Java——內部類詳解

說起內部類,大家肯定感覺熟悉又陌生,因為一定在很多框架源碼中有看到別人使用過,但又感覺自己使用的比較少,今天我就帶你具體來看看內部類。

內部類基礎

所謂內部類就是在類的內部繼續定義其他內部結構類。

在 Java 中,廣泛意義上的內部類一般來說包括這四種:成員內部類、局部內部類、匿名內部類和靜態內部類。下面就先來了解一下這四種內部類的用法。

成員內部類

成員內部類是最普通的內部類,它的定義為位於另一個類的內部,具體使用如下:

class Circle {
    double radius = 0;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    /**
     * 內部類
     */
    class Draw {
        public void drawSahpe() {
            System.out.println("drawshape");
        }
    }
}

這樣看起來,類 Draw 像是類 Circle 的一個成員, Circle 稱為外部類。成員內部類可以無條件訪問外部類的所有成員屬性和成員方法(包括 private 成員和靜態成員),例如:

class Circle {
    private double radius = 0;
    public static int count =1;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    /**
     * 內部類
     */
    class Draw {
        public void drawSahpe() {
            // 外部類的private成員
            System.out.println(radius);
            // 外部類的靜態成員
            System.out.println(count);
        }
    }
}

不過要注意的是,當成員內部類擁有和外部類同名的成員變量或者方法時,會發生隱藏現象,即默認情況下訪問的是成員內部類的成員。如果要訪問外部類的同名成員,需要採取以下形式進行訪問:

外部類.this.成員變量
外部類.this.成員方法

雖然成員內部類可以無條件地訪問外部類的成員,而外部類想訪問成員內部類的成員卻不是這麼隨心所欲了。在外部類中如果要訪問成員內部類的成員,必須先創建一個成員內部類的對象,再通過指向這個對象的引用來訪問,其具體形式為:

class Circle {
    private double radius = 0;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
        // 必須先創建成員內部類的對象,再進行訪問
        getDrawInstance().drawSahpe();
    }

    private Draw getDrawInstance() {
        return new Draw();
    }

    /**
     * 內部類
     */
    class Draw {
        public void drawSahpe() {
            // 外部類的private成員
            System.out.println(radius);
        }
    }
}

成員內部類是依附外部類而存在的,也就是說,如果要創建成員內部類的對象,前提是必須存在一個外部類的對象。創建成員內部類對象的一般方式如下:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        // 第一種方式
        Outter outter = new Outter();
        // 必須通過Outter對象來創建
        Outter.Inner inner = outter.new Inner();

        // 第二種方式
        Outter.Inner inner1 = outter.getInnerInstance();
    }
}

class Outter {
    private Inner inner = null;
    public Outter() {
    }

    public Inner getInnerInstance() {
        if(inner == null)
            inner = new Inner();
        return inner;
    }

    class Inner {
        public Inner() {
        }
    }
}

內部類可以擁有 private 訪問權限、 protected 訪問權限、 public 訪問權限及包訪問權限。

比如上面的例子,如果成員內部類 Inner 用 private 修飾,則只能在外部類的內部訪問;如果用 public 修飾,則任何地方都能訪問;如果用 protected 修飾,則只能在同一個包下或者繼承外部類的情況下訪問;如果是默認訪問權限,則只能在同一個包下訪問。

這一點和外部類有一點不一樣,外部類只能被 public 和包訪問兩種權限修飾。

我個人是這麼理解的,由於成員內部類看起來像是外部類的一個成員,所以可以像類的成員一樣擁有多種權限修飾。

局部內部類

局部內部類是定義在一個方法或者一個作用域裏面的類,它和成員內部類的區別在於局部內部類的訪問僅限於方法內或者該作用域內。

class People{
    public People() {
    }
}

class Man{
    public Man(){
    }

    public People getWoman(){
        /**
         * 局部內部類
         */
        class Woman extends People{
            int age =0;
        }
        return new Woman();
    }
}

注意,局部內部類就像是方法裏面的一個局部變量一樣,是不能用 public 、 protected 、 private 以及 static 修飾的。

匿名內部類

匿名內部類應該是平時我們編寫代碼時用得最多的,比如創建一個線程的時候:

class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(
                // 匿名內部類
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("Thread run");
                    }
                }
        );
    }
}

同樣的,匿名內部類也是不能有訪問修飾符和 static 修飾符的。

匿名內部類是唯一一種沒有構造器的類。正因為其沒有構造器,所以匿名內部類的使用範圍非常有限,大部分匿名內部類用於接口回調。

匿名內部類在編譯的時候由系統自動起名為Outter$1.class。一般來說,匿名內部類用於繼承其他類或是實現接口,並不需要增加額外的方法,只是對繼承方法的實現或是重寫。

靜態內部類

靜態內部類也是定義在另一個類裏面的類,只不過在類的前面多了一個關鍵字 static 。

靜態內部類是不需要依賴於外部類的,這點和類的靜態成員屬性有點類似,並且它不能使用外部類的非 static 成員變量或者方法,這點很好理解,因為在沒有外部類的對象的情況下,可以創建靜態內部類的對象,如果允許訪問外部類的非 static 成員就會產生矛盾,因為外部類的非 static 成員必須依附於具體的對象。

例如:

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        Outter.Inner inner = new Outter.Inner();
    }
}

class Outter {
    public Outter() {
    }

    /**
     * 靜態
     */
    static class Inner {
        public Inner() {
        }
    }
}

深入理解內部類

通過上面的介紹,相比你已經大致了解的內部類的使用,那麼你的心裏想必會有一個疑惑:

為什麼成員內部類可以無條件訪問外部類的成員?

首先我們先定義一個內部類:

public class Outter {
    private Inner inner = null;

    public Outter() {
    }

    public Inner getInnerInstance() {
        if (inner == null)
            inner = new Inner();
        return inner;
    }

    protected class Inner {
        public Inner() {
        }
    }
}

先用 javac 進行編譯,你可以發現會生成兩個文件: Outter$Inner.class 和 Outter.class 。接下來利用javap -p反編譯 Outter$Inner.class ,其結果如下:

Classfile /D:/project/Test/src/test/java/test/Outter$Inner.class
  Last modified 2019-11-25; size 408 bytes
  MD5 checksum b936e37bc77059b83951429e28f3f225
  Compiled from "Outter.java"
public class Outter$Inner
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Fieldref           #3.#13         // test/Outter$Inner.this$0:Ltest/Outter;
   #2 = Methodref          #4.#14         // java/lang/Object."<init>":()V
   #3 = Class              #16            // test/Outter$Inner
   #4 = Class              #19            // java/lang/Object
   #5 = Utf8               this$0
   #6 = Utf8               Ltest/Outter;
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               (Ltest/Outter;)V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               SourceFile
  #12 = Utf8               Outter.java
  #13 = NameAndType        #5:#6          // this$0:Ltest/Outter;
  #14 = NameAndType        #7:#20         // "<init>":()V
  #15 = Class              #21            // test/Outter
  #16 = Utf8               test/Outter$Inner
  #17 = Utf8               Inner
  #18 = Utf8               InnerClasses
  #19 = Utf8               java/lang/Object
  #20 = Utf8               ()V
  #21 = Utf8               test/Outter
{
  final Outter this$0;
    descriptor: Ltest/Outter;
    flags: ACC_FINAL, ACC_SYNTHETIC

  public Outter$Inner(Outter);
    descriptor: (Ltest/Outter;)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: aload_1
         2: putfield      #1                  // Field this$0:Ltest/Outter;
         5: aload_0
         6: invokespecial #2                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         9: return
      LineNumberTable:
        line 16: 0
        line 17: 9
}
SourceFile: "Outter.java"
InnerClasses:
     protected #17= #3 of #15; //Inner=class test/Outter$Inner of class test/Outter

32行的內容為:final Outter this$0;

學過 C 的朋友應該能知道,這是一個指向外部類 Outter 對象的指針,也就是說編譯器會默認為成員內部類添加一個指向外部類對象的引用,這樣也就解釋了為什麼成員內部類能夠無條件訪問外部類了。

那麼這個引用是如何賦初值的呢?下面接着看內部類的構造器:public Outter$Inner(Outter);

從這裏可以看出,雖然我們在定義的內部類的構造器是無參構造器,但編譯器還是會默認添加一個參數,該參數的類型為指向外部類對象的一個引用,所以成員內部類中的 Outter this&0 指針便指向了外部類對象,因此可以在成員內部類中隨意訪問外部類的成員。

從這裏也間接說明了成員內部類是依賴於外部類的,如果沒有創建外部類的對象,則無法對 Outter this&0 引用進行初始化賦值,也就無法創建成員內部類的對象了。

為什麼局部內部類和匿名內部類只能訪問局部final變量?

我們還是採用和之前一樣的解答方式,先定義一個類:

public class Outter {

    public static void main(String[] args)  {
        Outter outter = new Outter();
        int b = 10;
        outter.test(b);
    }

    public void test(final int b) {
        final int a = 10;
        new Thread(){
            public void run() {
                System.out.println(a);
                System.out.println(b);
            };
        }.start();
    }
}

通過 javac 編譯 Outter,也會生成兩個文件: Outter.class 和 Outter1.class。默認情況下,編譯器會為匿名內部類和局部內部類起名為 Outter$x.class( x 為正整數)。

根據我提供的類,可以思考一個問題:

當 test 方法執行完畢之後,變量 a 的生命周期就結束了,而此時 Thread 對象的生命周期很可能還沒有結束,那麼在 Thread 的 run 方法中繼續訪問變量 a 就變成不可能了,但是又要實現這樣的效果,怎麼辦呢?

Java 採用了複製的手段來解決這個問題。將 Outter$1.class 反編譯可以得到下面的內容:

Classfile /D:/project/Test/src/test/java/test/Outter$1.class
  Last modified 2019-11-25; size 653 bytes
  MD5 checksum 2e238dafbd73356eba22d473c6469082
  Compiled from "Outter.java"
class test.Outter$1 extends java.lang.Thread
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Fieldref           #6.#23         // test/Outter$1.this$0:Ltest/Outter;
   #2 = Fieldref           #6.#24         // test/Outter$1.val$b:I
   #3 = Methodref          #7.#25         // java/lang/Thread."<init>":()V
   #4 = Fieldref           #26.#27        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #5 = Methodref          #28.#29        // java/io/PrintStream.println:(I)V
   #6 = Class              #30            // test/Outter$1
   #7 = Class              #32            // java/lang/Thread
   #8 = Utf8               val$b
   #9 = Utf8               I
  #10 = Utf8               this$0
  #11 = Utf8               Ltest/Outter;
  #12 = Utf8               <init>
  #13 = Utf8               (Ltest/Outter;I)V
  #14 = Utf8               Code
  #15 = Utf8               LineNumberTable
  #16 = Utf8               run
  #17 = Utf8               ()V
  #18 = Utf8               SourceFile
  #19 = Utf8               Outter.java
  #20 = Utf8               EnclosingMethod
  #21 = Class              #33            // test/Outter
  #22 = NameAndType        #34:#35        // test:(I)V
  #23 = NameAndType        #10:#11        // this$0:Ltest/Outter;
  #24 = NameAndType        #8:#9          // val$b:I
  #25 = NameAndType        #12:#17        // "<init>":()V
  #26 = Class              #36            // java/lang/System
  #27 = NameAndType        #37:#38        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #28 = Class              #39            // java/io/PrintStream
  #29 = NameAndType        #40:#35        // println:(I)V
  #30 = Utf8               test/Outter$1
  #31 = Utf8               InnerClasses
  #32 = Utf8               java/lang/Thread
  #33 = Utf8               test/Outter
  #34 = Utf8               test
  #35 = Utf8               (I)V
  #36 = Utf8               java/lang/System
  #37 = Utf8               out
  #38 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #39 = Utf8               java/io/PrintStream
  #40 = Utf8               println
{
  final int val$b;
    descriptor: I
    flags: ACC_FINAL, ACC_SYNTHETIC

  final test.Outter this$0;
    descriptor: Ltest/Outter;
    flags: ACC_FINAL, ACC_SYNTHETIC

  test.Outter$1(test.Outter, int);
    descriptor: (Ltest/Outter;I)V
    flags:
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=3
         0: aload_0
         1: aload_1
         2: putfield      #1                  // Field this$0:Ltest/Outter;
         5: aload_0
         6: iload_2
         7: putfield      #2                  // Field val$b:I
        10: aload_0
        11: invokespecial #3                  // Method java/lang/Thread."<init>":()V
        14: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0

  public void run();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: bipush        10
         5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
         8: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        11: aload_0
        12: getfield      #2                  // Field val$b:I
        15: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        18: return
      LineNumberTable:
        line 12: 0
        line 13: 8
        line 14: 18
}
SourceFile: "Outter.java"
EnclosingMethod: #21.#22                // test.Outter.test
InnerClasses:
     #6; //class test/Outter$1

我們看到在 run 方法中有一條指令:bipush 10

這條指令表示將操作數10壓棧,表示使用的是一個本地局部變量。

這個過程是在編譯期間由編譯器默認進行,如果這個變量的值在編譯期間可以確定,則編譯器默認會在匿名內部類(局部內部類)的常量池中添加一個內容相等的字面量或直接將相應的字節碼嵌入到執行字節碼中。

這樣一來,匿名內部類使用的變量是另一個局部變量,只不過值和方法中局部變量的值相等,因此和方法中的局部變量完全獨立開。

接下來也來看一下 test.Outter$1 的構造方法:test.Outter$1(test.Outter, int);

我們看到匿名內部類 Outter$1 的構造器含有兩個參數,一個是指向外部類對象的引用,一個是 int 型變量,很顯然,這裡是將變量 test 方法中的形參 b 以參數的形式傳進來對匿名內部類中的拷貝(變量 b 的拷貝)進行賦值初始化。

也就說如果局部變量的值在編譯期間就可以確定,則直接在匿名內部裏面創建一個拷貝。如果局部變量的值無法在編譯期間確定,則通過構造器傳參的方式來對拷貝進行初始化賦值。

從上面可以看出,在 run 方法中訪問的變量 b 根本就不是test方法中的局部變量 b 。這樣一來就解決了前面所說的 生命周期不一致的問題。但是新的問題又來了,既然在 run 方法中訪問的變量 b 和test方法中的變量 b 不是同一個變量,那麼當在 run 方法中改變變量 b 的值的話,會出現什麼情況?

會造成數據不一致性,這樣就達不到原本的意圖和要求。為了解決這個問題, Java 編譯器就限定必須將變量 b 限製為 final ,不允許對變量 b 進行更改(對於引用類型的變量,是不允許指向新的對象),這樣數據不一致性的問題就得以解決了。

到這裏,想必大家應該清楚為何 方法中的局部變量和形參都必須用 final 進行限定了。

靜態內部類有特殊的地方嗎?

從前面可以知道,靜態內部類是不依賴於外部類的,也就說可以在不創建外部類對象的情況下創建內部類的對象。

另外,靜態內部類是不持有指向外部類對象的引用的,這個讀者可以自己嘗試反編譯 class 文件看一下就知道了,是沒有 Outter this&0 引用的。

總結

今天介紹了內部類相關的知識,包括其一般的用法以及內部類和外部類的依賴關係,通過對字節碼進行反編譯詳細了解了其實現模式,最後留給大家一個任務自己去實際探索一下靜態內部類的實現。希望通過這篇介紹可以幫大家更加深刻了解內部類。

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08 決策樹與隨機森林

08 決策樹與隨機森林

決策樹之信息論基礎

認識決策樹

  1. 來源: 決策樹的思想來源非常樸素,程序設計中的條件分支結構就是if – then 結構,最早的決策樹就是利用這類結構分割數據的一種分類學習方法。

  2. 舉例:是否見相親對象

信息的度量和作用

  1. 克勞德 .艾爾伍德 .香農:信息論創始人,密西根大學學士,麻省理工學院博士。 1948年發表了划時代論文 – 通信的數學原理,奠定了現代信息論的基礎。
  2. 信息的單位: 比特 (bit)

  3. 舉例: 以32支球隊爭奪世界杯冠軍
  • 如果不知道任何球隊的信息,每支球隊得冠概率相等。
    以二分法預測,最少需要使用5次才能預測到準確結果。 5 = log32 (以2為底)
    5 = -(1/32log1/32 + 1/32log1/32 + ……)

  • 開放一些信息,則小於5bit, 如1/6 德國,1/6 巴西, 1/10 中國
    5 > -(1/6log1/4 + 1/6log1/4 + ….)

  1. 信息熵:
  • “誰是世界杯冠軍”的信息量應該比5 bit少, 它的準確信息量應該是:
  • H = -(p1logp1 + p2logp2 + p3logp3 +……p32logp32 ) Pi 為第i支球隊獲勝的概率
  • H 的專業術語就是信息熵,單位為比特

決策樹的劃分以及案例

信息增益

  1. 定義: 特徵A對訓練數據集D的信息增益g(D,A), 定義為集合D的信息熵H(D)與特徵A給定條件下D的信息條件熵H(D|A) 之差,即:
    g(D,A) = H(D) – H(D | A)
    注: 信息增益表示得知特徵 X 的信息而使得類 Y的信息的不確定性減少的程度。

  2. 以不同特徵下的信貸成功率為例

  • H(D) = -(9/15log(9/15) + 6/15log(6/15)) = 0.971 # 以類別進行判斷,只有是否兩種類別
  • gD,年紀) = H(D) – H(D’|年紀) = 0.971 – [1/3H(青年)+ 1/3H(中年)+ 1/3H(老年)] # 三種年紀對應的目標值均佔1/3
    – H(青年) = -(2/5log(2/5) + 3/5log(3/5)) # 青年類型中,類別的目標值特徵為(2/5, 3/5)
    – H(中年) = -(2/5log(2/5) + 3/5log(3/5))
    – H(老年) = -(4/5log(2/5) + 1/5log(3/5))

令A1, A2, A3, A4 分別表示年齡,有工作,有房子和信貸情況4個特徵,則對應的信息增益為:
g(D,A1) = H(D) – H(D|A1)
其中,g(D,A2) = 0.324 , g(D,A3) = 0.420 , g(D,A4) = 0.363
相比而言,A3特徵(有房子)的信息增益最大,為最有用特徵。
所以決策樹的實際劃分為:

常見決策樹使用的算法

  1. ID3
  • 信息增益,最大原則
  1. C4.5
  • 信息增益比最大原則 (信息增益占原始信息量的比值)
  1. CART
  • 回歸樹: 平方誤差最小
  • 分類樹: 基尼係數最小原則 (劃分的細緻),sklearn默認的劃分原則

Sklearn決策樹API

  1. sklearn.tree.DecisionTreeClassifier(criterion=’gini’, max_depth=None, random_state=None)
  • criterion (標準): 默認基尼係數,也可以選用信息增益的熵‘entropy’
  • max_depth: 樹的深度大小
  • random_state: 隨機數種子
  1. 決策樹結構
    sklearn.tree.export_graphviz() 導出DOT文件格式
  • estimator: 估算器
  • out_file = “tree.dot” 導出路徑
  • feature_name = [,] 決策樹特徵名

決策樹預測泰坦尼克號案例

import pandas as pd
from sklearn.feature_extraction import DictVectorizer
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier, export_graphviz

"""
泰坦尼克數據描述事故后乘客的生存狀態,該數據集包括了很多自建旅客名單,提取的數據集中的特徵包括:
票的類別,存貨,等級,年齡,登錄,目的地,房間,票,船,性別。
乘坐等級(1,2,3)是社會經濟階層的代表,其中age數據存在缺失。
"""


def decision():
    """
    決策樹對泰坦尼克號進行預測生死
    :return: None
    """
    # 1.獲取數據
    titan = pd.read_csv('./titanic_train.csv')

    # 2.處理數據,找出特徵值和目標值
    x = titan[['Pclass', 'Age', 'Sex']]
    y = titan[['Survived']]
    # print(x)

    # 缺失值處理 (使用平均值填充)
    x['Age'].fillna(x['Age'].mean(), inplace=True)
    print(x)
    # 3.分割數據集到訓練集和測試集
    x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.25)

    # 4. 進行處理(特徵工程) 特徵,類別 --> one_hot編碼
    dict = DictVectorizer(sparse=False)
    x_train = dict.fit_transform(x_train.to_dict(orient='records'))
    print(dict.get_feature_names())
    x_test = dict.transform(x_test.to_dict(orient='records'))  # 默認一行一行轉換成字典
    print(x_train)

    # 5. 用決策樹進行預測
    dec = DecisionTreeClassifier()
    dec.fit(x_train, y_train)

    # 預測準確率
    print("預測的準確率:", dec.score(x_test, y_test))

    # 導出決策樹
    export_graphviz(dec, out_file='./tree.dot', feature_names=['Pclass', 'Age', 'Sex'])
    return None


if __name__ == '__main__':
    decision()

隨機森林

集成學習方法

  1. 定義:集成學習通過建立幾個模型組合,來解決單一預測問題。其工作原理是生成多個分類器 / 模型,各組獨立地學習和作出預測。這些預測最後結合成單預測,因此優於任何一個單分類的租出預測。

隨機森林

  1. 定義:在機器學習中,隨機森林是一個包含多個決策樹的分類器,並且其輸出的類別是由個別樹輸出的類別的眾數而定。
    例如: 訓練了5棵樹,其中4棵樹的結果是True, 1棵樹為False, 那麼最終的結果就是True. (投票)

  2. 問題: 如果每棵樹使用相同的特徵,相同的分類器,參數也相同,建立的每棵樹不就是相同的么?

隨機森林建立多個決策樹的過程:

單個樹的建立:(N個樣本,M個特徵)

  1. 隨機在N個樣本中選擇一個樣本,重複N次, 樣本有可能重複
  2. 隨機在M個特徵當中選出m個特徵 m << M
  3. 建立10棵決策樹,樣本,特徵大多不一樣 隨機有放回的抽樣 (bootstrap抽樣)

為什麼要隨機抽樣訓練集?

如果不隨機抽樣,每棵樹的訓練集都一樣,那麼最終訓練處的樹分類結果也是完全一樣的

為什麼要有放回的抽樣?

如果不是有放回的抽樣,那麼每棵樹的訓練樣本都是不同的,都是沒有交集的,這樣的每棵樹都是“有偏的”,“片面的”。即,每棵樹訓練出來都是有很大的差異,而隨機森鈴最後分類取決於多棵樹(弱分類器)的投票表決。

隨機森林 API

  • 分類器:sklearn.ensemble.RandomForestClassifier
    • n_estimators:integer(整數),option, default=10 (森林里數目的數量)
    • criteria: string (default =’gini’) 分割特徵的測量方法
    • max_depth 樹的最大深度
    • max_feature = ‘auto’ 每個決策樹的最大特徵數量
    • bootstrap: default = True 是否放回抽樣

隨機森林的優點

  1. 在當前的所有算法中,具有極好的準確率
  2. 能有有效地運行在大數據集上 (樣本,特徵)
  3. 能夠處理具有高維特徵的輸入樣本,不需要降維
  4. 能夠評估各個特徵在分類問題上的重要性

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羞,Spring Bean 初始化/銷毀竟然有這麼多姿勢

文章來源:

一、前言

日常開發過程有時需要在應用啟動之後加載某些資源,或者在應用關閉之前釋放資源。Spring 框架提供相關功能,圍繞 Spring Bean 生命周期,可以在 Bean 創建過程初始化資源,以及銷毀 Bean 過程釋放資源。Spring 提供多種不同的方式初始化/銷毀 Bean,如果同時使用這幾種方式,Spring 如何處理這幾者之間的順序?

有沒有覺得標題很熟悉,沒錯標題模仿二哥 「@沉默王二」 文章。

二、姿勢剖析

首先我們先來回顧一下 Spring 初始化/銷毀 Bean 幾種方式,分別為:

  • init-method/destroy-method
  • InitializingBean/DisposableBean
  • @PostConstruct/@PreDestroy
  • ContextStartedEvent/ContextClosedEvent

PS: 其實還有一種方式,就是繼承 Spring Lifecycle 接口。不過這種方式比較繁瑣,這裏就不再分析。

2.1、init-method/destroy-method

這種方式在配置文件文件指定初始化/銷毀方法。XML 配置如下

<bean id="demoService" class="com.dubbo.example.provider.DemoServiceImpl"  destroy-method="close"  init-method="initMethod"/>

或者也可以使用註解方式配置:

@Configurable
public class AppConfig {

    @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "destroy")
    public HelloService hello() {
        return new HelloService();
    }
}

還記得剛開始接觸學習 Spring 框架,使用就是這種方式。

2.2、InitializingBean/DisposableBean

這種方式需要繼承 Spring 接口 InitializingBean/DisposableBean,其中 InitializingBean 用於初始化動作,而 DisposableBean 用於銷毀之前清理動作。使用方式如下:

@Service
public class HelloService implements InitializingBean, DisposableBean {
    
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("hello destroy...");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("hello init....");
    }
}

2.3、@PostConstruct/@PreDestroy

這種方式相對於上面兩種方式來說,使用方式最簡單,只需要在相應的方法上使用註解即可。使用方式如下:

@Service
public class HelloService {


    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("hello @PostConstruct");
    }

    @PreDestroy
    public void PreDestroy() {
        System.out.println("hello @PreDestroy");
    }
}

這裏踩過一個坑,如果使用 JDK9 之後版本 ,@PostConstruct/@PreDestroy 需要使用 maven 單獨引入 javax.annotation-api,否者註解不會生效。

2.4、ContextStartedEvent/ContextClosedEvent

這種方式使用 Spring 事件機制,日常業務開發比較少見,常用與框架集成中。Spring 啟動之後將會發送 ContextStartedEvent 事件,而關閉之前將會發送 ContextClosedEvent 事件。我們需要繼承 Spring ApplicationListener 才能監聽以上兩種事件。

@Service
public class HelloListener implements ApplicationListener {

    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
        if(event instanceof ContextClosedEvent){
            System.out.println("hello ContextClosedEvent");
        }else if(event instanceof ContextStartedEvent){
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }

    }
}

也可以使用 @EventListener註解,使用方式如下:

public class HelloListenerV2 {
    
    @EventListener(value = {ContextClosedEvent.class, ContextStartedEvent.class})
    public void receiveEvents(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof ContextClosedEvent) {
            System.out.println("hello ContextClosedEvent");
        } else if (event instanceof ContextStartedEvent) {
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }
    }
}

PS:只有調用 ApplicationContext#start 才會發送 ContextStartedEvent。若不想這麼麻煩,可以監聽 ContextRefreshedEvent 事件代替。一旦 Spring 容器初始化完成,就會發送 ContextRefreshedEvent

三、綜合使用

回顧完上面幾種方式,這裏我們綜合使用上面的四種方式,來看下 Spring 內部的處理順序。在看結果之前,各位讀者大人可以猜測下這幾種方式的執行順序。

public class HelloService implements InitializingBean, DisposableBean {


    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println("hello @PostConstruct");
    }

    @PreDestroy
    public void PreDestroy() {
        System.out.println("hello @PreDestroy");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("bye DisposableBean...");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("hello InitializingBean....");
    }

    public void xmlinit(){
        System.out.println("hello xml-init...");
    }

    public void xmlDestory(){
        System.out.println("bye xmlDestory...");
    }

    @EventListener(value = {ContextClosedEvent.class, ContextStartedEvent.class})
    public void receiveEvents(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof ContextClosedEvent) {
            System.out.println("bye ContextClosedEvent");
        } else if (event instanceof ContextStartedEvent) {
            System.out.println("hello ContextStartedEvent");
        }
    }

}

xml 配置方式如下:

    <context:annotation-config />
    <context:component-scan base-package="com.dubbo.example.demo"/>
    
    <bean class="com.dubbo.example.demo.HelloService" init-method="xmlinit" destroy-method="xmlDestory"/>

應用啟動方法如下:

ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring/dubbo-provider.xml");
context.start();
context.close();

程序輸出結果如下所示:

最後採用圖示說明總結以上結果:

四、源碼解析

不知道各位讀者有沒有猜對這幾種方式的執行順序,下面我們就從源碼角度解析 Spring 內部處理的順序。

4.1、初始化過程

使用 ClassPathXmlApplicationContext 啟動 Spring 容器,將會調用 refresh 方法初始化容器。初始化過程將會創建 Bean 。最後當一切準備完畢,將會發送 ContextRefreshedEvent。當容器初始化完畢,調用 context.start() 就發送 ContextStartedEvent 事件。

refresh 方法源碼如下:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            //... 忽略無關代碼

            // 初始化所有非延遲初始化的 Bean
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // 發送 ContextRefreshedEvent
            finishRefresh();

            //... 忽略無關代碼
    }
}

一路跟蹤 finishBeanFactoryInitialization 源碼,直到 AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean,源碼如下:

protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd) {
    Object wrappedBean = bean;
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        // 調用 BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization 方法
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
    }

    try {
        // 初始化 Bean
        invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanCreationException(
                (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
                beanName, "Invocation of init method failed", ex);
    }
}

BeanPostProcessor 將會起着攔截器的作用,一旦 Bean 符合條件,將會執行一些處理。這裏帶有 @PostConstruct 註解的 Bean 都將會被 CommonAnnotationBeanPostProcessor 類攔截,內部將會觸發 @PostConstruct 標註的方法。

接着執行 invokeInitMethods ,方法如下:

protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd)
        throws Throwable {

    boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
    if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
        // 省略無關代碼
        // 如果是 Bean 繼承 InitializingBean,將會執行  afterPropertiesSet 方法
        ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
    }

    if (mbd != null) {
        String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
        if (initMethodName != null && !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
                !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
            // 執行 XML 定義 init-method
            invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
        }
    }
}

如果 Bean 繼承 InitializingBean 接口,將會執行 afterPropertiesSet 方法,另外如果在 XML 中指定了 init-method ,也將會觸發。

上面源碼其實都是圍繞着 Bean 創建的過程,當所有 Bean 創建完成之後,調用 context#start 將會發送 ContextStartedEvent 。這裏源碼比較簡單,如下:

public void start() {
    getLifecycleProcessor().start();
    publishEvent(new ContextStartedEvent(this));
}

4.2、銷毀過程

調用 ClassPathXmlApplicationContext#close 方法將會關閉容器,具體邏輯將會在 doClose 方法執行。

doClose 這個方法首先發送 ContextClosedEvent,然再后開始銷毀 Bean

靈魂拷問:如果我們顛倒上面兩者順序,結果會一樣嗎?

doClose 源碼如下:

protected void doClose() {
    if (this.active.get() && this.closed.compareAndSet(false, true)) {
        // 省略無關代碼

        try {
            // Publish shutdown event.
            publishEvent(new ContextClosedEvent(this));
        }
        catch (Throwable ex) {
            logger.warn("Exception thrown from ApplicationListener handling ContextClosedEvent", ex);
        }


        // 銷毀 Bean
        destroyBeans();

        // 省略無關代碼
    }
}

destroyBeans 最終將會執行 DisposableBeanAdapter#destroy@PreDestroyDisposableBeandestroy-method 三者定義的方法都將會在內部被執行。

首先執行 DestructionAwareBeanPostProcessor#postProcessBeforeDestruction,這裏方法類似與上面 BeanPostProcessor

@PreDestroy 註解將會被 CommonAnnotationBeanPostProcessor 攔截,這裏類同時也繼承了 DestructionAwareBeanPostProcessor

最後如果 BeanDisposableBean 的子類,將會執行 destroy 方法,如果在 xml 定義了 destroy-method 方法,該方法也會被執行。

public void destroy() {
    if (!CollectionUtils.isEmpty(this.beanPostProcessors)) {
        for (DestructionAwareBeanPostProcessor processor : this.beanPostProcessors) {
            processor.postProcessBeforeDestruction(this.bean, this.beanName);
        }
    }

    if (this.invokeDisposableBean) {
        // 省略無關代碼
        // 如果 Bean 繼承 DisposableBean,執行 destroy 方法
        ((DisposableBean) bean).destroy();
        
    }

    if (this.destroyMethod != null) {
        // 執行 xml 指定的  destroy-method 方法
        invokeCustomDestroyMethod(this.destroyMethod);
    }
    else if (this.destroyMethodName != null) {
        Method methodToCall = determineDestroyMethod();
        if (methodToCall != null) {
            invokeCustomDestroyMethod(methodToCall);
        }
    }
}

五、總結

init-method/destroy-method 這種方式需要使用 XML 配置文件或單獨註解配置類,相對來說比較繁瑣。而InitializingBean/DisposableBean 這種方式需要單獨繼承 Spring 的接口實現相關方法。@PostConstruct/@PreDestroy 這種註解方式使用方式簡單,代碼清晰,比較推薦使用這種方式。

另外 ContextStartedEvent/ContextClosedEvent 這種方式比較適合在一些集成框架使用,比如 Dubbo 2.6.X 優雅停機就是用改機制。

六、Spring 歷史文章推薦

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Elasticsearch從入門到放棄:文檔CRUD要牢記

在Elasticsearch中,文檔(document)是所有可搜索數據的最小單位。它被序列化成JSON存儲在Elasticsearch中。每個文檔都會有一個唯一ID,這個ID你可以自己指定或者交給Elasticsearch自動生成。

如果延續我們之前不恰當的對比RDMS的話,我認為文檔可以類比成關係型數據庫中的表。

元數據

前面我們提到,每個文檔都有一個唯一ID來標識,獲取文檔時,“_id”字段記錄的就是文檔的唯一ID,它是元數據之一。當然,文檔還有一些其他的元數據,下面我們來一一介紹

  • _index:文檔所屬的索引名
  • _type:文檔所屬的type
  • _id:文檔的唯一ID

有了這三個,我們就可以唯一確定一個document了,當然,7.0版本以後我們已經不需要_type了。接下來我們再來看看其他的一些元數據

  • _source:文檔的原始JSON數據
  • _field_names:該字段用於索引文檔中值不為null的字段名,主要用於exists請求查找指定字段是否為空
  • _ignore:這個字段用於索引和存儲文檔中每個由於異常(開啟了ignore_malformed)而被忽略的字段的名稱
  • _meta:該字段用於存儲一些自定義的元數據信息
  • _routing:用來指定數據落在哪個分片上,默認值是Id
  • _version:文檔的版本信息
  • _score:相關性打分

創建文檔

創建文檔有以下4種方法:

  • PUT /<index>/_doc/<_id>
  • POST /<index>/_doc/
  • PUT /<index>/_create/<_id>
  • POST /<index>/_create/<_id>

這四種方法的區別是,如果不指定id,則Elasticsearch會自動生成一個id。如果使用_create的方法,則必須保證文檔不存在,而使用_doc方法的話,既可以創建新的文檔,也可以更新已存在的文檔。

在創建文檔時,還可以選擇一些參數。

請求參數

  • if_seq_no:當文檔的序列號是指定值時才更新
  • if_primary_term:當文檔的primary term是指定值時才更新
  • op_type:如果設置為create則指定id的文檔必須不存在,否則操作失敗。有效值為index或create,默認為index
  • op_type:指定預處理的管道id
  • refresh:如果設置為true,則立即刷新受影響的分片。如果是wait_for,則會等到刷新分片后,此次操作才對搜索可見。如果是false,則不會刷新分片。默認值為false
  • routing:指定路由到的主分片
  • timeout:指定響應時間,默認是30秒
  • master_timeout:連接主節點的響應時長,默認是30秒
  • version:顯式的指定版本號
  • version_type:指定版本號類型:internal、 external、external_gte、force
  • wait_for_active_shards:處理操作之前,必須保持活躍的分片副本數量,可以設置為all或者任意正整數。默認是1,即只需要主分片活躍。

響應包體

  • **_shards**:提供分片的信息
  • **_shards.total**:創建了文檔的總分片數量
  • **_shards.successful**:成功創建文檔分片的數量
  • **_shards.failed**:創建文檔失敗的分片數量
  • **_index**:文檔所屬索引
  • **_type**:文檔所屬type,目前只支持_doc
  • **_id**:文檔的id
  • **_version**:文檔的版本號
  • **_seq_no**:文檔的序列號
  • **_primary_term**:文檔的主要術語
  • result:索引的結果,created或者updated

我們在創建文檔時,如果指定的索引不存在,則ES會自動為我們創建索引。這一操作是可以通過設置中的action.auto_create_index字段來控制的,默認是true。你可以修改這個字段,實現指定某些索引可以自動創建或者所有索引都不能自動創建的目的。

更新文檔

了解了如何創建文檔之後,我們再來看看應該如何更新一個已經存在的文檔。其實在創建文檔時我們就提到過,使用PUT /<index>/_doc/<id>的方法就可以更新一個已存在的文檔。除此之外,我們還有另一種更新文檔的方法:

POST /<index>/_update/<_id>

這兩種更新有所不同。_doc方法是先刪除原有的文檔,再創建新的。而_update方法則是增量更新,它的更新過程是先檢索到文檔,然後運行指定腳本,最後重新索引。

還有一個區別就是_update方法支持使用腳本更新,默認的語言是painless,你可以通過參數lang來進行設置。在請求參數方面,_update相較於_doc多了以下幾個參數:

  • lang:指定腳本語言
  • retry_on_conflict:發生衝突時重試次數,默認是0
  • **_source**:設置為false,則不返回任何檢索字段
  • **_source_excludes**:指定要從檢索結果排除的source字段
  • **_source_includes**:指定要返回的檢索source字段

下面的一個例子是用腳本來更新文檔

curl -X POST "localhost:9200/test/_update/1?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
    "script" : {
        "source": "ctx._source.counter += params.count",
        "lang": "painless",
        "params" : {
            "count" : 4
        }
    }
}
'

Upsert

curl -X POST "localhost:9200/test/_update/1?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
    "script" : {
        "source": "ctx._source.counter += params.count",
        "lang": "painless",
        "params" : {
            "count" : 4
        }
    },
    "upsert" : {
        "counter" : 1
    }
}
'

當指定的文檔不存在時,可以使用upsert參數,創建一個新的文檔,而當指定的文檔存在時,該請求會執行script中的腳本。如果不想使用腳本,而只想新增/更新文檔的話,可以使用doc_as_upsert。

curl -X POST "localhost:9200/test/_update/1?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
    "doc" : {
        "name" : "new_name"
    },
    "doc_as_upsert" : true
}
'

update by query

這個API是用於批量更新檢索出的文檔的,具體可以通過一個例子來了解。

curl -X POST "localhost:9200/twitter/_update_by_query?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
  "script": {
    "source": "ctx._source.likes++",
    "lang": "painless"
  },
  "query": {
    "term": {
      "user": "kimchy"
    }
  }
}
'

獲取文檔

ES獲取文檔用的是GET API,請求的格式是:

GET /<index>/_doc/<_id>

它會返迴文檔的數據和一些元數據,如果你只想要文檔的內容而不需要元數據時,可以使用

GET /<index>/_source/<_id>

請求參數

獲取文檔的有幾個請求參數之前已經提到過,這裏不再贅述,它們分別是:

  • refresh
  • routing
  • **_source**
  • **_source_excludes**
  • **_source_includes**
  • version
  • version_type

而還有一些之前沒提到過的參數,我們來具體看一下

  • preference:用來 指定執行請求的node或shard,如果設置為_local,則會優先在本地的分片執行
  • realtime:如果設置為true,則請求是實時的而不是近實時。默認是true
  • stored_fields:返回指定的字段中,store為true的字段

mget

mget是批量獲取的方法之一,請求的格式有兩種:

  • GET /_mget
  • GET /<index>/_mget

第一種是在請求體中寫index。第二種是把index放到url中,不過這種方式可能會觸發ES的安全檢查。

mget的請求參數和get相同,只是需要在請求體中指定doc的相關檢索條件

request

GET /_mget
{
    "docs" : [
        {
            "_index" : "jackey",
            "_id" : "1"
        },
        {
            "_index" : "jackey",
            "_id" : "2"
        }
    ]
}

response

{
  "docs" : [
    {
      "_index" : "jackey",
      "_type" : "_doc",
      "_id" : "1",
      "_version" : 5,
      "_seq_no" : 6,
      "_primary_term" : 1,
      "found" : true,
      "_source" : {
        "user" : "ja",
        "tool" : "ES",
        "message" : "qwer"
      }
    },
    {
      "_index" : "jackey",
      "_type" : "_doc",
      "_id" : "2",
      "_version" : 1,
      "_seq_no" : 2,
      "_primary_term" : 1,
      "found" : true,
      "_source" : {
        "user" : "zhe",
        "post_date" : "2019-11-15T14:12:12",
        "message" : "learning Elasticsearch"
      }
    }
  ]
}

刪除文檔

CURD操作只剩下最後一個D了,下面我們就一起來看看ES中如何刪除一個文檔。

刪除指定id使用的請求是

DELETE /<index>/_doc/<_id>

在併發量比較大的情況下,我們在刪除時通常會指定版本,以確定刪除的文檔是我們真正想要刪除的文檔。刪除請求的參數我們在之前也都介紹過,想要具體了解的同學可以直接查看。

delete by query

類似於update,delete也有一個delete by query的API。

POST /<index>/_delete_by_query

它也是要先按照條件來查詢匹配的文檔,然後刪除這些文檔。在執行查詢之前,Elasticsearch會先為指定索引做一個快照,如果在執行刪除過程中,要索引發生改變,則會導致操作衝突,同時返回刪除失敗。

如果刪除的文檔比較多,也可以使這個請求異步執行,只需要設置wait_for_completion=false即可。

這個API的refresh與delete API的refresh參數有所不同,delete中的refresh參數是設置操作是否立即可見,即只刷新一個分片,而這個API中的refresh參數則是需要刷新受影響的所有分片。

Bulk API

最後,我們再來介紹一種特殊的API,批量操作的API。它支持兩種寫法,可以將索引名寫到url中,也可以寫到請求體中。

  • POST /_bulk

  • POST /<index>/_bulk

在這個請求中,你可以任意使用之前的CRUD請求的組合。

curl -X POST "localhost:9200/_bulk?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{ "index" : { "_index" : "test", "_id" : "1" } }
{ "field1" : "value1" }
{ "delete" : { "_index" : "test", "_id" : "2" } }
{ "create" : { "_index" : "test", "_id" : "3" } }
{ "field1" : "value3" }
{ "update" : {"_id" : "1", "_index" : "test"} }
{ "doc" : {"field2" : "value2"} }
'

請求體中使用的語法是newline delimited JSON(NDJSON)。具體怎麼用呢?其實我們在上面的例子中已經有所展現了,對於index或create這樣的請求,如果請求本身是有包體的,那麼用換行符來表示下面的內容與子請求分隔,即為包體的開始。

例如上面例子中的index請求,它的包體就是{ “field1” : “value1” },所以它會在index請求的下一行出現。

對於批量執行操作來說,單條操作失敗並不會影響其他操作,而最終每條操作的結果也都會返回。

上面的例子執行完之後,我們得到的結果應該是

{
   "took": 30,
   "errors": false,
   "items": [
      {
         "index": {
            "_index": "test",
            "_type": "_doc",
            "_id": "1",
            "_version": 1,
            "result": "created",
            "_shards": {
               "total": 2,
               "successful": 1,
               "failed": 0
            },
            "status": 201,
            "_seq_no" : 0,
            "_primary_term": 1
         }
      },
      {
         "delete": {
            "_index": "test",
            "_type": "_doc",
            "_id": "2",
            "_version": 1,
            "result": "not_found",
            "_shards": {
               "total": 2,
               "successful": 1,
               "failed": 0
            },
            "status": 404,
            "_seq_no" : 1,
            "_primary_term" : 2
         }
      },
      {
         "create": {
            "_index": "test",
            "_type": "_doc",
            "_id": "3",
            "_version": 1,
            "result": "created",
            "_shards": {
               "total": 2,
               "successful": 1,
               "failed": 0
            },
            "status": 201,
            "_seq_no" : 2,
            "_primary_term" : 3
         }
      },
      {
         "update": {
            "_index": "test",
            "_type": "_doc",
            "_id": "1",
            "_version": 2,
            "result": "updated",
            "_shards": {
                "total": 2,
                "successful": 1,
                "failed": 0
            },
            "status": 200,
            "_seq_no" : 3,
            "_primary_term" : 4
         }
      }
   ]
}

批量操作的執行過程相比多次單個操作而言,在性能上會有一定的提升。但同時也會有一定的風險,所以我們在使用的時候要非常的謹慎。

總結

本文我們先介紹了文檔的基本概念和文檔的元數據。接着又介紹了文檔的CRUD操作和Bulk API。相信看完文章你對Elasticsearch的文檔也會有一定的了解。那最後就請你啟動你的Elasticsearch,然後親自動手試一試這些操作,看看各種請求的參數究竟有什麼作用。相信親手實驗過一遍之後你會對這些API有更深的印象。

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設計模式之代理模式

什麼是代理模式

代理模式就是為一個對象提供一個代理對象,由這個代理對象控制對該對象的訪問。

理解代理模式,可以對照生活中的一些具體例子,比如房產中介、二手車交易市場、經紀人等。

為什麼要用代理模式

通過使用代理模式,我們避免了直接訪問目標對象時可能帶來的一些問題,比如:遠程調用,需要使用遠程代理來幫我們處理一些網絡傳輸相關的細節邏輯;可能需要基於某種權限控制對目標資源的訪問,可以使用保護代理等。

總的來說,通過是用代理模式,我們可以控制對目標對象的訪問,可以在真實方法被調用前或調用后,通過代理對象加入額外的處理邏輯。

代理模式分類

代理模式分為靜態代理和動態代理。動態代理根據實現不同又可細分為JDK動態代理和cglib動態代理。

靜態代理是由程序員創建或工具生成代理類的源碼,再編譯代理類。所謂靜態也就是在程序運行前就已經存在代理類的字節碼文件,代理類和委託類的關係在運行前就確定了。

動態代理是在實現階段不用關心代理類,而在運行時動態生成代理類的。

靜態代理

以房哥買房子為例,用代碼實現靜態代理。

1、首先建立一個Seller接口

public interface Seller {
    void sell();
}

2、創建實現類,房哥,有一個方法,就是買房子

public class FangGe implements Seller{
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("房哥要出手一套四合院");
    }
}

3、買房子需要找到買家,達成交易后還要辦理過戶等其他手續,房哥只想賣房收錢就完了。因此,需要找一個代理來幫房哥處理這些雜事。

我們創建一個代理類FangGeProxy,代理類也需要實現Seller接口,行為上要保持和FangGe一樣,都是要賣房子。同時該代理類還需要持有房哥的引用。

public class FangGeProxy implements Seller{
    private FangGe fangGe;

    public FangGeProxy(FangGe fangGe){
        this.fangGe = fangGe;
    }
    @Override
    public void sell() {
        findBuyer();
        fangGe.sell();
        afterSell();
    }
    
    public void findBuyer(){
        System.out.println("代理幫助尋找買主");
    }
    
    public void afterSell(){
        System.out.println("達成交易后,辦理相關手續");
    }
}

可以看到,房哥的代理類通過findBuyer()和afterSell()兩個方法幫助房哥完成了其他一些雜事。

4、測試類

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Seller seller = new FangGeProxy(new FangGe());
        seller.sell();
    }
}

輸出:

代理幫助尋找買主
房哥要出手一套四合院
達成交易后,辦理相關手續

最後,看下類圖

靜態代理的問題:

1、由於靜態代理類在編譯前已經確定了代理的對象,因此靜態代理只能代理一種類型的類,如果要給大量的類做代理,就需要編寫大量的代理類;

2、如果我們要給Seller,也就是目標對象要增加一些方法,則需要同步修改代理類,不符合開閉原則。

JDK動態代理

JDK的動態代理依賴於jdk給我們提供的類庫實現,是一種基於接口實現的動態代理,在編譯時並不知道要代理哪個類,而是在運行時動態生成代理類。同時也解決了靜態代理中存在的問題。

我們接上上面靜態代理的例子,繼續實現JDK的動態代理。

1、我們建一個方法轉發的處理器類,該類需要實現InvocationHandler接口。

public class SellerInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 要代理的真實對象
    private Object target;

    /**
     * 使用Proxy類靜態方法獲取代理類實例
     */
    public Object getProxyInstance(Object target){
        this.target = target;
        Class<?> clazz = target.getClass();
        return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),clazz.getInterfaces(),this);
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        before();
        Object obj = method.invoke(this.target, args);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法前");
    }
    
    private void after() {
        System.out.println("執行方法后");
    }
}

2、新建JDK動態代理測試類,首先代理房哥賣房子

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        
        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();

    }
}

輸出:

執行方法前
房哥要出手一套四合院
執行方法后

可以看到,完成了代理。

3、接下來我們新建另外一個類,User類,並使用JDK動態代理完成代理User類

public interface IUser {
    void sayHello();

    void work();
}

public class UserImpl implements IUser{
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello,我是小明");
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("我正在寫代碼");
    }
}

修改測試類,

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

/*        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();

        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();*/

        // 代理user類
        IUser user = new UserImpl();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        IUser userProxy = (IUser) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(user);
        userProxy.sayHello();
        userProxy.work();

    }
}

輸出:

執行方法前
hello,我是小明
執行方法后
執行方法前
我正在寫代碼
執行方法后

可以看到,我們SellerInvocationHandler 並未做任何改動,它便能為UserImpl類生成代理,並在執行方法的前後增加額外的執行邏輯。

cglib動態代理

JDK動態代理有一個局限就是,被代理的類必須要實現接口。如果被代理的類沒有實現接口,則JDK動態代理就無能為力了。這個時候該cglib動態代理上場了。

CGLIB是一個功能強大,高性能的代碼生成包。它為沒有實現接口的類提供代理,為JDK的動態代理提供了很好的補充。通常可以使用Java的動態代理創建代理,但當要代理的類沒有實現接口或者為了更好的性能,CGLIB是一個好的選擇。

1、新建一個MyCglibInterceptor,實現MethodInterceptor接口。該類類似於JDK動態代理中的InvocationHandler實例,是實現cglib動態代理的主要類。

public class MyCglibInterceptor implements MethodInterceptor {

    public Object getCglibProxyInstance(Object object){
        // 相當於Proxy,創建代理的工具類
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(object.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        before();
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法之前");
    }

    private void after() {
        System.out.println("執行方法之後");
    }
}

2、新建cglib動態代理的測試類,先代理上面例子中的User類。

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();
    }
}

輸出:

執行方法之前
hello,我是小明
執行方法之後
執行方法之前
我正在寫代碼
執行方法之後

3、新建一個類HelloWorld,不實現任何接口,為該類實現動態代理。

public class HelloWorld {
    public void hello(){
        System.out.println("世界這麼大,我想去看看");
    }
}

測試代理類

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
/*        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();*/

        // 代理未實現任何接口的類
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        HelloWorld helloWorldProxy = (HelloWorld) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new HelloWorld());
        helloWorldProxy.hello();
    }
}

輸出:

執行方法之前
世界這麼大,我想去看看
執行方法之後

使用cglib動態代理,我們實現了對普通類的代理。

(完)

設計模式系列文章

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Java併發之volatile關鍵字

引言

說到多線程,我覺得我們最重要的是要理解一個臨界區概念。

舉個例子,一個班上1個女孩子(臨界區),49個男孩子(線程),男孩子的目標就是這一個女孩子,就是會有競爭關係(線程安全問題)。推廣到實際場景,例如對一個數相加或者相減等等情形,因為操作對象就只有一個,在多線程環境下,就會產生線程安全問題。理解臨界區概念,我們對多線程問題可以有一個好意識。

Jav內存模型(JMM)

談到多線程就應該了解一下Java內存模型(JMM)的抽象示意圖.下圖:

線程A和線程B執行的是時候,會去讀取共享變量(臨界區),然後各自拷貝一份回到自己的本地內存,執行後續操作。
JMM模型是一種規範,就像Java的接口一樣。JMM會涉及到三個問題:原子性,可見性,有序性。
所謂原子性。就是說一個線程的執行會不會被其他線程影響的。他是不可中斷的。舉個例子:

int i=1

這個語句在Jmm中就是原子性的。無論是一個線程執行還是多個線程執行這個語句,讀出來的i就是等於1。那什麼是非原子性呢,按道理如果Java的代碼都是原子性,應該就不會有線程問題了啊。其實JMM這是規定某些語句是原子性罷了。舉個非原子性例子:

i ++;

這個操作就不是原子性的了。因為他就是包含了三個操作:第一讀取i的值,第二將i加上1,第三將結果賦值回來給i,更新i的值。
所謂可見性。可見性表示如果一個值在線程A修改了,線程B就會馬上知道這個結果。
所謂有序性。所謂有序性值的是語意的有序性。就是說代碼順序可能會發生變化。因為有一個指令重排機制。所謂指令重排,他會改變代碼執行順序,為了讓cpu執行效率更高。為了防止重排序出錯,JMM有個happen-before規則,這個規則限制了那些語句執行在前,那些語句執行在後。
Happen-before:
程序順序原則:一個線程內保證語義的串行性
volatile原則:volatile變量的寫發生在讀之前
鎖規則:先加鎖再解鎖
傳遞性:a先於b,b先於c,則a必定先於c
線程的start方法先於他的每一個操作
線程所有的操作先於線程的終結
對象的構造函數執行、結束先於finalize()方法。

volatile

進入正題,volatile可以保證變量(臨界區)的可見性以及有序性,但是不能保證原子性。舉個例子:

public class VolatileTest implements Runnable{
    private static VolatileTest volatileTest = new VolatileTest();
    private  static volatile int i= 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int j = 0; j < 20; j++) {
            Thread a = new Thread(new VolatileTest());
            Thread b = new Thread(new VolatileTest());
            a.start();b.start();
            a.join();b.join();
            System.out.print(i+"&&");
        }

    }
    
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 1000; j++) {
            i++;
        }
    }

}

// 輸出結果
// 2000&&4000&&5852&&7852&&9852&&11852&&13655&&15655&&17655&&19655&&21306     
//&&22566&&24566&&26189&&28189&&30189&&32189&&34189&&36189&&38089&&

有結果看到有問題,雖然i已經添加了volatile關鍵字,說明volatile關鍵字不能保證i++的原子性。

那什麼場景適合使用volatile關鍵字

  1. 輕量級的“讀-寫鎖”策略
private volatile int value;
public int getValue(){ return value;}
public synchronized void doubleValue(){ value = value*value; }

2.單例模式(雙檢查鎖機制

private volatile static Singleton instace;   
public static Singleton getInstance(){  // 沒有使用同步方法,而是同步方法塊
    //第一次null檢查 ,利用volatile的線程間可見性,不需要加鎖,性能提高    
    if(instance == null){            
        synchronized(Singleton.class) {    //鎖住類對象,阻塞其他線程
            //第二次null檢查,以保證不會創建重複的實例       
            if(instance == null){       
                instance = new Singleton(); // 禁止重排序
            }  
        }           
    }  
    return instance;

參考

《現代操作系統(第三版)中文版》
《實戰Java高併發程序設計》
《Java併發編程的藝術》

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EF Core For MySql查詢中使用DateTime.Now作為查詢條件的一個小問題

背景

最近一直忙於手上澳洲線上項目的整體遷移和升級的準備工作,導致博客和公眾號停更。本周終於艱難的完成了任務,藉此機會,總結一下項目中遇到的一些問題。

EF Core一直是我們團隊中中小型項目常用的ORM框架,在使用SQL Server作為持久化倉儲的場景一下,一直表現還中規中矩。但是在本次項目中,項目使用了MySql作為持久化倉儲。為了與EF Core集成,團隊使用了Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql作為EF Core For MySql的擴展。在開發過程中,團隊遇到了各種各樣在SQL Server場景下沒有遇到過的問題,其中最奇怪的,也是隱藏最深的問題,就是將DateTime.Now作為查詢條件,產生了非預期的結果。

問題場景

本周在項目升級的過程中,客戶反饋了一個問題。

在當前系統的Dashboard頁面,有一個消息提醒功能,客戶可以自定義一些消息,並且指定提醒的日期。客戶遇到的問題是通常添加的消息提醒,在指定日期的上午時間段是不會显示,只有在下午時間段才能看到,比如說客戶指定2019年10月26號看到一個的消息提醒,但是在10月26日這天早上8:00-12:00這個時間段,系統總是看不到提醒,只有到了下午的時間段才能看到提醒。

PS:這裏客戶表達的只是個籠統的問題,但問題確實是上午的大部分時間是看不到消息提醒的,但並不是精確到中午12:00點這個時間, 所以此處不必過於糾結於具體的時間。

查看問題代碼

看到這個問題的時候,我自己也很奇怪,難道代碼或者數據庫使用了時區,導致查詢出現了偏差?

於是我就Review了一下此處的查詢, 代碼如下。

var query = DbContext.CRM_Note_Reminders
    .Include(x => x.CRM_Note)
    .Where(x => !x.CRM_Note.Is_Deleted 
             && !x.Is_Deleted
             && x.Reminder_Date.Date <= DateTime.Now.Date)
     .ToList();

PS: 這裏可能有同學會有疑問,為啥不用DbFunctions.DiffDays? 原因是DbFunctions.DiffDays是 EF Core for SQLServer的擴展方法,針對MySql還沒有官方的實現方案。

從這個查詢中,我沒有看出任何問題,於是我直接藉助一些日誌工具,將EF Core生成的查詢語句的輸出了出來。

其中WHERE條件部分如下:

WHERE (((`x.CRM_Note`.`Is_Deleted` = FALSE) 
AND (`x`.`Is_Deleted` = FALSE))
AND (CONVERT(`x`.`Reminder_Date`, date) 
  <= CONVERT(CURRENT_TIMESTAMP(), date)))

這裏CURRENT_TIMESTAMP()是MySql的內置函數,與SQLServer的內置函數GETDATE()不同,CURRENT_TIMESTAMP()默認返回的是UTC時間。因此我們大概能知道,為什麼澳洲客戶會遇到上面的場景了。

PS: 根據7樓兄弟的反饋,我試了一下,改動Mysql的時區配置之後,果然CURRENT_TIMESTAMP()就改為了對應時區的時間。這裏使用UTC時間的原因應該是我在AWS RDS上創建Mysql實例的時候,忽略了時區配置。

由於澳洲處於東10區,與UTC時間有+10個小時的時差,所以當澳洲上午的10點之前,UTC時間都是在當前澳洲日期的前一天,所以系統中出現了當天的消息提醒在上午時間段不能正常显示的問題。

PS: 由於澳洲是分冬令時和夏令時的,夏令時時間要加一個小時,所以實際上客戶在每天的11點之前都無法看到正確的消息提醒。

深入思考

你這可能會非常奇怪,為什麼DateTime.Now會被轉化成內置函數CURRENT_TIMESTAMP(),而沒有使用我們傳入的值DateTime.Now.Date呢?

其實EF/EF Core在查詢是時候是分2個階段的,一個是組合查詢表達式樹的階段,一個是真正的查詢階段。

在組合查詢表達式樹的階段,EF/EF Core只會去組合表達式,而不會去嘗試計算表達式的值,所以這個階段DateTime.Now.Date的值並沒有被計算出來, 在進入正常查詢階段的時候, EF/EF Core會嘗試將查詢表達式樹翻譯成SQL腳本,這時候由於我們的EF ProviderMySql Provider, 恰巧DateTime.Now可以翻譯成Mysql的內置函數CURRENT_TIMESTAMP(), 所以這裏EF/EF Core就跳過了表達式值的計算,直接將其翻譯成了對應的內置函數,所以導致生成的SQL查詢和我們的預期有偏差。

那麼我們該如何解決這個問題呢?

解決方案

經過了以上的思考,其實解決這個問題也就很簡單了,我們可以將DateTime.Now.Date先計算出來,保存在一個變量中,然後將這個變量傳入查詢中。

var today = DateTime.Now.Date;

var query = DbContext.CRM_Note_Reminders
     .Include(x => x.CRM_Note)
     .Where(x => !x.CRM_Note.Is_Deleted 
             && !x.Is_Deleted
             && x.Reminder_Date.Date <= today)
     .ToList();

由此生成的MySQL腳本如下:

WHERE (((`x.CRM_Note`.`Is_Deleted` = FALSE) 
AND (`x`.`Is_Deleted` = FALSE)) 
AND (CONVERT(`x`.`Reminder_Date`, date) <= @__date_0)) 

這樣我們就得到了一個正確的結果,澳洲客戶也就收到了正確的消息。

是不是有種差之毫厘,謬以千里的感覺呢?

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Java描述設計模式(23):訪問者模式

本文源碼: ||

一、生活場景

1、場景描述

電競是遊戲比賽達到“競技”層面的體育項目。利用电子設備作為運動器械進行的、人與人之間的智力對抗運動。通過電競,可以提高人的反應能力、協調能力、團隊精神等。但是不同人群的對電競的持有的觀念不一樣,有的人認為電競就是沉迷網絡,持反對態度,而有的人就比較贊同。下面基於訪問者模式來描述該場景。

2、場景圖解

3、代碼實現

public class C01_InScene {
    public static void main(String[] args) {
        DataSet dataSet = new DataSet() ;
        dataSet.addCrowd(new Youth());
        dataSet.addCrowd(new MiddleAge());
        CrowdView crowdView = new Against() ;
        dataSet.display(crowdView);
        crowdView = new Approve() ;
        dataSet.display(crowdView);
    }
}
/**
 * 雙分派,不同人群管理
 */
abstract class Crowd {
    abstract void accept(CrowdView action);
}
class Youth extends Crowd {
    @Override
    public void accept(CrowdView view) {
        view.getYouthView(this);
    }
}
class MiddleAge extends Crowd {
    @Override
    public void accept(CrowdView view) {
        view.getMiddleAgeView (this);
    }
}
/**
 * 不同人群觀念的管理
 */
abstract class CrowdView {
    // 青年人觀念
    abstract void getYouthView (Youth youth);
    // 中年人觀念
    abstract void getMiddleAgeView (MiddleAge middleAge);
}
class Approve extends CrowdView {
    @Override
    public void getYouthView(Youth youth) {
        System.out.println("青年人贊同電競");
    }
    @Override
    public void getMiddleAgeView(MiddleAge middleAge) {
        System.out.println("中年人贊同電競");
    }
}
class Against extends CrowdView {
    @Override
    public void getYouthView(Youth youth) {
        System.out.println("青年人反對電競");
    }
    @Override
    public void getMiddleAgeView(MiddleAge middleAge) {
        System.out.println("中年人反對電競");
    }
}
/**
 * 提供一個數據集合
 */
class DataSet {
    private List<Crowd> crowdList = new ArrayList<>();
    public void addCrowd (Crowd crowd) {
        crowdList.add(crowd);
    }
    public void display(CrowdView crowdView) {
        for(Crowd crowd : crowdList) {
            crowd.accept(crowdView);
        }
    }
}

二、訪問者模式

1、基礎概念

訪問者模式是對象的行為模式,把作用於數據結構的各元素的操作封裝,操作之間沒有關聯。可以在不改變數據結構的前提下定義作用於這些元素的不同的操作。主要將數據結構與數據操作分離,解決數據結構和操作耦合問題核心原理:被訪問的類裏面加對外提供接待訪問者的接口。

2、模式圖解

3、核心角色

  • 抽象訪問者角色

聲明多個方法操作,具體訪問者角色需要實現的接口。

  • 具體訪問者角色

實現抽象訪問者所聲明的接口,就是各個訪問操作。

  • 抽象節點角色

聲明接受操作,接受訪問者對象作為參數。

  • 具體節點角色

實現抽象節點所規定的具體操作。

  • 結構對象角色

能枚舉結構中的所有元素,可以提供一個高層的接口,用來允許訪問者對象訪問每一個元素。

4、源碼實現

public class C02_Visitor {
    public static void main(String[] args) {
        ObjectStructure obs = new ObjectStructure();
        obs.add(new NodeA());
        obs.add(new NodeB());
        Visitor visitor = new VisitorA();
        obs.doAccept(visitor);
    }
}
/**
 * 抽象訪問者角色
 */
interface Visitor {
    /**
     * NodeA的訪問操作
     */
    void visit(NodeA node);
    /**
     * NodeB的訪問操作
     */
    void visit(NodeB node);
}
/**
 * 具體訪問者角色
 */
class VisitorA implements Visitor {
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        node.operationA() ;
    }
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        node.operationB() ;
    }
}
class VisitorB implements Visitor {
    @Override
    public void visit(NodeA node) {
        node.operationA() ;
    }
    @Override
    public void visit(NodeB node) {
        node.operationB() ;
    }
}
/**
 * 抽象節點角色
 */
abstract class Node {
    /**
     * 接收訪問者
     */
    abstract void accept(Visitor visitor);
}
/**
 * 具體節點角色
 */
class NodeA extends Node{
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public void operationA(){
        System.out.println("NodeA.operationA");
    }
}
class NodeB extends Node{
    @Override
    public void accept(Visitor visitor) {
        visitor.visit(this);
    }
    public void operationB(){
        System.out.println("NodeB.operationB");
    }
}
/**
 * 結構對象角色類
 */
class ObjectStructure {
    private List<Node> nodes = new ArrayList<>();
    public void detach(Node node) {
        nodes.remove(node);
    }
    public void add(Node node){
        nodes.add(node);
    }
    public void doAccept(Visitor visitor){
        for(Node node : nodes) {
            node.accept(visitor);
        }
    }
}

三、Spring框架應用

1、Bean結構的訪問

BeanDefinitionVisitor類,遍歷bean的各個屬性;接口 BeanDefinition,定義Bean的各樣信息,比如屬性值、構造方法、參數等等。這裏封裝操作bean結構的相關方法,但卻沒有改變bean的結構。

2、核心代碼塊

public class BeanDefinitionVisitor {
    public void visitBeanDefinition(BeanDefinition beanDefinition) {
        this.visitParentName(beanDefinition);
        this.visitBeanClassName(beanDefinition);
        this.visitFactoryBeanName(beanDefinition);
        this.visitFactoryMethodName(beanDefinition);
        this.visitScope(beanDefinition);
        if (beanDefinition.hasPropertyValues()) {
            this.visitPropertyValues(beanDefinition.getPropertyValues());
        }
        if (beanDefinition.hasConstructorArgumentValues()) {
            ConstructorArgumentValues cas = beanDefinition.getConstructorArgumentValues();
            this.visitIndexedArgumentValues(cas.getIndexedArgumentValues());
            this.visitGenericArgumentValues(cas.getGenericArgumentValues());
        }
    }
}

四、模式總結

1、優點描述

(1) 訪問者模式符合單一職責原則、使程序具有良好的擴展性、靈活性;

(2) 訪問者模式適用與攔截器與過濾器等常見功能,數據結構相對穩定的場景;

2、缺點描述

(1) 訪問者關注其他類的內部細節,依賴性強,違反迪米特法則,這樣導致具體元素更新麻煩;

(2) 訪問者依賴具體元素,不是抽象元素,面向細節編程,違背依賴倒轉原則;

五、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent

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將Swagger2文檔導出為HTML或markdown等格式離線閱讀

網上有很多《使用swagger2構建API文檔》的文章,該文檔是一個在線文檔,需要使用HTTP訪問。但是在我們日常使用swagger接口文檔的時候,有的時候需要接口文檔離線訪問,如將文檔導出為html、markdown格式。又或者我們不希望應用系統與swagger接口文檔使用同一個服務,而是導出HTML之後單獨部署,這樣做保證了對接口文檔的訪問不影響業務系統,也一定程度提高了接口文檔的安全性。核心的實現過程就是:

  • 在swagger2接口文檔所在的應用內,利用swagger2markup將接口文檔導出為adoc文件,也可以導出markdown文件。
  • 然後將adoc文件轉換為靜態的html格式,可以將html發布到nginx或者其他的web應用容器,提供訪問(本文不會講html靜態部署,只講HTML導出)。

注意:adoc是一種文件格式,不是我的筆誤。不是doc文件也不是docx文件。

一、maven依賴類庫

在已經集成了swagger2的應用內,通過maven坐標引入相關依賴類庫,pom.xml代碼如下:

<dependency>
    <groupId>io.github.swagger2markup</groupId>
    <artifactId>swagger2markup</artifactId>
    <version>1.3.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.swagger</groupId>
    <artifactId>swagger-core</artifactId>
    <version>1.5.16</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.swagger</groupId>
    <artifactId>swagger-models</artifactId>
    <version>1.5.16</version>
</dependency>

swagger2markup用於將swagger2在線接口文檔導出為html,markdown,adoc等格式文檔,用於靜態部署或離線閱讀。其中第一個maven坐標是必須的。后兩個maven坐標,當你在執行後面的代碼過程中報下圖中的ERROR,或者有的類無法import的時候使用。

產生異常的原因已經有人在github的issues上給出解釋了:當你使用swagger-core版本大於等於1.5.11,並且swagger-models版本小於1.5.11就會有異常發生。所以我們顯式的引入這兩個jar,替換掉swagger2默認引入的這兩個jar。

二、生成adoc格式文件

下面的代碼是通過編碼方式實現的生成adoc格式文件的方式

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.DEFINED_PORT)
public class DemoApplicationTests {
    @Test
    public void generateAsciiDocs() throws Exception {
        //    輸出Ascii格式
        Swagger2MarkupConfig config = new Swagger2MarkupConfigBuilder()
                .withMarkupLanguage(MarkupLanguage.ASCIIDOC) //設置生成格式
                .withOutputLanguage(Language.ZH)  //設置語言中文還是其他語言
                .withPathsGroupedBy(GroupBy.TAGS)
                .withGeneratedExamples()
                .withoutInlineSchema()
                .build();

        Swagger2MarkupConverter.from(new URL("http://localhost:8888/v2/api-docs"))
                .withConfig(config)
                .build()
                .toFile(Paths.get("src/main/resources/docs/asciidoc"));
    }
}
  • 使用RunWith註解和SpringBootTest註解,啟動應用服務容器。 SpringBootTest.WebEnvironment.DEFINED_PORT表示使用application.yml定義的端口,而不是隨機使用一個端口進行測試,這很重要。
  • Swagger2MarkupConfig 是輸出文件的配置,如文件的格式和文件中的自然語言等
  • Swagger2MarkupConverter的from表示哪一個HTTP服務作為資源導出的源頭(JSON格式),可以自己訪問試一下這個鏈接。8888是我的服務端口,需要根據你自己的應用配置修改。
  • toFile表示將導出文件存放的位置,不用加後綴名。也可以使用toFolder表示文件導出存放的路徑。二者區別在於使用toFolder導出為文件目錄下按標籤TAGS分類的多個文件,使用toFile是導出一個文件(toFolder多個文件的合集)。
@Test
public void generateMarkdownDocsToFile() throws Exception {
    //    輸出Markdown到單文件
    Swagger2MarkupConfig config = new Swagger2MarkupConfigBuilder()
            .withMarkupLanguage(MarkupLanguage.MARKDOWN)
            .withOutputLanguage(Language.ZH)
            .withPathsGroupedBy(GroupBy.TAGS)
            .withGeneratedExamples()
            .withoutInlineSchema()
            .build();

    Swagger2MarkupConverter.from(new URL("http://localhost:8888/v2/api-docs"))
            .withConfig(config)
            .build()
            .toFile(Paths.get("src/main/resources/docs/markdown"));
}

上面的這一段代碼是生成markdown格式接口文件的代碼。執行上面的2段單元測試代碼,就可以生產對應格式的接口文件。

還有一種方式是通過maven插件的方式,生成adoc和markdown格式的接口文件。筆者不常使用這種方式,沒有使用代碼生成的方式配置靈活,很多配置都放到pom.xml感覺很臃腫。但還是介紹一下,首先配置maven插件swagger2markup-maven-plugin。

<plugin>
    <groupId>io.github.swagger2markup</groupId>
    <artifactId>swagger2markup-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.3.1</version>
    <configuration>
        <swaggerInput>http://localhost:8888/v2/api-docs</swaggerInput><!---swagger-api-json路徑-->
        <outputDir>src/main/resources/docs/asciidoc</outputDir><!---生成路徑-->
        <config>
            <swagger2markup.markupLanguage>ASCIIDOC</swagger2markup.markupLanguage><!--生成格式-->
        </config>
    </configuration>
</plugin>

然後運行插件就可以了,如下圖:

三、通過maven插件生成HTML文檔

<plugin>
    <groupId>org.asciidoctor</groupId>
    <artifactId>asciidoctor-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.5.6</version>
    <configuration>
         <!--asciidoc文件目錄-->
        <sourceDirectory>src/main/resources/docs</sourceDirectory>
        <!---生成html的路徑-->
        <outputDirectory>src/main/resources/html</outputDirectory>
        <backend>html</backend>
        <sourceHighlighter>coderay</sourceHighlighter>
        <attributes>
            <!--導航欄在左-->
            <toc>left</toc>
            <!--显示層級數-->
            <!--<toclevels>3</toclevels>-->
            <!--自動打数字序號-->
            <sectnums>true</sectnums>
        </attributes>
    </configuration>
</plugin>

adoc的sourceDirectory路徑必須和第三小節中生成的adoc文件路徑一致。然後按照下圖方式運行插件。

HTMl接口文檔显示的效果如下,有了HTML接口文檔你想轉成其他各種格式的文檔就太方便了,有很多工具可以使用。這裏就不一一介紹了。

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政府重視電動機車電池電芯國產化,2020 持續補助購買電動機車

行政院副院長陳其邁在 7 月 15 日參訪 Gogoro 智能工廠,強調政府對電動機車電池電芯國產化的重視,並表示明年還是會持續補助消費者購買電動機車。

行政院副院長陳其邁與政務委員龔明鑫、經濟部次長林全能和環保署副署長沈志修等人前往桃園市龜山區,參訪 Gogoro 的智能工廠。除了現場試乘 5 月發表的新車種 Gogoro 3 車款並體驗交換電池外,也與 Gogoro 執行長陸學森針對電池電芯國產化進程與傳統機車產業合作等議題進行交流。

陳其邁表示,政府非常重視電動機車電池電芯國產化,目前除了經濟部的科專與 A+ 計畫外,對於國產電池的模組設計、儲能技術與電池的智慧管理也提供計畫類型的補助,希望加速國產電芯量產,並建立相關驗證機制,為國內電動機車產業鏈提供幫助。陳其邁強調,政府也相當重視電動機車產業與傳統機車行合作的問題,希望傳統機車行未來不論在營運、銷售與後續維修,都能與電動機車業者有更多合作機會,協助推動傳統機車行升級和轉型。

根據陳其邁的說法,政府在 2019 年對購買電動機車的補助維持不變,2020 年的補助還會持續下去。政府也研議鼓勵民眾淘汰排放污染的老舊機車,補助購買更環保的燃油機車,讓民眾使用的機車兼顧便捷與環保。

Gogoro 執行長陸學森表示,截至 2019 年 6 月底,Gogoro 生產銷售的電動機車已近 18 萬輛,全台已布建 1,283 個電池交換站,在 6 大都會區更是每 5 分鐘車程就有可即時換電的電池充電站。Gogoro 的每一部車子都是在桃園市龜山區的工廠生產製造,而且機車上的所有零組件,均來自全台 192 家供應商的供應鏈,做到電動機車的國產化。陸學森也向陳其邁建言,希望在台灣目前重型電動機車技術仍領先全球 3 到 5 年的優勢下,政府能夠支持電動機車產業,讓台灣的電動機車產業團結一致,一起為台灣打贏「世界盃」。

(合作媒體:。首圖來源: CC BY 2.0)

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