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SpringBoot通過(guò)注解下載任意對(duì)象

 更新時(shí)間:2023年08月30日 15:03:03   作者:吳名氏.  
下載功能應(yīng)該是比較常見(jiàn)的功能了,雖然一個(gè)項(xiàng)目里面可能出現(xiàn)的不多,但是基本上每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)有,而且有些下載功能其實(shí)還是比較繁雜的,這篇文章主要介紹了SpringBoot一個(gè)注解就能幫你下載任意對(duì)象,需要的朋友可以參考下

一 前言

下載功能應(yīng)該是比較常見(jiàn)的功能了,雖然一個(gè)項(xiàng)目里面可能出現(xiàn)的不多,但是基本上每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)有,而且有些下載功能其實(shí)還是比較繁雜的,倒不是難,而是麻煩。

如果我說(shuō)現(xiàn)在只需要一個(gè)注解就能幫你下載任意的對(duì)象,是不是覺(jué)得非常的方便

@Download(source = "classpath:/download/README.txt")
@GetMapping("/classpath")
public void classpath() {
}
@Download
@GetMapping("/file")
public File file() {
    return new File("/Users/Shared/README.txt");
}
@Download
@GetMapping("/http")
public String http() {
    return "http://127.0.0.1:8080/concept-download/image.jpg";
}

感覺(jué)差別不大?那就聽(tīng)聽(tīng)我遇到的一個(gè)下載需求

我們有一個(gè)平臺(tái)是管理設(shè)備的,然后每個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)二維碼圖片,用一個(gè)字段存儲(chǔ)的 http 地址

現(xiàn)在需要導(dǎo)出所有設(shè)備二維碼圖片的壓縮包,圖片名稱需要用設(shè)備名稱加 .png 后綴,需求上來(lái)說(shuō)并不難,但是著實(shí)有點(diǎn)麻煩

  • 首先我需要將設(shè)備列表查出來(lái)
  • 然后使用二維碼地址下載圖片并寫到本地緩存文件
  • 在下載之前需要先判斷是否已經(jīng)存在緩存
  • 下載時(shí)需要并發(fā)下載提升性能
  • 等所有圖片下載結(jié)束后
  • 再生成一個(gè)壓縮文件
  • 然后再操作輸入輸出流寫到響應(yīng)中

看著我實(shí)現(xiàn)了將近 200 行的代碼,真是又臭又長(zhǎng),一個(gè)下載功能咋能那么麻煩呢,于是我就想有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方式

我當(dāng)時(shí)的需求很簡(jiǎn)單,我想著我只要提供需要下載的數(shù)據(jù),比如一個(gè)文件路徑,一個(gè)文件對(duì)象,一段字符串文本,一個(gè)http地址,或者混搭了前面所有類型的一個(gè)集合,甚至是我們自定義的某個(gè)類的實(shí)例,后面的事情我就不用管了

文件路徑是一個(gè)文件還是一個(gè)目錄?字符串文本需要先寫入一個(gè)文本文件中?

http資源如何下載到本地?多個(gè)文件怎么壓縮?最后怎么寫到響應(yīng)中?我才不想花時(shí)間管這些

比如就像我現(xiàn)在這個(gè)需求,我只要返回設(shè)備列表就行了,其他的事情我都不用管

@Download(filename = "二維碼.zip")
@GetMapping("/download")
public List<Device> download() {
    return deviceService.all();
}
public class Device {
    //設(shè)備名稱
    private String name;
    //設(shè)備二維碼
    //注解表示該http地址是需要下載的數(shù)據(jù)
    @SourceObject
    private String qrCodeUrl;
    //注解表示文件名稱
    @SourceName
    public String getQrCodeName() {
        return name + ".png";
    }
    //省略其他屬性方法
}

通過(guò)在 Device 的字段上標(biāo)注某些注解(或是實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口)來(lái)指定文件名稱和文件地址

如果能這樣實(shí)現(xiàn),省時(shí)省心省力,又多了寫 199 行代碼的摸魚時(shí)間難道不香么

如果大家有興趣,Github上的介紹更加詳細(xì),還包括各種高級(jí)用法以及整體架構(gòu)

二 思路

下面來(lái)講講這個(gè)庫(kù)的主要設(shè)計(jì)思路,以及中間遇到的坑,大家有興趣可以繼續(xù)往下看

其實(shí)基于一開(kāi)始的設(shè)想,我覺(jué)得功能并沒(méi)有多復(fù)雜,于是就決定開(kāi)肝

只是萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到實(shí)現(xiàn)起來(lái)比我想象的更復(fù)雜(這是后話了)

三 基礎(chǔ)

首先整個(gè)庫(kù)基于響應(yīng)式編程,但卻并不是完全意義上的響應(yīng)式,只能說(shuō)是Mono這樣的。。。奇怪組合?

為什么會(huì)這樣呢,很大的一個(gè)原因是由于需要兼容webmvc和webflux,導(dǎo)致我僅僅是將之前實(shí)現(xiàn)的InputStream方式重構(gòu)成了響應(yīng)式,所以就出現(xiàn)了這樣的組合

這也是我遇到的最大的一個(gè)坑,我先前已經(jīng)基本調(diào)通了基于Servlet的整個(gè)下載流程,然后就想著支持一下webflux

大家都知道webmvc中,我們可以通過(guò)RequestContextHolder來(lái)獲得請(qǐng)求和響應(yīng)對(duì)象,但是在webflux中就不行了,當(dāng)然我們可以在方法參數(shù)中注入

@Download(source = "classpath:/download/README.txt")
@GetMapping("/classpath")
public void classpath(ServerHttpResponse response) {
}

結(jié)合Spring自帶的注入功能,我們就可以通過(guò)AOP拿到響應(yīng)的入?yún)⒘?,但是總覺(jué)得這樣寫有點(diǎn)多余,強(qiáng)迫癥表示不能忍

有什么辦法既能把用不到的入?yún)⒏傻?,又能拿到響?yīng)對(duì)象呢,在網(wǎng)上找到了一種實(shí)現(xiàn)方式

/**
 * 用于設(shè)置當(dāng)前的請(qǐng)求和響應(yīng)。
 *
 * @see ReactiveDownloadHolder
 */
public class ReactiveDownloadFilter implements WebFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, WebFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        return chain.filter(exchange)
                //低版本使用subscriberContext
                .contextWrite(ctx -> ctx.put(ServerHttpRequest.class, request))
                .contextWrite(ctx -> ctx.put(ServerHttpResponse.class, response));
    }
}
/**
 * 用于獲得當(dāng)前的請(qǐng)求和響應(yīng)。
 *
 * @see ReactiveDownloadFilter
 */
public class ReactiveDownloadHolder {
    public static Mono<ServerHttpRequest> getRequest() {
        //低版本使用subscriberContext
        return Mono.deferContextual(contextView -> Mono.just(contextView.get(ServerHttpRequest.class)));
    }
    public static Mono<ServerHttpResponse> getResponse() {
        //低版本使用subscriberContext
        return Mono.deferContextual(contextView -> Mono.just(contextView.get(ServerHttpResponse.class)));
    }
}

通過(guò)添加WebFilter就可以獲得響應(yīng)對(duì)象了,但是返回值是Mono

那么可不可以通過(guò)Mono.block()阻塞得到對(duì)應(yīng)的對(duì)象呢,答案是不行,由于webflux基于Netty的非阻塞線程,如果調(diào)用該方法會(huì)直接拋出異常

所以就沒(méi)有任何辦法了,只能將之前代碼基于響應(yīng)式重構(gòu)

四 架構(gòu)

對(duì)于一個(gè)下載請(qǐng)求,我們可以分成幾個(gè)步驟,以下載多個(gè)文件的壓縮包為例

  • 首先我們一般是得到多個(gè)文件的路徑或?qū)?yīng)的File對(duì)象
  • 然后將這些文件壓縮生成一個(gè)壓縮文件
  • 最后將壓縮文件寫入到響應(yīng)中

但是對(duì)于我上面描述的需求,一開(kāi)始就不是文件路徑或?qū)ο罅?,而是一個(gè)http地址,然后在壓縮之前還需要多一個(gè)步驟,需要先將圖片下載下來(lái)

那么對(duì)于各種各樣的需求我們可能需要在當(dāng)前步驟中的任意位置添加額外的步驟,所以我參考了Spring Cloud Gateway 攔截鏈的實(shí)現(xiàn)方式

/**
 * 下載處理器。
 */
public interface DownloadHandler extends OrderProvider {
    /**
     * 執(zhí)行處理。
     *
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @param chain   {@link DownloadHandlerChain}
     */
    Mono<Void> handle(DownloadContext context, DownloadHandlerChain chain);
}
/**
 * 下載處理鏈。
 */
public interface DownloadHandlerChain {
    /**
     * 調(diào)度下一個(gè)下載處理器。
     *
     * @param context {@link DownloadContext}
     */
    Mono<Void> next(DownloadContext context);
}

這樣每個(gè)步驟就可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)一個(gè)DownloadHandler,步驟與步驟之間可以任意的組合添加

五 下載上下文

在此基礎(chǔ)上使用一個(gè)貫穿整個(gè)流程的上下文DownloadContext,方便共享和傳遞步驟之間的中間結(jié)果

對(duì)于上下文DownloadContext也提供了DownloadContextFactory可以用于自定義上下文

同時(shí)提供了DownloadContextInitializer和DownloadContextDestroyer用于在上下文初始化和銷毀時(shí)擴(kuò)展自己的邏輯

六 下載類型支持

我們需要下載的數(shù)據(jù)的類型是不固定的,比如有文件,有http地址,也會(huì)有之前我希望的自定義的類的實(shí)例

所以我將所有的下載對(duì)象抽象成了Source,表示一個(gè)下載源,這樣文件可以實(shí)現(xiàn)為FileSource,http地址可以實(shí)現(xiàn)為HttpSource,然后通過(guò)對(duì)應(yīng)的SourceFactory來(lái)匹配創(chuàng)建

比如FileSourceFactory可以匹配File并且創(chuàng)建FileSource,HttpSourceFactory可以匹配http://前綴并且創(chuàng)建HttpSource

/**
 * {@link Source} 工廠。
 */
public interface SourceFactory extends OrderProvider {
    /**
     * 是否支持需要下載的原始數(shù)據(jù)對(duì)象。
     *
     * @param source  需要下載的原始數(shù)據(jù)對(duì)象
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @return 如果支持則返回 true
     */
    boolean support(Object source, DownloadContext context);
    /**
     * 創(chuàng)建。
     *
     * @param source  需要下載的原始數(shù)據(jù)對(duì)象
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @return 創(chuàng)建的 {@link Source}
     */
    Source create(Object source, DownloadContext context);
}

那么對(duì)于我們自定義的類要怎么支持呢,之前提到可以在類上標(biāo)注注解或是實(shí)現(xiàn)特定的接口,那么就用我實(shí)現(xiàn)的注解的方式來(lái)大概講一講吧

其實(shí)邏輯很簡(jiǎn)單,只要能熟練的運(yùn)用反射就完全沒(méi)問(wèn)題,我們?cè)賮?lái)看一看用法

@Download(filename = "二維碼.zip")
@GetMapping("/download")
public List<Device> download() {
    return deviceService.all();
}
public class Device {
    //設(shè)備名稱
    private String name;
    //設(shè)備二維碼
    //注解表示該http地址是需要下載的數(shù)據(jù)
    @SourceObject
    private String qrCodeUrl;
    //注解表示文件名稱
    @SourceName
    public String getQrCodeName() {
        return name + ".png";
    }
    //省略其他屬性方法
}

首先我定義了一個(gè)注解@SourceModel標(biāo)注在類上表示需要被解析,然后定義了一個(gè)@SourceObject注解標(biāo)注在需要下載的字段(或方法)上,這樣我們就可以通過(guò)反射拿到這個(gè)字段(或方法)的值

基于當(dāng)前支持的SourceFactory就能創(chuàng)建出對(duì)應(yīng)的Source,接下來(lái)使用@SourceName指定名稱,也同樣可以通過(guò)反射獲得這個(gè)方法(或字段)的值并依舊通過(guò)反射設(shè)置到創(chuàng)建出來(lái)的Source上

這樣就能非常靈活的支持任意的對(duì)象類型了

七 并發(fā)加載

對(duì)于像http這種網(wǎng)絡(luò)資源,我們需要先并發(fā)加載(多個(gè)文件時(shí))到本地的內(nèi)存中或是緩存文件中來(lái)提升我們的處理效率

當(dāng)然我可以直接定死一個(gè)線程池來(lái)執(zhí)行,但是每個(gè)機(jī)器每個(gè)項(xiàng)目甚至每個(gè)需求對(duì)于并發(fā)的要求和資源的分配都不一樣

所以我提供了SourceLoader來(lái)支持自定義的加載邏輯,你甚至可以一部分用線程池,一部分用協(xié)程,剩下一部分不加載

/**
 * {@link Source} 加載器。
 *
 * @see DefaultSourceLoader
 * @see SchedulerSourceLoader
 */
public interface SourceLoader {
    /**
     * 執(zhí)行加載。
     *
     * @param source  {@link Source}
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @return 加載后的 {@link Source}
     */
    Mono<Source> load(Source source, DownloadContext context);
}

八 壓縮

當(dāng)我們加載完之后就可以執(zhí)行壓縮了,同樣的我定義了一個(gè)類Compression作為壓縮對(duì)象的抽象

一般來(lái)說(shuō),我們會(huì)先在本地創(chuàng)建一個(gè)緩存文件,然后將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入到緩存文件中

不過(guò)我每次都很討厭在配置文件中配置各種各樣的路徑,所以在壓縮時(shí)支持內(nèi)存壓縮,當(dāng)然如果文件比較大還是老老實(shí)實(shí)生成一個(gè)緩存文件

對(duì)于壓縮格式也提供了可以完全自定義的SourceCompressor接口,你想自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓縮協(xié)議都沒(méi)有問(wèn)題

/**
 * {@link Source} 壓縮器。
 *
 * @see ZipSourceCompressor
 */
public interface SourceCompressor extends OrderProvider {
    /**
     * 獲得壓縮格式。
     *
     * @return 壓縮格式
     */
    String getFormat();
    /**
     * 判斷是否支持對(duì)應(yīng)的壓縮格式。
     *
     * @param format  壓縮格式
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @return 如果支持則返回 true
     */
    default boolean support(String format, DownloadContext context) {
        return format.equalsIgnoreCase(getFormat());
    }
    /**
     * 如果支持對(duì)應(yīng)的格式就會(huì)調(diào)用該方法執(zhí)行壓縮。
     *
     * @param source  {@link Source}
     * @param writer  {@link DownloadWriter}
     * @param context {@link DownloadContext}
     * @return {@link Compression}
     */
    Compression compress(Source source, DownloadWriter writer, DownloadContext context);
}

九 響應(yīng)寫入

我將響應(yīng)抽象成了DownloadResponse,主要用于兼容HttpServletResponse和ServerHttpResponse

但是問(wèn)題又出現(xiàn)了,下面是webmvc和webflux寫入響應(yīng)的方式

//HttpServletResponse
response.getOutputStream().write(byte b[], int off, int len);
//ServerHttpResponse
response.writeWith(Publisher<? extends DataBuffer> body);

這兼容的我腦殼疼,不過(guò)最后還是搞定了

/**
 * 持有 {@link ServerHttpResponse} 的 {@link DownloadResponse},用于 webflux。
 */
@Getter
public class ReactiveDownloadResponse implements DownloadResponse {
    private final ServerHttpResponse response;
    private OutputStream os;
    private Mono<Void> mono;
    public ReactiveDownloadResponse(ServerHttpResponse response) {
        this.response = response;
    }
    @Override
    public Mono<Void> write(Consumer<OutputStream> consumer) {
        if (os == null) {
            mono = response.writeWith(Flux.create(fluxSink -> {
                try {
                    os = new FluxSinkOutputStream(fluxSink, response);
                    consumer.accept(os);
                } catch (Throwable e) {
                    fluxSink.error(e);
                }
            }));
        } else {
            consumer.accept(os);
        }
        return mono;
    }
    @SneakyThrows
    @Override
    public void flush() {
        if (os != null) {
            os.flush();
        }
    }
    @AllArgsConstructor
    public static class FluxSinkOutputStream extends OutputStream {
        private FluxSink<DataBuffer> fluxSink;
        private ServerHttpResponse response;
        @Override
        public void write(byte[] b) throws IOException {
            writeSink(b);
        }
        @Override
        public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
            byte[] bytes = new byte[len];
            System.arraycopy(b, off, bytes, 0, len);
            writeSink(bytes);
        }
        @Override
        public void write(int b) throws IOException {
            writeSink((byte) b);
        }
        @Override
        public void flush() {
            fluxSink.complete();
        }
        public void writeSink(byte... bytes) {
            DataBuffer buffer = response.bufferFactory().wrap(bytes);
            fluxSink.next(buffer);
            //在這里可能有問(wèn)題,但是目前沒(méi)有沒(méi)有需要釋放的數(shù)據(jù)
            DataBufferUtils.release(buffer);
        }
    }
}

只要最后都是寫byte[]就可以相互轉(zhuǎn)化,只不過(guò)可能麻煩一點(diǎn),需要用接口回調(diào)

將FluxSink偽裝成一個(gè)OutputStream,寫入時(shí)把byte[]轉(zhuǎn)成DataBuffer 并調(diào)用next方法,最后在flush的時(shí)候調(diào)用complete方法就行了,完美

響應(yīng)寫入其實(shí)就是對(duì)輸入輸出流的處理了,正常情況下,我們會(huì)定義一個(gè)byte[]用來(lái)緩存讀到的數(shù)據(jù),所以我也不會(huì)固定這個(gè)緩存的大小而是提供了DownloadWriter可以自定義處理輸入輸出流,包括存在指定編碼或是Range頭的情況

/**
 * 具體操作 {@link InputStream} 和 {@link OutputStream} 的寫入器。
 */
public interface DownloadWriter extends OrderProvider {
    /**
     * 該寫入器是否支持寫入。
     *
     * @param resource {@link Resource}
     * @param range    {@link Range}
     * @param context  {@link DownloadContext}
     * @return 如果支持則返回 true
     */
    boolean support(Resource resource, Range range, DownloadContext context);
    /**
     * 執(zhí)行寫入。
     *
     * @param is      {@link InputStream}
     * @param os      {@link OutputStream}
     * @param range   {@link Range}
     * @param charset {@link Charset}
     * @param length  總大小,可能為 null
     */
    default void write(InputStream is, OutputStream os, Range range, Charset charset, Long length) {
        write(is, os, range, charset, length, null);
    }
    /**
     * 執(zhí)行寫入。
     *
     * @param is       {@link InputStream}
     * @param os       {@link OutputStream}
     * @param range    {@link Range}
     * @param charset  {@link Charset}
     * @param length   總大小,可能為 null
     * @param callback 回調(diào)當(dāng)前進(jìn)度和增長(zhǎng)的大小
     */
    void write(InputStream is, OutputStream os, Range range, Charset charset, Long length, Callback callback);
    /**
     * 進(jìn)度回調(diào)。
     */
    interface Callback {
        /**
         * 回調(diào)進(jìn)度。
         *
         * @param current  當(dāng)前值
         * @param increase 增長(zhǎng)值
         */
        void onWrite(long current, long increase);
    }
}

十 事件

當(dāng)我把整個(gè)下載流程實(shí)現(xiàn)之后發(fā)現(xiàn)其實(shí)整個(gè)邏輯還是有點(diǎn)復(fù)雜的,所有得想個(gè)辦法能監(jiān)控整個(gè)下載流程

最開(kāi)始我定義了幾個(gè)監(jiān)聽(tīng)器用來(lái)回調(diào),但是并不好用,首先我們整個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)的是十分靈活可擴(kuò)展的,而定義的監(jiān)聽(tīng)器類型少而且不好擴(kuò)展

當(dāng)我們后續(xù)添加了其他的流程和步驟后,不得不新加幾類監(jiān)聽(tīng)器或是在原來(lái)的監(jiān)聽(tīng)器類上添加方法,十分麻煩

所以我想到使用事件的方式能更加靈活的擴(kuò)展,并定義了DownloadEventPublisher用于發(fā)布事件和DownloadEventListener用于監(jiān)聽(tīng)事件,而且支持了Spring的事件監(jiān)聽(tīng)方式

十一 日志

基于上述的事件方式,我在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了幾種下載日志

每個(gè)流程對(duì)應(yīng)的日志加載進(jìn)度更新,壓縮進(jìn)度更新,響應(yīng)寫入進(jìn)度更新的日志時(shí)間花費(fèi)的日志這些日志由于比較詳細(xì)的打印了整個(gè)下載流程的信息,還幫我發(fā)現(xiàn)了好多Bug

十二 其他坑

最開(kāi)始上下文的初始化和銷毀各自對(duì)應(yīng)了一個(gè)步驟分別位于最開(kāi)始和最末尾,但是當(dāng)我在webflux中寫完響應(yīng)后,發(fā)現(xiàn)上下文的銷毀不會(huì)執(zhí)行

于是我跟了下Spring的源碼發(fā)現(xiàn)寫入方法返回的是Mono.empty(),也就是說(shuō),當(dāng)響應(yīng)寫入后就不會(huì)往下調(diào)用next方法了,所以在響應(yīng)寫入之后的步驟永遠(yuǎn)都不會(huì)被調(diào)用

最后就把上下文初始化和銷毀單獨(dú)出來(lái)了,并且在doAfterTerminate時(shí)調(diào)用銷毀方法

十三 結(jié)束語(yǔ)

基本上的內(nèi)容就是這樣了,不過(guò)對(duì)于響應(yīng)式這塊的內(nèi)容還是莫得不是很透,以及有部分操作符也不是很會(huì)用,但還是有了解到很多高級(jí)的用法

到此這篇關(guān)于SpringBoot一個(gè)注解就能幫你下載任意對(duì)象的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot注解下載任意對(duì)象內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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