SpringBoot对象拷贝

目录

• 概述
• 定义实体类
  • Car
  • size
  • carInfo
  • 造测试数据
• Spring BeanUtils
• Apache BeanUtils
• Cglib BeanCopier
• MapStruct
• 性能测试
• 深拷贝or浅拷贝

概述

众所周知，java世界是由类构成的，各种各样的类，提供各种各样的作用，共同创造了一个个的java应用。对象是类的实例，在SpringBoot框架中，对象经常需要拷贝，例如数据库实体拷贝成业务实体，导入实体转换为业务实体，各种数据传输对象之间的拷贝等等。日常开发工作中用到的地方和频率是相当的高。本文就围绕对象拷贝来聊聊常用的姿势（方式）和工具。

定义实体类

为了演示对象拷贝将创建几个实体类和几个生成测试数据的方法。

Car

car描述了车辆这个业务对象， 其中包含一些常见的基本数据类型的属性和一个 size类型 的属性，即包含基本数据类型和引用类型，包含子实体。

import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;
import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
import java.time.LocalDate;

@Data
@Accessors(chain = true)
public class Car implements Serializable {
    private Integer id;
    private String name;
    private String brand;
    private String address;
    private Size size;
    private Double cc;
    /**
     * 扭矩
     */
    private Double torque;
    /**
     * 厂商
     */
    private String manufacturer;
    /**
     * 上市时间
     */
    private LocalDate marketDate;
    /**
     * 售价
     */
    private BigDecimal price;
}

size

size描述了车辆大小，具体来说就是长宽高。

import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;
import java.io.Serializable;

@Data
@Accessors(chain = true)
public class Size  implements Serializable {
    private Double length;
    private Double width;
    private Double height;
}

carInfo

car对象需要拷贝为carInfo对象，他们两个大部分属性都一样，carInfo比car多了 color ，type

package com.ramble.demo.dto;
import com.ramble.demo.model.Size;
import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;
import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
import java.time.LocalDate;

@Data
@Accessors(chain = true)
public class CarInfo implements Serializable {
    private Integer id;
    private String name;
    private String brand;
    private String address;
    private Size size;
    private Double cc;
    /**
     * 扭矩
     */
    private Double torque;
    /**
     * 厂商
     */
    private String manufacturer;
    /**
     * 上市时间
     */
    private LocalDate marketDate;
    /**
     * 售价
     */
    private BigDecimal price;
    private String color;
    private Integer type;
}

造测试数据

造测试数据用到了一个工具 javaFaker，通过实例化一个Faker 对象可以轻易的生成测试数据：人名、地址、网址、手机号。。。。。。

gav坐标为：

<dependency>
    <groupId>com.github.javafakergroupId>
    <artifactId>javafakerartifactId>
    <version>1.0.2version>
dependency>

造数据方法很简单，一个批量一个单个，可以通过count来控制造的数据量。

    /**
     * 批量造数据
     *
     * @return
     */
    private List findCar() {
        Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
        List list = new ArrayList<>();
        int count = 100000;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            list.add(getCar(faker));
        }
        return list;
    }
    
    /**
     * 造数据 - 单个
     *
     * @param faker
     * @return
     */
    private Car getCar(Faker faker) {
        Car car = new Car();
        car.setId(faker.number().numberBetween(1, 999999999));
        car.setName(faker.name().name());
        car.setBrand(faker.cat().breed());
        car.setAddress(faker.address().fullAddress());
        Size size = new Size();
        size.setLength(faker.number().randomDouble(7, 4000, 7000));
        size.setWidth(faker.number().randomDouble(7, 4000, 7000));
        size.setHeight(faker.number().randomDouble(7, 4000, 7000));
        car.setSize(size);
        car.setCc(faker.number().randomDouble(7, 1000, 12000));
        car.setTorque(faker.number().randomDouble(1, 100, 70000));
        car.setManufacturer(faker.name().name());
        Date date = faker.date().birthday();
        Instant instant = date.toInstant();
        ZoneId zone = ZoneId.systemDefault();
        LocalDate localDate = instant.atZone(zone).toLocalDate();
        car.setMarketDate(localDate);
        car.setPrice(BigDecimal.valueOf(faker.number().randomDigit()));
        return car;
    }

Spring BeanUtils

这么常用的功能官方肯定已经集成了，对对对，就是BeanUtils.copyProperties了。顺便说一句，遇到找工具类的时候不要盲目baidu，不妨先看看springframework.util这个包下面的东西。

下面看看Spring的BeanUtils.copyProperties用法举例

Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
Car car = getCar(faker);
CarInfo carInfo = new CarInfo();
BeanUtils.copyProperties(car, carInfo);

• 使用反射实现两个对象的拷贝
• 不会对类型进行转换，如source对象有一个integer类型的id属性，target对象有一个string类型的id属性，拷贝之后，target对象为null；同理integer 无法拷贝到long
• 官方出品，无需引入其他依赖，推荐指数8颗星

Apache BeanUtils

apache-common系列的东西，java开发多多少少会用到一些，它本身也积累了很多经验提供一些有用并常用的工具和组件。

针对BeanUtils 使用前需要引入pom

<dependency>
    <groupId>commons-beanutilsgroupId>
    <artifactId>commons-beanutilsartifactId>
    <version>1.9.4version>
dependency>

下面看看Apache的BeanUtils.copyProperties 用法举例

Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
Car car = getCar(faker);
CarInfo carInfo = new CarInfo();
try {
 org.apache.commons.beanutils.BeanUtils.copyProperties(carInfo, car);
} catch (IllegalAccessException e) {
    throw new RuntimeException(e);
} catch (InvocationTargetException e) {
    throw new RuntimeException(e);
}

• 强制要处理异常
• source对象和target对象相对Spring来说是颠倒的
• 通过反射实现
• 不会对类型进行转换，如source对象有一个integer类型的id属性，target对象有一个string类型的id属性，拷贝之后，target对象为null；同理integer 无法拷贝到long
• 性能稍微逊色与Spring，推荐指数7颗星

Cglib BeanCopier

BeanCopier使用起来稍微有点复杂，需要先实例化一个BeanCopier对象，然后再调用其copy方法完成对象拷贝

使用前需要引入如下pom

<dependency>
    <groupId>cglibgroupId>
    <artifactId>cglibartifactId>
    <version>3.2.0version>
dependency>

下面看看 Cglib 的 BeanCopier 用法举例

Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
Car car = getCar(faker);
CarInfo item = new CarInfo();
inal BeanCopier copier = BeanCopier.create(Car.class, CarInfo.class, false);
copier.copy(car, item, null);

• BeanCopier虽然使用复杂，且要引入依赖，但是性能出众
• 对于数据量小的情况不没有必要使用这个，推荐指数5颗星
• 对于数据量大，比如5W个对象拷贝为另外一个对象，这种场景虽然少但是一旦发生了Spring BeanUtils处理起来就非常耗时，这种情况下推荐指数9颗星

MapStruct

MapStruct 是一个代码生成器，它基于约定生成的映射代码使用的是普通的方法调用，因此快速、类型安全且易于理解。MapStruct 本质没有太多科技与狠活，就是帮助开发人员编写getA，setB这样的样板代码，并提供扩展点，比如将carType映射为type。

使用前需要引入如下pom

<dependency>
    <groupId>org.mapstructgroupId>
    <artifactId>mapstructartifactId>
    <version>1.5.0.Finalversion>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.mapstructgroupId>
    <artifactId>mapstruct-processorartifactId>
    <version>1.5.0.Finalversion>
dependency>

下面看看MapStruct用法举例

使用前需要先定义一个接口，编写转换逻辑，而后通过调用接口方法获取转换后的结果。

CarInfoMapper

import com.ramble.demo.dto.CarInfo;
import com.ramble.demo.model.Car;
import org.mapstruct.Mapper;
import org.mapstruct.factory.Mappers;

@Mapper
public interface CarInfoMapper {
    CarInfoMapper INSTANCT = Mappers.getMapper(CarInfoMapper.class);
    CarInfo carToCarInfo(Car car);
}

• Mapper：将此接口标注为用来转换bean的接口，并在编译过程中生成相应的实现类
• carToCarInfo，声明一个转换方法，并将source作为方法入参，target作为方法出参
• INSTANCT，按照约定，接口声明一个INSTANCT成员，提供给访问者消费
• 一个接口可以有多个转换方法
• 可通过在方法上添加@Mapping注解，将不同属性名子的属性进行转换
• 可以将枚举类型转换为字符串
• 性能出众，术业有专攻，在处理复杂转换和大数据量的时候很有必要
• 因为要引入依赖并且需要单独编写接口，所以对于简单的转换还是推荐Spring，这种情况下推荐指数5颗星
• 如果在大数据量的情况，并且转换相对复杂，推荐指数10颗星

调用 CarInfoMapper 进行对象拷贝

Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
Car car = getCar(faker);
CarInfo carInfo = CarInfoMapper.INSTANCT.carToCarInfo(car);

性能测试

原则上， 性能测试是多维度的，速度、CPU消耗、内存消耗等等，本文仅考虑速度，只为说明问题，不为得到测试数据

测试代码逻辑，使用for结合faker生成一个大的List，然后用上述4种方式做属性拷贝。使用StopWatch记录程序运行时间。

测试代码如下：

/**
 * 测试4种方式的处理速度
 */
@GetMapping("/test1")
public void test1() {
    Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
    List carList = findCar();
    StopWatch sw = new StopWatch("对象拷贝速度测试");
    sw.start("方式1:Spring BeanUtils.copyProperties");
    List list1 = new ArrayList<>();
    carList.forEach(x -> {
        CarInfo item = new CarInfo();
        BeanUtils.copyProperties(x, item);
        item.setColor(faker.color().name());
        item.setType(faker.number().randomDigit());
        list1.add(item);
    });
    sw.stop();
    sw.start("方式2:apache BeanUtils.copyProperties");
    List list2 = new ArrayList<>();
    carList.forEach(x -> {
        CarInfo item = new CarInfo();
        try {
            org.apache.commons.beanutils.BeanUtils.copyProperties(item, x);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        item.setColor(faker.color().name());
        item.setType(faker.number().randomDigit());
        list2.add(item);
    });
    sw.stop();
    sw.start("方式3:BeanCopier");
    List list3 = new ArrayList<>();
    carList.forEach(x -> {
        CarInfo item = new CarInfo();
        final BeanCopier copier = BeanCopier.create(Car.class, CarInfo.class, false);
        copier.copy(x, item, null);
        item.setColor(faker.color().name());
        item.setType(faker.number().randomDigit());
        list3.add(item);
    });
    sw.stop();
    sw.start("方式4:MapStruct");
    List list4 = new ArrayList<>();
    carList.forEach(x -> {
        CarInfo item = CarInfoMapper.INSTANCT.carToCarInfo(x);
        item.setColor(faker.color().name());
        item.setType(faker.number().randomDigit());
        list4.add(item);
    });
    sw.stop();
    String s = sw.prettyPrint();
    System.out.println(s);
    double totalTimeSeconds = sw.getTotalTimeSeconds();
    System.out.println("总耗时：" + totalTimeSeconds);
}

测试结果如下

10W 数据量

StopWatch '对象拷贝速度测试': running time = 5382233200 ns
---------------------------------------------
ns         %     Task name
---------------------------------------------
2336099000  043%  方式1:Spring BeanUtils.copyProperties
2322316400  043%  方式2:apache BeanUtils.copyProperties
442981700  008%  方式3:BeanCopier
280836100  005%  方式4:MapStruct

总耗时：5.3822332

100W 数据量

StopWatch '对象拷贝速度测试': running time = 58689078300 ns
---------------------------------------------
ns         %     Task name
---------------------------------------------
25199532100  043%  方式1:Spring BeanUtils.copyProperties
27179965900  046%  方式2:apache BeanUtils.copyProperties
3629756500  006%  方式3:BeanCopier
2679823800  005%  方式4:MapStruct

总耗时：58.6890783

深拷贝or浅拷贝

上述四种方式均为浅拷贝。可通过如下测试代码验证

 /**
 * 测试4种方式是浅拷贝还是深拷贝
 */
@GetMapping("/test2")
public void test2() {
    Faker faker = new Faker(new Locale("zh-CN"));
    Car car = getCar(faker);
    log.info("car={}", JSON.toJSONString(car));
    CarInfo carInfo = new CarInfo();
    //方式1
//        BeanUtils.copyProperties(car, carInfo);
//        Size sizeNew = car.getSize();
//        sizeNew.setLength(0d);
//        sizeNew.setWidth(0d);
//        sizeNew.setHeight(0d);
////        Size s = new Size();
////        s.setHeight(10d);
////        car.setSize(s);
//        car.setName("新名字");
//        log.info("carInfo={}", JSON.toJSONString(carInfo));
        //方式2
//        try {
//            org.apache.commons.beanutils.BeanUtils.copyProperties(carInfo, car);
//        } catch (IllegalAccessException e) {
//            throw new RuntimeException(e);
//        } catch (InvocationTargetException e) {
//            throw new RuntimeException(e);
//        }
//        Size sizeNew = car.getSize();
//        sizeNew.setLength(0d);
//        sizeNew.setWidth(0d);
//        sizeNew.setHeight(0d);
//
//        car.setName("新名字");
//        log.info("carInfo={}", JSON.toJSONString(carInfo));
        //方式3
//        final BeanCopier copier = BeanCopier.create(Car.class, CarInfo.class, false);
//        copier.copy(car, carInfo, null);
//        Size sizeNew = car.getSize();
//        sizeNew.setLength(0d);
//        sizeNew.setWidth(0d);
//        sizeNew.setHeight(0d);
//
//        car.setName("新名字");
//        log.info("carInfo={}", JSON.toJSONString(carInfo));
        //方式4
        carInfo = CarInfoMapper.INSTANCT.carToCarInfo(car);
        Size sizeNew = car.getSize();
        sizeNew.setLength(0d);
        sizeNew.setWidth(0d);
        sizeNew.setHeight(0d);
        car.setName("新名字");
        log.info("carInfo={}", JSON.toJSONString(carInfo));
}

验证逻辑为，在完成copy后修改car.size 的值，发现carInfo.size随之改变，说明是浅拷贝。