spring 自定义注解、扫描器实现

像jpa，mybatis，feign等框架在使用时都一个共同的特点，那就是只需要写接口就行，并没有具体的实现类。

jpa 按照一种约定的格式去写方法名并不需要写实现类就能实现功能

mybatis 在xml文件里面写上方法名对应的sql或者用注解写sql，也没有写mapper的实现类就能实现数据库查询功能

feign 只需要写接口然后加上对应的注解就能实现http请求功能

他们都是通过自定义代理实现的，即按照自己的方式去编写 FactoryBean 里面getObject方法的逻辑，生产代理对象，从而实现个性化功能。

实现自定义注解的步骤

要实现自定义注解，让它标记的类自动生成bean并且可以像普通的component 一样注入到其他bean中，那么要经历几个步骤呢，就像把大象装进冰箱一样，1开门，2装大象，3关门

  1. 编写自定义注解
  2. 编写接口
  3. 在接口上添加自定义注解
  4. 在程序启动的过程中找到有自定义注解的接口
  5. 为这些接口生成代理对象
  6. 将代理对象注册到spring的bean容器中

可以将1，2，3一起看作是大象，4和5看作是打开冰箱门，6是把大象装进冰箱
而这里关键的两步是 如何找到有自定义注解的接口和生成代理对象的bean

这里提供两种实现自定义注解的方式，也是我在实际工作中为了实现功能而一步一步摸索出来的（呸......网上搜的）
一种是通过实现 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口
另一种则是通过实现扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner接口

下面我将通过一个在工作中遇到的实际问题来展开

场景

业务系统和数据中台进行对接，数据中台作为所有数据的数据源头，向各个业务系统提供数据查询服务，因此业务系统也从连接mysql查数据变成了连接数据中台查数据，但是这个数据中台又没有实现jdbc协议，因此就无法通过像mysql那样使用orm框架。数据中台只提供了相关的http接口，可以支持传入sql语句，然后返回对应的数据。

初步需求

上面为了还原实际工作场景，描述就比较啰嗦，稍微提炼一下，形成需求：

程序生成sql，然后将sql作为参数发送http请求。
本质上就是一个http请求

那在实际的开发过程中，第一次对接的时候，都是直接在业务代码里面用字符串拼接sql的（那sql是相当动态），然后拼好了sql后也不打印一下，最后发送http请求的时候也不打印（可真是够了......），每次一排查问题的时候那sql简直没法查，相当的人类不友好，无法阅读。

思考一下

既然是要写sql，那能不能像mybatis那样，把sql集中写在一个文件里面，它可是专业干这事儿的，这样sql的可读性不就大大的提高了么。
那要怎么做呢？
既然提到了mybatis，那我们就照虎画猫，照葫芦画瓢。我们也照着mybatis搞一套表面上看上去类似的，实际上又不一样的。sql写在xml里面，但是最后是走的http接口获取数据
这就引发了更深层次的需求

额外的需求

定义一个接口，写一个方法，然后将sql写到xml文件里面，最终实现只需要调用接口的方法，就可以自动获取对应的sql并通过发送http请求去获取数据。
为了实现这个额外的需求，我们需要干两件事儿。

  1. 需要有自定义的代理（这个就需要用到文章标题所提到的知识点了） ，这个是用来干sql解析，发送http请求获取数据逻辑的（本文这里就不写发送http请求部分代码了）
  2. 需要一个sql解析器（这个mybatis有现成的，直接拿过来用就好了（典型的拿来主义），还实现个锤锤哦）

自定义注解类

import java.lang.annotation.*;

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
public @interface Keeton {
}

自定义FactoryBean创建代理类

我这里要实现的功能是：通过接口的方法名获取xml里面对应的sql，然后将sql语句作为参数通过http请求发送到数据中台的接口

import org.apache.ibatis.builder.xml.XMLMapperBuilder;
import org.apache.ibatis.io.Resources;
import org.apache.ibatis.mapping.BoundSql;
import org.apache.ibatis.mapping.MappedStatement;
import org.apache.ibatis.mapping.ParameterMapping;
import org.apache.ibatis.mapping.ParameterMode;
import org.apache.ibatis.reflection.MetaObject;
import org.apache.ibatis.session.Configuration;
import org.apache.ibatis.type.TypeHandlerRegistry;
import org.jetbrains.annotations.NotNull;
import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.*;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.*;

public class MyFactoryBean<T> implements FactoryBean<T> {
    private final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateTimeFormatter = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
    private final Class<T>                      interfaceType;

    public MyFactoryBean(Class<T> interfaceType) {
        this.interfaceType = interfaceType;
    }

    @Override
    public T getObject() throws Exception {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(
                interfaceType.getClassLoader(),
                new Class[]{interfaceType},
                createProxy(interfaceType));
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return interfaceType;
    }


    private InvocationHandler createProxy(Class<T> interfaceType) {
        return (proxy, method, args) -> {
            if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
                return method.invoke(this, args);
            }

            // 返回值类型
            Class<?> returnType        = method.getReturnType();
            System.out.println("returnType = " + returnType);

            // 处理sql
            String sql = handlerSql(interfaceType, method, args);
            // todo 发送http请求，具体的代码就步贴了, 用new一个实例代替
            return returnType.newInstance();
        };
    }

    private String handlerSql(Class interfaceType, @NotNull Method method, Object[] args) {
        // 这里直接调用mybatis里面sql解析相关的方法，生成sql。由于是直接使用的mybatis的功能，所以是支持动态sql的
        MappedStatement mappedStatement = getMappedStatement(interfaceType, method.getName());
        BoundSql        boundSql        = mappedStatement.getBoundSql(args);
        Map<String, Object> kv  = kv(method, args);
        String              sql = formatSql(configuration, boundSql, kv);
        System.out.println("sql = " + sql);
        return sql;
    }

    private Map<String, Object> kv(@NotNull Method method, Object[] args) {
        TreeMap<String, Object> paramMap       = new TreeMap<>();
        Parameter[]             parameters     = method.getParameters();
        int                     parameterCount = method.getParameterCount();
        for (int i = 0; i < parameterCount; i++) {
            String key   = parameters[i].getName();
            Object value = args[i];
            paramMap.put(key, value);
        }
        return paramMap;
    }

    // 这玩意儿可以写成一个单利，我这里就偷个懒，直接new了
    Configuration configuration = new Configuration();

    private MappedStatement getMappedStatement(Class interfaceType, String methodName) {
        String      resource = getXmlPath(interfaceType);
        InputStream inputStream;
        try {
            inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        XMLMapperBuilder builder = new XMLMapperBuilder(inputStream, configuration, resource, configuration.getSqlFragments());
        builder.parse();

        return configuration.getMappedStatement(methodName);
    }

    private String getXmlPath(Class interfaceType) {
        String baseDir = "xml文件的路径";
        return baseDir + interfaceType.getSimpleName() + ".xml";
    }

    // 这一段代码是从网上搬过来的
    private String formatSql(Configuration configuration, BoundSql boundSql, Map<String, Object> args) {
        String sql = boundSql.getSql();
        sql = beautifySql(sql);
        Object                 parameterObject     = boundSql.getParameterObject();
        List<ParameterMapping> parameterMappings   = boundSql.getParameterMappings();
        TypeHandlerRegistry    typeHandlerRegistry = configuration.getTypeHandlerRegistry();

        List<String> parameters = new ArrayList<>();
        if (parameterMappings != null) {
            MetaObject metaObject = args == null ? null : configuration.newMetaObject(args);
            for (ParameterMapping parameterMapping : parameterMappings) {
                if (parameterMapping.getMode() != ParameterMode.OUT) {
                    //  参数值
                    Object value;
                    String propertyName = parameterMapping.getProperty();
                    //  获取参数名称
                    if (boundSql.hasAdditionalParameter(propertyName)) {
                        // 获取参数值
                        value = boundSql.getAdditionalParameter(propertyName);
                    } else if (parameterObject == null) {
                        value = null;
                    } else if (typeHandlerRegistry.hasTypeHandler(parameterObject.getClass())) {
                        // 如果是单个值则直接赋值
                        value = parameterObject;
                    } else {
                        value = metaObject == null ? null : metaObject.getValue(propertyName);
                    }

                    if (value instanceof Number) {
                        parameters.add(String.valueOf(value));
                    } else {
                        StringBuilder builder = new StringBuilder();
                        builder.append("'");
                        if (value instanceof Date) {
                            builder.append(dateTimeFormatter.get().format((Date) value));
                        } else if (value instanceof String) {
                            builder.append(value);
                        }
                        builder.append("'");
                        parameters.add(builder.toString());
                    }
                }
            }
        }

        for (String value : parameters) {
            sql = sql.replaceFirst("\\?", value);
        }
        return sql;
    }

    public static String beautifySql(String sql) {
        sql = sql.replaceAll("[\\s\n ]+", " ");
        return sql;
    }
}

方案一，实现 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口


import com.keeton.spring.custom.annotation.Keeton;
import com.keeton.spring.custom.annotation.MyFactoryBean;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionBuilder;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.ResourceLoaderAware;
import org.springframework.core.env.PropertyResolver;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.core.io.ResourceLoader;
import org.springframework.core.io.support.ResourcePatternResolver;
import org.springframework.core.io.support.ResourcePatternUtils;
import org.springframework.core.type.classreading.CachingMetadataReaderFactory;
import org.springframework.core.type.classreading.MetadataReader;
import org.springframework.core.type.classreading.MetadataReaderFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.ClassUtils;

import java.io.IOException;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

@Component
public class MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor, ResourceLoaderAware, ApplicationContextAware {


    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
        //这里一般我们是通过反射获取需要代理的接口的clazz列表
        //比如判断包下面的类，或者通过某注解标注的类等等
        Set<Class<?>> beanClazzs = scannerPackages("com.keeton.spring.custom.annotation");
        for (Class beanClazz : beanClazzs) {
            BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(beanClazz);
            GenericBeanDefinition definition = (GenericBeanDefinition) builder.getRawBeanDefinition();

            //在这里，我们可以给该对象的属性注入对应的实例。
            //比如mybatis，就在这里注入了dataSource和sqlSessionFactory，
            // 注意，如果采用definition.getPropertyValues()方式的话，
            // 类似definition.getPropertyValues().add("interfaceType", beanClazz);
            // 则要求在FactoryBean（本应用中即ServiceFactory）提供setter方法，否则会注入失败
            // 如果采用definition.getConstructorArgumentValues()，
            // 则FactoryBean中需要提供包含该属性的构造方法，否则会注入失败
            definition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(beanClazz);

            //注意，这里的BeanClass是生成Bean实例的工厂，不是Bean本身。
            // FactoryBean是一种特殊的Bean，其返回的对象不是指定类的一个实例，
            // 其返回的是该工厂Bean的getObject方法所返回的对象。
            definition.setBeanClass(MyFactoryBean.class);

            //这里采用的是byType方式注入，类似的还有byName等
            definition.setAutowireMode(GenericBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE);
            registry.registerBeanDefinition(beanClazz.getSimpleName(), definition);
        }

    }

    private static final String DEFAULT_RESOURCE_PATTERN = "**/*.class";
    private ResourcePatternResolver resourcePatternResolver;
    private MetadataReaderFactory metadataReaderFactory;

    private Set<Class<?>> scannerPackages(String basePackage) {
        Set<Class<?>> set = new LinkedHashSet<>();
        String packageSearchPath = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX +
                resolveBasePackage(basePackage) + '/' + DEFAULT_RESOURCE_PATTERN;
        try {
            Resource[] resources = this.resourcePatternResolver.getResources(packageSearchPath);
            for (Resource resource : resources) {
                if (resource.isReadable()) {
                    MetadataReader metadataReader = this.metadataReaderFactory.getMetadataReader(resource);
                    String className = metadataReader.getClassMetadata().getClassName();
                    Class<?> clazz;
                    try {
                        clazz = Class.forName(className);
                        if (clazz.isAnnotationPresent(Keeton.class))
                            set.add(clazz);
                    } catch (ClassNotFoundException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return set;
    }

    protected String resolveBasePackage(String basePackage) {
        return ClassUtils.convertClassNameToResourcePath(this.getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(basePackage));
    }

    private PropertyResolver getEnvironment() {
        return applicationContext.getEnvironment();
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {

    }

    private ApplicationContext applicationContext;

    @Override
    public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
        this.resourcePatternResolver = ResourcePatternUtils.getResourcePatternResolver(resourceLoader);
        this.metadataReaderFactory = new CachingMetadataReaderFactory(resourceLoader);
    }

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }

}

方案二，实现 ClassPathBeanDefinitionScanner 接口

import org.springframework.context.annotation.Import;

import java.lang.annotation.*;

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Import(KeetonScannerRegistrar.class)
public @interface KeetonScan {

    String[] value() default {};
}


import org.springframework.beans.factory.annotation.AnnotatedBeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinitionHolder;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;
import org.springframework.context.annotation.ClassPathBeanDefinitionScanner;
import org.springframework.core.type.filter.AnnotationTypeFilter;

import java.util.Set;

public class KeetonScanner extends ClassPathBeanDefinitionScanner {
    public KeetonScanner(BeanDefinitionRegistry registry) {
        super(registry, false);
        addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(Keeton.class));
    }

    @Override
    protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
        Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitionHolders = super.doScan(basePackages);
        for (BeanDefinitionHolder beanDefinitionHolder : beanDefinitionHolders) {
            BeanDefinition definition    = beanDefinitionHolder.getBeanDefinition();
            String         beanClassName = definition.getBeanClassName();
            definition.setBeanClassName(MyFactoryBean.class.getName());
            try {
                definition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(Class.forName(beanClassName));
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        return beanDefinitionHolders;
    }


    @Override
    protected boolean isCandidateComponent(AnnotatedBeanDefinition beanDefinition) {
        return beanDefinition.getMetadata().isIndependent() && beanDefinition.getMetadata().isInterface();
    }
}


import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;
import org.springframework.context.annotation.ImportBeanDefinitionRegistrar;
import org.springframework.core.annotation.AnnotationAttributes;
import org.springframework.core.type.AnnotationMetadata;

public class KeetonScannerRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        AnnotationAttributes annoAttrs = AnnotationAttributes.fromMap(importingClassMetadata
                .getAnnotationAttributes(KeetonScan.class.getName()));//获取@Import所标注的注解信息
        KeetonScanner scanner = new KeetonScanner(registry);
        // AnnotationAttributes有获取各种注解信息的方法
        scanner.doScan(annoAttrs.getStringArray("value"));
    }
}


import java.util.Map;

@Keeton
public interface TestMapper {
    Map<String, Object> selectByPrimaryKey(String name, Integer gender);

}


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="TestMapper">
    <sql id="Base_Column_List">
        id, register_id, user_name, gender, birth_time, work_time, original_position, appoint_time,
        execute_time, approver, create_time, create_by, update_time, update_by, bef_change_title, aft_grade,
        aft_grade_wages, add_wages
    </sql>

    <select id="selectByPrimaryKey" resultType="java.util.Map">
        select
        <include refid="Base_Column_List"/>
        from yl_audit_five_years_promotion
        where user_name = #{name} and gender = #{gender}
    </select>
</mapper>

方案二的使用方式

启动类

@KeetonScan("com.keeton.spring.custom.annotation")
@SpringBootApplication
public class DefaultProxyCreatorApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DefaultProxyCreatorApplication.class, args);
    }
}

单元测试

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;


@KeetonScan("com.keeton.spring.custom.annotation")
@SpringBootTest
class DefaultProxyCreatorApplicationTest {

    @Autowired
    private TestMapper testService;

    @Test
    void test1() {
        testService.selectByPrimaryKey("张三", 13);
    }
}
图片.png
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