深拷贝：对根本数据类型进行值传递，对援用数据类型，创立一个新的对象，并复制其内容称为深拷贝。
深拷贝常见有以下四种实现形式:
- 构造函数
- Serializable序列化
- 实现Cloneable接口
- JSON序列化
1.2 浅拷贝
浅拷贝：对根本数据类型进行值传递，对援用数据类型进行援用传递般的拷贝称为浅拷贝。通过实现Cloneabe接口并重写Object类中的clone()办法能够实现浅克隆。
2 罕用对象拷贝工具原理分析及性能比照
目前罕用的属性拷贝工具，包含Apache的BeanUtils、Spring的BeanUtils、Cglib的BeanCopier、mapstruct。
- Apache BeanUtils:BeanUtils是Apache commons组件外面的成员，由Apache提供的一套开源 api，用于简化对javaBean的操作，可能对根本类型主动转换。
- Spring BeanUtils：BeanUtils是spring框架下自带的工具，在org.springframework.beans包下， spring我的项目能够间接应用。
- Cglib BeanCopier：cglib（Code Generation Library）是一个弱小的、高性能、高质量的代码生成类库，BeanCopier依靠于cglib的字节码加强能力，动静生成实现类，实现对象的拷贝。
- mapstruct：mapstruct 是一个 Java正文处理器，用于生成类型平安的 bean 映射类，在构建时，依据注解生成实现类，实现对象拷贝。
2.1 原理剖析
2.1.1 Apache BeanUtils
应用形式：BeanUtils.copyProperties(target, source);
BeanUtils.copyProperties 对象拷贝的外围代码如下:
// 1.获取源对象的属性形容PropertyDescriptor[] origDescriptors = this.getPropertyUtils().getPropertyDescriptors(orig);PropertyDescriptor[] temp = origDescriptors;int length = origDescriptors.length;String name;Object value;// 2.循环获取源对象每个属性，设置指标对象属性值for(int i = 0; i < length; ++i) {PropertyDescriptor origDescriptor = temp[i];name = origDescriptor.getName();// 3.校验源对象字段可读切指标对象该字段可写if (!"class".equals(name) && this.getPropertyUtils().isReadable(orig, name) && this.getPropertyUtils().isWriteable(dest, name)) {try {// 4.获取源对象字段值value = this.getPropertyUtils().getSimpleProperty(orig, name);// 5.拷贝属性this.copyProperty(dest, name, value);} catch (NoSuchMethodException var10) {}}}循环遍历源对象的每个属性，对于每个属性，拷贝流程为:
- 校验起源类的字段是否可读isReadable
- 校验指标类的字段是否可写isWriteable
- 获取起源类的字段属性值getSimpleProperty
- 获取指标类字段的类型type，并进行类型转换
- 设置指标类字段的值
因为单字段拷贝时每个阶段都会调用PropertyUtilsBean.getPropertyDescriptor获取属性配置,而该办法通过for循环获取类的字段属性，重大影响拷贝效率。
获取字段属性配置的外围代码如下：
PropertyDescriptor[] descriptors = this.getPropertyDescriptors(bean);if (descriptors != null) {for (int i = 0; i < descriptors.length; ++i) {if (name.equals(descriptors[i].getName())) {return descriptors[i];}}}2.1.2 Spring BeanUtils
应用形式: BeanUtils.copyProperties(source, target);
BeanUtils.copyProperties外围代码如下：
PropertyDescriptor[] targetPds = getPropertyDescriptors(actualEditable);List<String> ignoreList = ignoreProperties != null ? Arrays.asList(ignoreProperties) : null;PropertyDescriptor[] arr$ = targetPds;int len$ = targetPds.length;for(int i$ = 0; i$ < len$; ++i$) {PropertyDescriptor targetPd = arr$[i$];Method writeMethod = targetPd.getWriteMethod();if (writeMethod != null && (ignoreList == null || !ignoreList.contains(targetPd.getName()))) {PropertyDescriptor sourcePd = getPropertyDescriptor(source.getClass(), targetPd.getName());if (sourcePd != null) {Method readMethod = sourcePd.getReadMethod();if (readMethod != null && ClassUtils.isAssignable(writeMethod.getParameterTypes()[0], readMethod.getReturnType())) {try {if (!Modifier.isPublic(readMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) {readMethod.setAccessible(true);}Object value = readMethod.invoke(source);if (!Modifier.isPublic(writeMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) {writeMethod.setAccessible(true);}writeMethod.invoke(target, value);} catch (Throwable var15) {throw new FatalBeanException("Could not copy property '" + targetPd.getName() + "' from source to target", var15);}}}}}拷贝流程简要形容如下:
- 获取指标类的所有属性形容
- 循环指标类的属性值做以下操作
- 获取指标类的写办法
- 获取起源类的该属性的属性形容(缓存获取)
- 获取起源类的读办法
- 读起源属性值
- 写指标属性值
与Apache BeanUtils的属性拷贝相比，Spring通过Map缓存，防止了类的属性形容反复获取加载，通过懒加载，首次拷贝时加载所有属性形容。
2.1.3 Cglib BeanCopier
应用形式：
BeanCopier beanCopier = BeanCopier.create(AirDepartTask.class, AirDepartTaskDto.class, false);beanCopier.copy(airDepartTask, airDepartTaskDto, null);create调用链如下:
BeanCopier.create
-\> BeanCopier.Generator.create
-\> AbstractClassGenerator.create
->DefaultGeneratorStrategy.generate
-\> BeanCopier.Generator.generateClass
BeanCopier 通过cglib动静代理操作字节码，生成一个复制类，触发点为BeanCopier.create
2.1.4 mapstruct
应用形式:
- 引入pom依赖
- 申明转换接口
mapstruct基于注解，构建时主动生成实现类，调用链如下:
MappingProcessor.process -> MappingProcessor.processMapperElements
MapperCreationProcessor.process:生成实现类Mapper
MapperRenderingProcessor:将实现类mapper，写入文件，生成impl文件
应用时须要申明转换接口，例如：
@Mapper(nullValuePropertyMappingStrategy = NullValuePropertyMappingStrategy.IGNORE)public interface AirDepartTaskConvert {AirDepartTaskConvert INSTANCE = getMapper(AirDepartTaskConvert.class);AirDepartTaskDto convertToDto(AirDepartTask airDepartTask);}生成的实现类如下：
public class AirDepartTaskConvertImpl implements AirDepartTaskConvert {@Overridepublic AirDepartTaskDto convertToDto(AirDepartTask airDepartTask) {if ( airDepartTask == null ) {return null;}AirDepartTaskDto airDepartTaskDto = new AirDepartTaskDto();airDepartTaskDto.setId( airDepartTask.getId() );airDepartTaskDto.setTaskId( airDepartTask.getTaskId() );airDepartTaskDto.setPreTaskId( airDepartTask.getPreTaskId() );List<String> list = airDepartTask.getTaskBeginNodeCodes();if ( list != null ) {airDepartTaskDto.setTaskBeginNodeCodes( new ArrayList<String>( list ) );}// 其余属性拷贝airDepartTaskDto.setYn( airDepartTask.getYn() );return airDepartTaskDto;}}2.2 性能比照
以航空业务零碎中发货工作po到dto转换为例，随着拷贝数据量的增大，钻研拷贝数据耗时状况
2.3 拷贝选型
通过以上剖析，随着数据量的增大，耗时整体呈上升趋势
- 整体状况下，Apache BeanUtils的性能最差，日常应用过程中不倡议应用
- 在数据规模不大的状况下，spring、cglib、mapstruct差别不大，spring框架下倡议应用spring的beanUtils，不须要额定引入依赖包
- 数据量大的状况下，倡议应用cglib和mapstruct
- 波及大量数据转换，属性映射，格局转换的，倡议应用mapstruct
3 最佳实际
3.1 BeanCopier
应用时能够应用map缓存，缩小同一类对象转换时，create次数
/*** BeanCopier的缓存，防止频繁创立，高效复用*/private static final ConcurrentHashMap<String, BeanCopier> BEAN_COPIER_MAP_CACHE = new ConcurrentHashMap<String, BeanCopier>();/*** BeanCopier的copyBean，高性能举荐应用，减少缓存** @param source 源文件的* @param target 指标文件*/public static void copyBean(Object source, Object target) {String key = genKey(source.getClass(), target.getClass());BeanCopier beanCopier;if (BEAN_COPIER_MAP_CACHE.containsKey(key)) {beanCopier = BEAN_COPIER_MAP_CACHE.get(key);} else {beanCopier = BeanCopier.create(source.getClass(), target.getClass(), false);BEAN_COPIER_MAP_CACHE.put(key, beanCopier);}beanCopier.copy(source, target, null);}/*** 不同类型对象数据copylist** @param sourceList* @param targetClass* @param <T>* @return*/public static <T> List<T> copyListProperties(List<?> sourceList, Class<T> targetClass) throws Exception {if (CollectionUtils.isNotEmpty(sourceList)) {List<T> list = new ArrayList<T>(sourceList.size());for (Object source : sourceList) {T target = copyProperties(source, targetClass);list.add(target);}return list;}return Lists.newArrayList();}/*** 返回不同类型对象数据copy,应用此办法需注意不能笼罩默认的无参构造方法** @param source* @param targetClass* @param <T>* @return*/public static <T> T copyProperties(Object source, Class<T> targetClass) throws Exception {T target = targetClass.newInstance();copyBean(source, target);return target;}/*** @param srcClazz 源class* @param tgtClazz 指标class* @return string*/private static String genKey(Class<?> srcClazz, Class<?> tgtClazz) {return srcClazz.getName() + tgtClazz.getName();}3.2 mapstruct
mapstruct反对多种形式对象的映射，次要有上面几种
- 根本映射
- 映射表达式
- 多个对象映射到一个对象
- 映射汇合
- 映射map
- 映射枚举
- 嵌套映射
@Mapper(nullValuePropertyMappingStrategy = NullValuePropertyMappingStrategy.IGNORE)public interface AirDepartTaskConvert {AirDepartTaskConvert INSTANCE = getMapper(AirDepartTaskConvert.class);// a.根本映射@Mapping(target = "createTime", source = "updateTime")// b.映射表达式@Mapping(target = "updateTimeStr", expression = "java(new SimpleDateFormat( \"yyyy-MM-dd\" ).format(airDepartTask.getCreateTime()))")AirDepartTaskDto convertToDto(AirDepartTask airDepartTask);}@Mapperpublic interface AddressMapper {AddressMapper INSTANCE = Mappers.getMapper(AddressMapper.class);// c.多个对象映射到一个对象@Mapping(source = "person.description", target = "description")@Mapping(source = "address.houseNo", target = "houseNumber")DeliveryAddressDto personAndAddressToDeliveryAddressDto(Person person, Address address);}@Mapperpublic interface CarMapper {// d.映射汇合Set<String> integerSetToStringSet(Set<Integer> integers);List<CarDto> carsToCarDtos(List<Car> cars);CarDto carToCarDto(Car car);// e.映射map@MapMapping(valueDateFormat = "dd.MM.yyyy")Map<String,String> longDateMapToStringStringMap(Map<Long, Date> source);// f.映射枚举@ValueMappings({@ValueMapping(source = "EXTRA", target = "SPECIAL"),@ValueMapping(source = "STANDARD", target = "DEFAULT"),@ValueMapping(source = "NORMAL", target = "DEFAULT")})ExternalOrderType orderTypeToExternalOrderType(OrderType orderType);// g.嵌套映射@Mapping(target = "fish.kind", source = "fish.type")@Mapping(target = "fish.name", ignore = true)@Mapping(target = "ornament", source = "interior.ornament")@Mapping(target = "material.materialType", source = "material")@Mapping(target = "quality.report.organisation.name", source = "quality.report.organisationName")FishTankDto map( FishTank source );}4 总结
以上就是我在应用对象拷贝过程中的一点浅谈。在日常零碎开发过程中，要深究底层逻辑，哪怕发现一小点的扭转可能使咱们的零碎更加稳固、顺畅，都是值得咱们去改良的。
最初，心愿随着咱们的退出，零碎会更加稳固、顺畅，咱们会变得越来越优良。