投影

投影

Spring Data 的查询方法通常返回由仓库管理的聚合根的一个或多个实例。然而，有时可能希望基于这些类型的特定属性创建投影。Spring Data 允许建模专用的返回类型，以便更选择性地检索受管聚合的部分视图。

想象一个仓库和聚合根类型，例如以下示例

一个示例聚合和仓库
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);
}

现在假设我们只想检索人物的名称属性。Spring Data 提供了哪些方法来实现这一点？本章的其余部分将回答这个问题。

投影类型是位于实体类型层次结构之外的类型。实体实现的超类和接口位于类型层次结构之内，因此返回超类型（或实现的接口）将返回完全具体化的实体实例。

基于接口的投影

限制查询结果仅包含名称属性的最简单方法是声明一个接口，该接口暴露要读取的属性的访问器方法，如下例所示

一个用于检索属性子集的投影接口
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();
}

这里的重点是此处定义的属性与聚合根中的属性完全匹配。这样做可以按如下方式添加查询方法

使用基于接口投影的仓库，带有查询方法
interface PersonRepository extends Repository<Person, UUID> {

  Collection<NamesOnly> findByLastname(String lastname);
}

查询执行引擎在运行时为返回的每个元素创建该接口的代理实例，并将对暴露方法的调用转发到目标对象。

在您的 Repository 中声明一个覆盖基础方法（例如，在 CrudRepository、特定存储的仓库接口或 Simple…Repository 中声明）的方法，无论声明的返回类型如何，都会导致调用基础方法。请确保使用兼容的返回类型，因为基础方法不能用于投影。一些存储模块支持 @Query 注解，可以将被覆盖的基础方法转换为查询方法，然后该方法可以用于返回投影。

投影可以递归使用。如果您还想包含一些 Address 信息，可以为其创建一个投影接口，并从 getAddress() 的声明中返回该接口，如下例所示

一个用于检索属性子集的投影接口
interface PersonSummary {

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

  interface AddressSummary {
    String getCity();
  }
}

在方法调用时，获取目标实例的 address 属性，并将其进一步包装到投影代理中。

封闭投影

如果一个投影接口的所有访问器方法都匹配目标聚合的属性，则认为它是封闭投影。以下示例（我们在本章前面也用过）就是一个封闭投影

封闭投影
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();
}

如果使用封闭投影，Spring Data 可以优化查询执行，因为我们知道支持投影代理所需的所有属性。有关更多详细信息，请参阅参考文档中特定模块的部分。

开放投影

投影接口中的访问器方法也可以使用 @Value 注解计算新值，如下例所示

开放投影
interface NamesOnly {

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

支持投影的聚合根在 target 变量中可用。使用 @Value 的投影接口是开放投影。在这种情况下，Spring Data 无法应用查询执行优化，因为 SpEL 表达式可以使用聚合根的任何属性。

在 @Value 中使用的表达式不应过于复杂——您应该避免在 String 变量中进行编程。对于非常简单的表达式，一种选择是求助于默认方法（Java 8 中引入），如下例所示

使用默认方法实现自定义逻辑的投影接口
interface NamesOnly {

  String getFirstname();
  String getLastname();

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

这种方法要求您能够完全基于投影接口上暴露的其他访问器方法实现逻辑。第二种更灵活的选择是在 Spring Bean 中实现自定义逻辑，然后从 SpEL 表达式中调用它，如下例所示

示例 Person 对象
@Component
class MyBean {

  String getFullName(Person person) {
    …
  }
}

interface NamesOnly {

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

注意 SpEL 表达式如何引用 myBean 并调用 getFullName(…) 方法，以及如何将投影目标作为方法参数转发。由 SpEL 表达式评估支持的方法也可以使用方法参数，这些参数随后可以从表达式中引用。方法参数通过名为 args 的 Object 数组可用。以下示例展示了如何从 args 数组获取方法参数

示例 Person 对象
interface NamesOnly {

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

同样，对于更复杂的表达式，您应该使用 Spring Bean 并让表达式调用方法，如前文所述。

可空包装器

投影接口中的 Getter 可以使用可空包装器来提高 null 安全性。目前支持的包装器类型有

  • java.util.Optional

  • com.google.common.base.Optional

  • scala.Option

  • io.vavr.control.Option

使用可空包装器的投影接口
interface NamesOnly {

  Optional<String> getFirstname();
}

如果底层投影值不是 null，则使用包装器类型的存在表示形式返回。如果支持值是 null，则 getter 方法返回所使用的包装器类型的空表示形式。

基于类的投影 (DTOs)

定义投影的另一种方法是使用值类型 DTO（数据传输对象），它们保存应检索字段的属性。这些 DTO 类型的使用方式与投影接口完全相同，只是没有代理发生，也无法应用嵌套投影。

如果存储通过限制要加载的字段来优化查询执行，则要加载的字段会根据暴露的构造函数的参数名称确定。

以下示例显示了一个投影 DTO

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

Java Records 是定义 DTO 类型的理想选择，因为它们遵循值语义：所有字段都是 private final，并且自动创建 equals(…)/hashCode()/toString() 方法。或者，您可以使用任何定义要投影属性的类。

动态投影

到目前为止，我们一直将投影类型用作集合的返回类型或元素类型。但是，您可能希望在调用时选择要使用的类型（这使其成为动态的）。要应用动态投影，请使用如下例所示的查询方法

使用动态投影参数的仓库
interface PersonRepository extends Repository<Person, UUID> {

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

这样，该方法可以用于按原样获取聚合，或应用投影后获取，如下例所示

使用动态投影的仓库
void someMethod(PersonRepository people) {

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

  Collection<NamesOnly> aggregates =
    people.findByLastname("Matthews", NamesOnly.class);
}
查询类型为 Class 的参数会被检查是否符合动态投影参数的条件。如果查询的实际返回类型等于 Class 参数的泛型参数类型，则匹配的 Class 参数不能在查询或 SpEL 表达式中使用。如果想将 Class 参数用作查询参数，请确保使用不同的泛型参数，例如 Class<?>。

当使用基于类的投影时，类型必须声明一个构造函数，以便 Spring Data 确定其输入属性。如果您的类定义了多个构造函数，则在没有额外提示的情况下，您不能将该类型用于 DTO 投影。在这种情况下，请按照如下所述用 @PersistenceCreator 注解所需的构造函数，以便 Spring Data 可以确定要选择哪些属性

public class NamesOnly {

  private final String firstname;
  private final String lastname;

  protected NamesOnly() { }

  @PersistenceCreator
  public NamesOnly(String firstname, String lastname) {
      this.firstname = firstname;
      this.lastname = lastname;
  }

  // ...
}