枚举类型的全面处理：序列化、反序列化与数据库交互

引言

在企业级应用开发中，枚举类型广泛用于代表固定集合的数据，如状态码、配置选项等。然而，处理枚举类型的序列化、反序列化及其与数据库的交互常常给开发者带来挑战。本文将详细解释如何在 Java 应用中使用 MyBatis-Plus 和 Jackson 来优雅地处理枚举类型。

枚举处理的常见挑战

1. 前后端数据交换：前端需要可读的描述，后端需存储为枚举。
2. 数据持久化：数据库通常不直接支持枚举类型，需要转换为字符串或整数。
3. 代码维护：枚举类型的频繁变动需要灵活的代码设计来适应这些变更。

实现自定义序列化器与反序列化器 （处理出参入参中的枚举）

IEnumToJson 接口

IEnumToJson 接口用于支持枚举类型的自定义 JSON 序列化。

@JsonDeserialize(using = OcloudJsonEnumDeserializer.class)
public interface IEnumToJson extends Serializable {

    /**
     * 将枚举转换成map
     * @return
     */
    @JsonValue
    default Map<String,Object> toMap() {
        return EnumUtils.getFieldValueMap(this.getClass(),this);
    }

    /**
     * 根据枚举name获取枚举值
     * @param enumName
     * @param clazz
     * @param <E>
     * @return
     */
    static <E extends Enum<E> & IEnumToJson> E toEnum(String enumName, Class<E> clazz) {
        if (StringUtils.isEmpty(enumName)) {
            return null;
        }
        return Enum.valueOf(clazz, enumName);
    }
}

用途解释：

这个接口扩展了Serializable，意味着实现此接口的枚举可以被序列化。接口提供了两个主要的方法：

• toMap(): 默认方法，返回枚举的属性映射到一个Map对象。这个方法依赖于一个辅助类EnumUtils，用于获取枚举类中的字段及其值。
• toEnum(String enumName, Class<E> clazz): 静态方法，根据提供的枚举名称和枚举类，返回相应的枚举实例。这是一个通用方法，用于在反序列化时将JSON字符串转换成相应的枚举类型。

自定义 JSON 序列化器 OcloudJsonEnumSerializer

public class OcloudJsonEnumSerializer extends JsonSerializer<IEnumToJson> {
    @Override
    public void serialize(IEnumToJson value, JsonGenerator gen, SerializerProvider serializers) throws IOException { ;
        gen.writeStartObject();
        value.toMap().entrySet().stream().forEach(entry -> {
            try {
                gen.writeObjectField(entry.getKey(),entry.getValue());
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        gen.writeEndObject();
    }
}

用途解释：

这是一个自定义的JSON序列化器，继承自JsonSerializer<IEnumToJson>。它的主要职责是：

• 在序列化过程中，将枚举实例转换为JSON对象。通过调用枚举的toMap()方法获取枚举的字段和值，然后将这些键值对写入JSON。
• 用于处理当枚举作为返回参数时，如何将枚举序列化成JSON。比如，如果一个API返回一个枚举类型的状态字段，这个序列化器将枚举转换成一个具体的JSON对象，可能包含枚举的名称、代码、描述等。

自定义 JSON 反序列化器 OcloudJsonEnumDeserializer

@Slf4j
public class OcloudJsonEnumDeserializer extends JsonDeserializer<IEnumToJson> {

    private final String ENUM_NAME = "name";

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public IEnumToJson deserialize(JsonParser jp, DeserializationContext ctxt) throws IOException, JsonProcessingException {
        try {
            JsonNode node = jp.getCodec().readTree(jp);
            String currentName = jp.currentName();
            Object currentValue = jp.getCurrentValue();
            @SuppressWarnings("rawtypes")
            Class findPropertyType = BeanUtils.findPropertyType(currentName, currentValue.getClass());
            IEnumToJson valueOf;
            JsonNode jsonNode = node.get(ENUM_NAME);
            if(JsonNodeType.ARRAY.equals(node.getNodeType())){
                jsonNode = node.get(1).get(ENUM_NAME);
            }
            if (jsonNode == null) {
                valueOf = (IEnumToJson) IEnumToJson.toEnum(node.asText(), findPropertyType);
            } else {
                valueOf = (IEnumToJson) IEnumToJson.toEnum(jsonNode.asText(), findPropertyType);
            }
            return valueOf;
        } catch (Exception e) {
            log.error("Error deserializing enum field: {}", jp.currentName(), e);
            log.error("JsonNode content: {}", jp.getCodec().readTree(jp).toString());
            return null;
        }
    }
}

用途解释：

这是一个自定义的JSON反序列化器，继承自JsonDeserializer<IEnumToJson>。其主要功能包括：

• 在反序列化过程中，从JSON数据中读取并转换为对应的枚举实例。通过解析JSON节点，尝试获取"name"字段，然后使用toEnum方法将其转换为枚举实例。
• 错误处理和日志记录：在反序列化过程中出现错误时，记录错误信息，方便问题定位和调试。
• 用于处理接收到的JSON中含有枚举类型数据时，如何将这些JSON数据反序列化成具体的枚举类型。这是在解析JSON请求体时非常有用，尤其是当API需要根据接收到的枚举值来执行特定操作时。

简单例子解释

假设有一个API /api/updateStatus，其接收一个JSON对象作为请求体，其中包含一个名为 status 的字段，该字段的值是一个枚举类型 StatusEnum 的名称。

1. 枚举定义：

   public enum StatusEnum implements IEnumToJson {
       ACTIVE("Active"),
       INACTIVE("Inactive");
   
       private String description;
   
       StatusEnum(String description) {
           this.description = description;
       }
   
       @JsonValue
       public Map<String, Object> toMap() {
           Map<String, Object> map = new HashMap<>();
           map.put("name", this.name());
           map.put("description", this.description);
           return map;
       }
   }
   

2. 使用 OcloudJsonEnumDeserializer 反序列化： 当接收到如下JSON请求体时：

   {
       "status": "ACTIVE"
   }
   

   反序列化器将根据 "status" 字段的值 "ACTIVE"，查找 StatusEnum 枚举中对应的枚举常量 StatusEnum.ACTIVE。

3. 使用 OcloudJsonEnumSerializer 序列化： 当API处理完请求后，假设需要返回这个状态，序列化器将 StatusEnum.ACTIVE 枚举常量转换成如下JSON格式：

   {
       "status": {
           "name": "ACTIVE",
           "description": "Active"
       }
   }
   

​ 这个处理方式使得枚举值在前后端之间的传递更为清晰明确，且能够携带更多的信息，比如描述等。

数据库交互中枚举处理

IEnum 接口

IEnum 接口允许枚举类附带一个可以存储到数据库的值。

public interface IEnum<T extends Serializable> {
    T getValue();
}

用途解释：

• getValue: 提供一个方法来获取枚举关联的数据库值（如整数或字符串）。这个值是用于数据库存储和读取的，确保枚举与数据库之间的类型兼容。

IEnum 接口是否需要取决于具体需求。如果您的枚举处理不需要与特定的数据类型（如整数、字符串等）关联，或者您不需要在枚举上实现通用的接口方法，那么您可能不需要使用 IEnum 接口。在许多情况下，直接使用 IEnumToJson 可以满足需求，尤其是在涉及到JSON序列化和反序列化时。

泛型的定义

泛型 <T> 在 IEnum 接口中通常用来指定与枚举相关联的数据类型。这种类型可以是任何类，例如 Integer、String 等，用于定义枚举类型所关联的数据（如数据库中的存储值）。用于定义获取枚举实例关联值的方法，这里它有一个 getValue() 方法用于返回枚举的业务值（例如，数据库中存储的具体值）。枚举类通过实现这个接口，可以明确告诉 OcloudEnumTypeHandler 如何从枚举类型中提取这个业务值。

自定义 MyBatis-Plus 类型处理器 OcloudEnumTypeHandler

public class OcloudEnumTypeHandler<E extends IEnum<T>,T extends Serializable> extends BaseTypeHandler<E> {

    private final Class<E> type;

    private final E[] enums;

    public OcloudEnumTypeHandler(Class<E> type) {
        if (type == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Type argument cannot be null");
        }
        this.type = type;
        this.enums = type.getEnumConstants();
        if (this.enums == null) {
            //throw new IllegalArgumentException(type.getSimpleName() + " does not represent an enum type.");
        }
    }

    @Override
    public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, E parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException {
        ps.setObject(i,parameter.getValue());
    }

    @Override
    public E getNullableResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException {
        Object value = rs.getObject(columnName);
        if (value != null && rs.wasNull()) {
            return null;
        }
        return getValue(value);
    }

    @Override
    public E getNullableResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException {
        Object value = rs.getObject(columnIndex);
        if (value != null && rs.wasNull()) {
            return null;
        }
        return getValue(value);
    }

    @Override
    public E getNullableResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException {
        Object value = cs.getObject(columnIndex);
        if (value != null && cs.wasNull()) {
            return null;
        }
        return getValue(value);
    }


    private E getValue(Object value) {
        try {
            return Arrays.stream(enums).filter(e -> Objects.equals(value,e.getValue())).findFirst().orElse(null);
        } catch (Exception ex) {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot convert " + value + " to " + type.getSimpleName() + " by value["+value+"]", ex);
        }
    }
}

OcloudEnumTypeHandler 类的工作原理

1. 构造函数：
   • 接受一个枚举类型 Class<E> 作为参数。
   • 检查传入的类型是否为 null，如果是，则抛出异常。
   • 获取这个枚举类型的所有常量（即枚举值），存储在 enums 数组中。
2. 设置参数（写入数据库）：
   • 当需要将枚举类型的数据写入数据库时，会调用 setNonNullParameter 方法。
   • 这个方法使用枚举的 getValue() 方法来获取对应的业务值，然后将这个值作为SQL命令的参数。
3. 获取结果（从数据库读取）：
   • 当从数据库读取数据转换成枚举类型时，会使用 getNullableResult 方法。
   • 这些方法从结果集中获取指定列的值。
   • 如果该值非空，将会调用 getValue 方法来将这个值转换回对应的枚举类型。
   • getValue 方法遍历所有枚举常量，寻找其业务值与从数据库获取的值匹配的枚举项。

配置 MyBatis-Plus 类型处理器

在 application.yml 中添加配置：

mybatis-plus:
  configuration:
    default-enum-type-handler: com.olight.cloud.mybatis.type.OcloudEnumTypeHandler

枚举支持出参入参、数据库处理

• 只需要实现IEnum与IEnumToJson接口即可

@Getter
@AllArgsConstructor
public enum LogTypeEnum implements IEnum<Integer>, IEnumToJson {
    /**
     * 登录日志
     */
    LOGIN(0),
    /**
     * 操作日志
     */
    OPERATION(1),
    /**
     * 异常日志
     */
    ERROR(2);

    private final int code;

    @Override
    public Integer getValue() {
        return code;
    }
}

总结

通过上述设计，我们可以全面地解决枚举类型在 Java 应用中的序列化、反序列化及数据库交互问题。这不仅提高了代码的可维护性，也提高了开发效率。

更多思考

除了使用 MyBatis-Plus 和 Jackson，其他技术如 JPA Attribute Converter 也可以实现类似功能，提供不同的优势，如更紧密的集成到 JPA 生命周期等。开发者可以根据项目具体需求选择最合适的技术路径。

希望本文能帮助您更好地理解和应用枚举类型的处理策略，更高效地开发和维护您的 Java 应用。