SpEL快速上手及实践
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简介
Spring Expression Language（简称 SpEL，Sp：Spring，EL：Expression Language）是一个支持运行时查询和操作对象图的强大的表达式语言。
在Spring产品组合中与我们常见的Beans 模块、Core 核心模块、Context 上下文模块一起组成了Spring 的核心容器，是表达式计算的基础，支持在运行时查询和操作对象，可以与基于XML和基于注解的Spring配置还有bean定义一起使用。
Spring的体系结构
SpEL常见用法
SpEL的语法类似于JSP中EL表达式,使用#{…} 作为定界符，所有在大框号中的字符都将被认为是SpEL。
SpEL支持如下表达式：
-
SpEL 字面量：
- 整数：#{8}
- 小数：#{8.8}
- 科学计数法：#{1e4}
- String：#{'string'}
- Boolean：#{true}
-
SpEL引用bean，属性和方法：
- 引用其他对象：#{car}
- 引用其他对象的属性：#{car.brand}
- 调用其它方法 , 还可以链式操作：#{car.toString()}
- 调用静态方法静态属性：#{T(java.lang.Math).PI}
-
SpEL支持的运算符号：
- 算术运算符：+，-，*，/，%，^(加号还可以用作字符串连接)
- 比较运算符：< , > , == , >= , <= , lt , gt , eg , le , ge
- 逻辑运算符：and , or , not , |
- if-else 运算符(类似三目运算符)：？:(temary), ?:(Elvis)
- 正则表达式：#{admin.email matches ‘[a-zA-Z0-9._%±]+@[a-zA-Z0-9.-]+.[a-zA-Z]{2,4}’}
快速入门
- Hello World 纯字面意义的字符串输出，实际场景中无人使用。
public void demo() {
// 1 定义解析器
SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
// 2 使用解析器解析表达式
Expression exp = parser.parseExpression("'xxx'");
// 3 获取解析结果
String value = (String) exp.getValue();
System.out.println(value);//xxx
}
- 字符串方法的字面调用
public void demo() {
// 1 定义解析器
SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
// 2 使用解析器解析表达式
Expression exp = parser.parseExpression("'xxx'.concat('yyy')");
// 3 获取解析结果
String value = (String) exp.getValue();
System.out.println(value);//xxxyyy
exp = parser.parseExpression("'xxx'.bytes");
byte[] bytes = (byte[]) exp.getValue();
exp = parser.parseExpression("'xxx'.bytes.length");
int length = (Integer) exp.getValue();
System.out.println("length: " + length);//length: 3
}
- 针对特定对象解析表达式
public void demo() {
User user = new User();
user.setName("xxx");
User user2 = new User();
user2.setName(user.getName());
// 1 定义解析器
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
// 指定表达式
Expression exp = parser.parseExpression("name");
// 2 使用解析器解析表达式，获取对象的属性值
String name = (String) exp.getValue(user2);
// 3 获取解析结果
System.out.println(name);//xxx
// 2.1 使用解析器解析表达式，获取对象的属性值并进行运算
Expression exp2 = parser.parseExpression("name == 'xxx'");
// 3.1 获取解析结果
boolean result = exp2.getValue(user2, Boolean.class);
System.out.println(result);//true
}
实际应用
实际应用中我们很少会使用字面量或者运算符，更多的还是解析对象或者对象属性来实现自己的功能。下面以使用AOP+SpEL动态组装异常信息的自定义的业务报警举例说明。
流程简述
具体方式：
- 定义一个注解：
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Monitor {
/**
* 类型
* @return
*/
MonitorScenesTypeEnum scenes() default MonitorScenesTypeEnum.DEFAULT;
/**
* 表达式
* @return
*/
String monitorSpEL() default "";
}
- 注解处理类：
public void process(Monitor monitor, JoinPoint joinPoint, Object result, Throwable ex) throws ClassNotFoundException {
MonitorScenesTypeEnum scenes = monitor.scenes();
Integer code = scenes.getCode();
//获取Apollo配置
Map<Integer, MonitorConfig> monitorConfigMap = apolloConfigService.getMonitorConfigMap();
if (MapUtils.isEmpty(monitorConfigMap) || !monitorConfigMap.containsKey(code)) {
return;
}
MonitorConfig monitorConfig = monitorConfigMap.get(code);
//当有返回值时需要校验一下结果是否符合预期
String resultType = monitorConfig.getResultType();
if (checkResult(result, resultType)) {
return;
}
//获取入参的SpEL表达式进行解析
String monitorSpEL = monitor.monitorSpEL();
String monitorTrace = String uuid = StringUtils.isNotBlank(monitorSpEL) ?
SpelParseUtil.generateKeyBySpEL(monitorSpEL, joinPoint) : StringUtils.EMPTY_STRING;
//截取一下异常信息
String otherParamsJson = "";
if (Objects.nonNull(ex)) {
Map<String, String> otherParams = Maps.newHashMap();
String stackTraceAsString = Throwables.getStackTraceAsString(ex);
String errMsg = stackTraceAsString;
if (stackTraceAsString.length() > NumberConstant.NUMBER_512) {
errMsg = stackTraceAsString.substring(0,NumberConstant.NUMBER_512) + "...";
}
otherParams.put("异常信息", errMsg);
otherParamsJson = JsonUtil.silentObject2String(otherParams);
}
// 异步发送报警信息
asyncSendMonitor(scenes, monitorTrace, otherParamsJson);
}
}
......
private static SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
private static DefaultParameterNameDiscoverer nameDiscoverer = new DefaultParameterNameDiscoverer();
public static String generateKeyBySpEL(String spelString, JoinPoint joinPoint) {
// 通过joinPoint获取被注解方法
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
Method method = methodSignature.getMethod();
// 使用spring的DefaultParameterNameDiscoverer获取方法形参名数组
String[] paramNames = nameDiscoverer.getParameterNames(method);
// 解析过后的Spring表达式对象
Expression expression = parser.parseExpression(spelString);
// spring的表达式上下文对象
EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
// 通过joinPoint获取被注解方法的形参
Object[] args = joinPoint.getArgs();
// 给上下文赋值
for (int i = 0; i < args.length; i++) {
context.setVariable(paramNames[i], args[i]);
}
return Objects.requireNonNull(expression.getValue(context)).toString();
}
- 具体使用：
@Monitor(scenes = MonitorScenesTypeEnum.CHANGE_PRICE_FAIL, spelStr = "#request?.orderId")
public ChangePriceResponse changePrice(ChangePriceRequest request) {
BizOrderContext<ChangePriceRequest, ChangePriceResponse> bizOrderContext = BizOrderContext.create(OrderEventEnum.C1_CHANGE_JM_PRICE, request);
ZzAssert.isTrue(stateMachine.isCanFire(bizOrderContext), BizErrorCode.ORDER_STATUS_CHANGED);
stateMachine.fire(bizOrderContext);
return bizOrderContext.getResponse();
}
- 示例效果：
SpEL 内部实现的简单梳理
SpEL 在 Spring 内部的实现可以简单理解如下：
语法分析
- 首先用户调用 ExpressionParser#parseExpression 方法触发表达式解析。
- 表达式解析器在内部先进行词法解析，将字符串形式的表达式拆分成不同的 Token，如 1 + 2 表达式会被拆分成 1、+、2 三部分。解析时同时会参考上下文 ParserContext，如上述示例中的 #{name} 表达式，解析器会先去掉前后缀#{}，然后再进行解析。
- 随后 Token 将被转换为抽象语法树，在内部使用 SpelNode 表示，为了简化用户操作语法树被包装到 Expression。
- 用户使用 Expression#getValue 方法获取表达式的值，在内部也会参考评估上下文 EvaluationContext 进行解析。
总结
本文只是简单的介绍了如何使用，实际场景中SpEL随处可见，除了上文中示例的监控报警之外，动态创建Documet类的Index、动态加解锁、接口缓存等都有非常多的实践。
除此之外spring应用中常见的@cacheable、@Value，以及Spring Security框架中的@PreAuthorize、@PostAuthorize、@PreFilter、@PostFilter中都有SpEL的身影。
参考资料
[1] Spring Expression Language (SpEL) : docs.spring.io/spring-fram…
[2] SpEL你感兴趣的实现原理浅析: cloud.tencent.com/developer/a…
关于作者
钱曙光，转转C2B业务研发工程师。