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use spring-boot freemarker generate code
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src Initial commit May 10, 2019
.gitignore Initial commit May 10, 2019
README.md Update README May 10, 2019
UserEntity.java Initial commit May 10, 2019
mvnw
mvnw.cmd Initial commit May 10, 2019
pom.xml

README.md

最近在做学校的项目,自己从零开始一步一步搭建与设计,遇到了一堆的问题,不过也感觉到了自己在不断成长,只有在实践中才会发现会有那么多的问题存在。记录一下遇到的一个典型的问题,代码生成。因为项目使用的是 spring data jpa 而不是 mybatis,所以并没有 mybatis-plus 的代码生成器,就寻思自己写一个了。

实例地址:spring-boot-freemarker-generate

项目模块:lesson-cloud-generate

博客地址:EchoCow

这篇文章能够带给你什么

  1. spring boot 配置文件读取
  2. spring boot 与 freemarker 的最佳实践
  3. 如何从数据库中读取到有用的元数据和表信息
  4. spring boot 事件监听机制
  5. spring boot starter freemarker 的分析与探究

期间遇到了很多问题,网上搜寻了半天,都没有使用 spring boot + freemarker 来只做模板引擎的,我的思路其实来源于他的源码,具体后面会说。一开始准备单独写的,但是发现如果需要读取配置文件又要去找一堆库,还有一些工具类,为什么不直接用 spring boot 呢?当然还有以下的一些原因

  1. 项目使用 spring boot 构建,父项目直接继承 spring boot,子项目用起来很方便。
  2. spring boot 配置文件读取方便,比较熟悉他的使用。
  3. 优秀的的依赖注入很方便。
  4. 依赖很少,不需要再去麻烦的找一些库

总结起来就是一个词,方便!

在这之前

你需要构建一个 spring boot 项目,并且将他作为你的依赖管理。

同时需要一些必备的依赖,我们只用需要的,尽可能的简化,只有如下几个:

<!--FreeMarker模板引擎依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-freemarker</artifactId>
</dependency>
<!--mysql 驱动-->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<!--主要用来读取配置文件-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>
<!--lombok 工具-->
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>
<!--测试依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>

如果使用的是 idea,那么依赖如下 dependency

开始

现在我们需要明确一下如何完成这么一个生成的过程,

  1. 配置数据库并读取,连接数据库
  2. 书写模板
  3. 生成文件

数据库

配置

直接通过 spring-boot-configuration-processor 来读取即可,非常简单的一个过程,我们需要一个 application.yml 或者 application.properties 文件,我选择 yml,配置如下:

application:
  generate:
    # 驱动类
    driver-class: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    # 用户名
    username: root
    # 密码
    password: 123456
    # 库名
    catalog: generate
    # 数据库地址
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/generate

你可以发现下面飘黄色警告,别急,慢慢来。

yml

我们需要一个实体类来和他对应

@Data   // lombok 自动生成必要的方法 
@Component
// 和配置文件前缀进行对应
@ConfigurationProperties(prefix = "application.generate")
public class GenConfig {
    /**
     * 数据库驱动类
     */
    private String driverClass;

    /**
     * 数据库用户名 
     */
    private String username;

    /**
     * 密码
     */
    private String password;

    /**
     * 库名
     */
    private String catalog;

    /**
     * 链接地址
     */
    private String url;
    
}

使用一个测试类进行读取测试

import static org.junit.Assert.*;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class GenDemoApplicationTests {

    @Autowired
    private GenConfig genConfig;

    @Test
    public void contextLoads() {
        assertNotNull(genConfig);
        assertEquals(genConfig.getUsername(), "root");
    }

}

测试用例通过,配置读取是没有问题的。运行一次以后,你回去看配置文件,会发现没有警告了。

连接

使用最简单 jdbc 链接,也是最快捷的方式。

获取数据库元数据

其实就是获取数据库链接后获取元数据,jdbc 基础

// 自动注入
private final GenConfig genConfig;

public GenDatabaseUtil(GenConfig genConfig) {
    this.genConfig = genConfig;
}

/**
 * 获取数据库元数据
 *
 * @return 元数据
 * @throws Exception 异常
 */
private DatabaseMetaData getMetaData() throws Exception {
    Class.forName(genConfig.getDriverClass());
    return DriverManager.getConnection(genConfig.getUrl(),
            genConfig.getUsername(), genConfig.getPassword()).getMetaData();
}

然后获取所有的表

/**
 * 获取库的所有表
 *
 * @return 所有表
 */
public List<String> getTables() {
    List<String> tables = new ArrayList<>();
    try {
        ResultSet resultSet = getMetaData().getTables(genConfig.getCatalog(), null,
                "%", new String[]{"TABLE"});
        while (resultSet.next()) {
            String tableName = resultSet.getString("TABLE_NAME");
            tables.add(tableName);
        }
        resultSet.close();
    } catch (Exception e) {
        log.error("Please check your database conf! {}", e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }
    return tables;
}

测试一下方法

@Autowired
private GenDatabaseUtil genDatabaseUtil;

@Test
public void testTables() {
	// 直接打印了
    genDatabaseUtil.getTables().forEach(System.out::println);
}

获取列信息

然后我们需要一个实体类来和列进行对应

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class ColumnClass {
    /**
     * 表名称
     */
    private String tableName;
    /**
     * 列名称
     */
    private String columnName;
    /**
     * 列大小
     */
    private Integer columnSize;
    /**
     * 列的类型
     */
    private String columnType;
    /**
     * 列的注释
     */
    private String columnComment;
    /**
     * 是否能为空值
     */
    private Boolean nullAble;
}

接着我们就需要一个方法来获取一个表的所有列,里面有一个自己写得工具类,请查看 github,这个工具类封装了一些方法进行使用。

/**
 * 获取指定表的所有列
 *
 * @param tableName 表名
 * @return 所有列的集合
 */
public List<ColumnClass> getColumns(String tableName) {
    try (ResultSet resultSet = getMetaData().getColumns(genConfig.getCatalog(), null, tableName, "%")) {
        return getColumns(resultSet, tableName);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

/**
 * 获取某列的结果集抽取
 *
 * @param resultSet 结果集
 * @param tableName 表名
 * @throws SQLException 异常
 */
private List<ColumnClass> getColumns(ResultSet resultSet, String tableName) throws SQLException {
    List<ColumnClass> columns = new ArrayList<>();
    while (resultSet.next()) {
        String columnName = resultSet.getString("COLUMN_NAME");
        String remarks = resultSet.getString("REMARKS");
        Boolean nullAble = resultSet.getInt("NULLABLE") == 1;
        columns.add(new ColumnClass(
            tableName,
            GenUtil.underlineToHump(columnName),
            resultSet.getInt("COLUMN_SIZE"),
            GenUtil.fieldConversion(resultSet.getString("TYPE_NAME")),
            remarks, nullAble
        ));
    }
    return columns;
}

同样,测试一下

@Test
public void testColumns() {
    genDatabaseUtil.getColumns("user").forEach(System.out::println);
}

// 结果
// ColumnClass(tableName=user, columnName=id, columnSize=10, columnType=java.lang.Integer, columnComment=, nullAble=false)
// ColumnClass(tableName=user, columnName=name, columnSize=255, columnType=java.lang.String, columnComment=, nullAble=false)
// ColumnClass(tableName=user, columnName=pwd, columnSize=255, columnType=java.lang.String, columnComment=, nullAble=false)

这样就没有问题了。

书写模板

resource 下创建 templates 文件夹,同时创建一个 entity.ftlfreemarker 文件:

package ${package_name};

import lombok.Data;

import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.Table;
import java.io.Serializable;

/**
* ${table_name}
*
* @author echo cow
* @date ${.now?datetime}
*/
@Data
@Table(name = "${table_name}")
@Entity(name = "${table_name}")
public class ${class_name} implements Serializable {
<#list columns as column>

    /**
    * ${column.columnComment}
    */
    private ${column.columnType} ${column.columnName};
</#list>
}

生成模板

生成模板有很多种方式,本质都是对 spring 的应用进行监听,当他启动的时候调用某个时间或者进行监听。这里我使用实现 ApplicationRunner 的方式,他会需要实现一个 run 方法,通过实现这个方法,会在应用启动完成后调用此方法。

先上成品代码:

@Slf4j
@Component
public class GenEntity implements ApplicationRunner {

	// 读取配置文件
    private final GenDatabaseUtil genDatabaseUtil;
    //  FreeMarker 配置工程
    private final FreeMarkerConfigurationFactory freeMarkerConfigurationFactory;

    public GenEntity(GenDatabaseUtil genDatabaseUtil, FreeMarkerConfigurationFactory freeMarkerConfigurationFactory) {
        this.genDatabaseUtil = genDatabaseUtil;
        this.freeMarkerConfigurationFactory = freeMarkerConfigurationFactory;
    }

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
        Configuration configuration = freeMarkerConfigurationFactory.createConfiguration();
        // 他会自己寻找 resources 下的 templates 目录下的模板文件
        Template entityTemplate = configuration.getTemplate("entity.ftl");
        // 获取数据库所有表
        List<String> tables = genDatabaseUtil.getTables();
        // 存放模板变量
        Map<String, Object> data = new HashMap<>();
        data.put("package_name", "cn.echocow.generate.entity");
        // 文件写入
        FileWriter fileWriter;
        for (String table : tables) {
        	// 工具类将下划线命名转化为驼峰
            String entityClassName = GenUtil.underlineToHump(table, true);
            data.put("table_name", table);
            data.put("class_name", entityClassName);
            // 获取当前表的所有列
            data.put("columns", genDatabaseUtil.getColumns(table));
            // 文件创建
            File file = new File("src/main/java/cn/echocow/gendemo/entity/" + GenUtil.underlineToHump(table, true) + GenUtil.SUFFIX);
            if (!file.exists()) {
                if (!new File("src/main/java/cn/echocow/gendemo/entity").mkdirs()) {
                    log.error("创建文件夹失败");
                    return;
                }
                if (!file.createNewFile()) {
                    log.error("{} 创建文件失败", table);
                    return;
                }
            }
            fileWriter = new FileWriter(file);
            entityTemplate.process(data, fileWriter);
            log.info("Table {} generate succeed!", table);
        }
    }
}

探究过程

其实对于一个生成的过程,就是一个 模板 + 数据 组合的过程,对于任何模板引擎都是如此,需要获取到一个模板,然后讲数据带过去,模板引擎使用数据对页面进行渲染,就是这么一个过程。所以我们就需要很重要的两个东西

  • 模板 —— template
  • 数据 —— 直接使用 map 携带过去

所以我们在引入的 freemarker 依赖中,可以找到 freemarker.template.Template 这么一个类,来看看他远吗的注释

tempalte

所以他提供了两种方式来创建 template

  1. use Configuration#getTemplate(String) to create/get Template objects => 使用 Configuration 的 getTemplate 方法来进行创建。
  2. you can also construct a template from a Reader or a String that contains the template source code => 使用他的构造方法来进行创建。

然后我去查询 Configuration 类,里面有的只是如何使用,有兴趣的可以自己去看看,但是如何在 spring boot 中使用呢?这个时候我就想到了我们引入的 spring-boot-starter-freemarker 依赖,既然有 Starter 依赖,那么必定就会有相应的自动配置,所以我们需要去找寻一下他自动装配的 Bean 在哪里。如果你了解 spring boot 自动装配的话,应该能够找到,直接在在自动装配的文件中,直接搜索就可以找到如下地方:

search

那么我们继续看看这个类

FreeMarkerAutoConfiguration

他的核心就是条件装配,当我们没有引入 freemarker 的时候,是不会进行自动配置的;同时他引入了三个配置,分别如下

  • FreeMarkerServletWebConfiguration 对于 servlet web 环境下进行自动配置
  • FreeMarkerReactiveWebConfiguration 对于 reactive web 环境下进行自动配置
  • FreeMarkerNonWebConfiguration 对于 non web 环境想进行自动配置

我们现在是 non web 环境,我们只用看 FreeMarkerNonWebConfiguration 即可,其他两个是不会进行自动装配的。里看看这个类

FreeMarkerNonWebConfiguration

你会发现他就自动装配了一个 Bean,在我们没有配置 FreeMarkerConfigurationFactoryBean 的时候, 进行自动装配。所以他的核心就是 FreeMarkerConfigurationFactoryBean,来看看这个类

FreeMarkerConfigurationFactoryBean

他已经说的十分清楚了,我们直接来看 FreeMarkerConfigurationFactor,上面的注释非常清楚,我们直接来看需要的方法

FreeMarkerConfigurationFactor

通过这个类的 createConfiguration 方法我们可以创建一个 Configuration 配置,然后通过他的 getTemplate 方法可以获取到 Template

Configuration

他使用多态,创建一个默认的 Template,对于我们来说够用了,所以在上面的生成的代码中,我们直接注入 FreeMarkerConfigurationFactory 使用即可。

Configuration configuration = freeMarkerConfigurationFactory.createConfiguration();
Template entityTemplate = configuration.getTemplate("entity.ftl");

对于数据就是一个 map 而已,封装好后使用 process 方法生成即可,需要一个 Writer 的子类,可以自由选择。具体去查看下他的源码就知道了,都很好找到,主要调用的是 createProcessingEnvironment(Object dataModel, Writer out) 这个方法。

Map<String, Object> data = new HashMap<>(4);
FileWriter fileWriter = new FileWriter(file);
entityTemplate.process(data, fileWriter);

工具类

@Slf4j
public class GenUtil {
    private static final String UNDERLINE = "_";
    private static final Map<String, String> MYSQL_TO_JAVA = new HashMap<>();
    public static final String SUFFIX = ".java";

    static {
        MYSQL_TO_JAVA.put("VARCHAR", "java.lang.String");
        MYSQL_TO_JAVA.put("BIGINT", "java.lang.Long");
        MYSQL_TO_JAVA.put("DATE", "java.time.LocalDate");
        MYSQL_TO_JAVA.put("FLOAT", "java.lang.Float");
        MYSQL_TO_JAVA.put("TINYINT", "java.lang.Integer");
        MYSQL_TO_JAVA.put("INT", "java.lang.Integer");
        MYSQL_TO_JAVA.put("BINARY", "java.lang.Byte");
        MYSQL_TO_JAVA.put("SMALLINT", "java.lang.Short");
        MYSQL_TO_JAVA.put("DATETIME", "java.time.LocalDateTime");
        MYSQL_TO_JAVA.put("BIT", "java.lang.Boolean");
    }


    /**
     * 下划线命名转驼峰式命名
     *
     * @param para 下划线命名
     * @return 驼峰式命名
     */
    public static String underlineToHump(String para) {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        for (String s : para.split(UNDERLINE)) {
            if (!para.contains("_")) {
                result.append(s);
                continue;
            }
            if (result.length() == 0) {
                result.append(s.toLowerCase());
            } else {
                result.append(s.substring(0, 1).toUpperCase());
                result.append(s.substring(1).toLowerCase());
            }
        }
        return result.toString();
    }

    /**
     * 下划线命名转驼峰式命名
     *
     * @param para            下划线命名
     * @param firstCharChange 首字母是否转换
     * @return 驼峰式命名
     */
    public static String underlineToHump(String para, boolean firstCharChange) {
        String result = underlineToHump(para);
        return firstCharChange ? result.substring(0, 1).toUpperCase() + result.substring(1) : result;
    }

    /**
     * 数据库字段转换
     *
     * @param mysqlDataType 数据库字段类型
     * @return 转换结果
     */
    public static String fieldConversion(String mysqlDataType) {
        return MYSQL_TO_JAVA.getOrDefault(mysqlDataType, "Object");
    }


}

总结

其实还是很简单的,只要了解了 spring boot 的自动装配机制,找到他对某个库是如何支持的,那么思路就会很畅通,然后就可以在他的基础上来做更多的事情。当然这个是简化版的代码生成,其实还可以做很多自定义化,比如在我们项目中就增加了下面的功能:

  1. 指定生成的模块
  2. 自定义各种配置
  3. 指定生成时排除某些表
  4. 指定生成时排除某些列
  5. 指定生成时按照条件添加某些注解
  6. ......

同样,如果你对于 spring 的事件熟悉的话,可以自定义生成顺序,比如 @Order 注解,比如使用 SpringApplicationBuilder 自己启动并添加事件监听都是可行的。

不过如果有多个代码生成的话,就会有设计方面的问题,如何设计才能够更优雅而没有一堆重复的代码。我在当初就没考虑到这个问题,写出来的代码可维护性就很差,自己重构半天出现更多的问题=-=然后暂时放弃重构,后面再说吧~~

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