利用 Function 打造高效斷言神器，真優(yōu)雅！
在 Java 開發(fā)的征途中，我們時常與重復(fù)代碼不期而遇。這些重復(fù)代碼不僅讓項(xiàng)目顯得笨重，更增加了維護(hù)成本。幸運(yùn)的是，Java 8 帶來了函數(shù)式編程的春風(fēng)，以 Function 接口為代表的一系列新特性，為我們提供了破除這一難題的利劍。
本文將以一個實(shí)際應(yīng)用場景為例，即使用 Java 8 的函數(shù)式編程特性來重構(gòu)數(shù)據(jù)有效性斷言邏輯，展示如何通過 SFunction（基于 Java 8 的 Lambda 表達(dá)式封裝）減少代碼重復(fù)，從而提升代碼的優(yōu)雅性和可維護(hù)性。
一、背景故事：數(shù)據(jù)校驗(yàn)的煩惱
想象一下，在一個復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，我們可能需要頻繁地驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫中某個字段值是否有效，是否符合預(yù)期值。傳統(tǒng)的做法可能充斥著大量相似的查詢邏輯，每次都需要手動構(gòu)建查詢條件、執(zhí)行查詢并處理結(jié)果，這樣的代碼既冗長又難以維護(hù)。
例如以下兩個驗(yàn)證用戶 ID 和部門 ID 是否有效的方法，雖然簡單，但每次需要校驗(yàn)不同實(shí)體或不同條件時，就需要復(fù)制粘貼并做相應(yīng)修改，導(dǎo)致代碼庫中充滿了大量雷同的校驗(yàn)邏輯，給維護(hù)帶來了困擾。
// 判斷用戶 ID 是否有效
public void checkUserExistence(String userId) {
User user = userDao.findById(userId);
if (user == null) {
thrownew RuntimeException('用戶ID無效');
}
}
// 判斷部門 ID 是否有效
public void checkDeptExistence(String deptId) {
Dept dept = deptDao.findById(deptId);
if (dept == null) {
thrownew RuntimeException('部門ID無效');
}
}二、Java 8 的魔法棒：函數(shù)式接口
Java 8 引入了函數(shù)式接口的概念，其中 Function<T, R> 是最基礎(chǔ)的代表，它接受一個類型 T 的輸入，返回類型 R 的結(jié)果。而在 MyBatis Plus 等框架中常用的 SFunction 是對 Lambda 表達(dá)式的進(jìn)一步封裝，使得我們可以更加靈活地操作實(shí)體類的屬性。
三、實(shí)戰(zhàn)演練：重構(gòu)斷言方法
下面的 ensureColumnValueValid 方法正是利用了函數(shù)式接口的魅力，實(shí)現(xiàn)了對任意實(shí)體類指定列值的有效性斷言：
/**
* 確認(rèn)數(shù)據(jù)庫字段值有效（通用）
*
* @param <V> 待驗(yàn)證值的類型
* @param valueToCheck 待驗(yàn)證的值
* @param columnExtractor 實(shí)體類屬性提取函數(shù)
* @param queryExecutor 單條數(shù)據(jù)查詢執(zhí)行器
* @param errorMessage 異常提示信息模板
*/
publicstatic <T, R, V> void ensureColumnValueValid(V valueToCheck, SFunction<T, R> columnExtractor, SFunction<LambdaQueryWrapper<T>, T> queryExecutor, String errorMessage) {
if (valueToCheck == null) return;
LambdaQueryWrapper<T> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
wrapper.select(columnExtractor);
wrapper.eq(columnExtractor, valueToCheck);
wrapper.last('LIMIT 1');
T entity = queryExecutor.apply(wrapper);
R columnValue = columnExtractor.apply(entity);
if (entity == null || columnValue == null)
thrownew DataValidationException(String.format(errorMessage, valueToCheck));
}這個方法接受一個待驗(yàn)證的值、一個實(shí)體類屬性提取函數(shù)、一個單行數(shù)據(jù)查詢執(zhí)行器和一個異常信息模板作為參數(shù)。通過這四個參數(shù)，不僅能夠進(jìn)行針對特定屬性的有效性檢查，而且還能生成具有一致性的異常信息。
四、對比分析
使用 Function 改造前：
// 判斷用戶 ID 是否有效
public void checkUserExistence(String userId) {
User user = userDao.findById(userId);
if (user == null) {
thrownew RuntimeException('用戶ID無效');
}
}
// 判斷部門 ID 是否有效
public void checkDeptExistence(String deptId) {
Dept dept = deptDao.findById(deptId);
if (dept == null) {
thrownew RuntimeException('部門ID無效');
}
}使用 Function 改造后：
public void assignTaskToUser(AddOrderDTO dto) {
ensureColumnValueValid(dto.getUserId(), User::getId, userDao::getOne, '用戶ID無效');
ensureColumnValueValid(dto.getDeptId(), Dept::getId, deptDao::getOne, '部門ID無效');
ensureColumnValueValid(dto.getCustomerId(), Customer::getId, customerDao::getOne, '客戶ID無效');
ensureColumnValueValid(dto.getDeptId(), Dept::getId, deptDao::getOne, '部門ID無效');
ensureColumnValueValid(dto.getSupplieId(), Supplie::getId, supplierDao::getOne, '供應(yīng)商ID無效');
// 現(xiàn)在可以確信客戶存在
Customer cus = customerDao.findById(dto.getCustomerId());
// 創(chuàng)建訂單的邏輯...
}對比上述兩段代碼，我們發(fā)現(xiàn)后者不僅大幅減少了代碼量，而且通過函數(shù)式編程，表達(dá)出更為清晰的邏輯意圖，可讀性和可維護(hù)性都有所提高。
優(yōu)點(diǎn)：
- 減少重復(fù)代碼： 通過 ensureColumnValueValid 方法，所有涉及數(shù)據(jù)庫字段值有效性檢查的地方都可以復(fù)用相同的邏輯，將變化的部分作為參數(shù)傳遞，大大減少了因特定校驗(yàn)邏輯而產(chǎn)生的代碼量。
- 增強(qiáng)代碼復(fù)用： 抽象化的校驗(yàn)方法適用于多種場景，無論是用戶ID、訂單號還是其他任何實(shí)體屬性的校驗(yàn)，一套邏輯即可應(yīng)對。
- 提升可讀性和維護(hù)性： 通過清晰的函數(shù)簽名和 Lambda 表達(dá)式，代碼意圖一目了然，降低了后續(xù)維護(hù)的成本。
- 靈活性和擴(kuò)展性： 當(dāng)校驗(yàn)規(guī)則發(fā)生變化時，只需要調(diào)整 ensureColumnValueValid 方法或其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，所有調(diào)用該方法的地方都會自動受益，提高了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。
五、舉一反三：拓展校驗(yàn)邏輯的邊界
通過上述的實(shí)踐，我們見識到了函數(shù)式編程在簡化數(shù)據(jù)校驗(yàn)邏輯方面的威力。但這只是冰山一角，我們可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場景，繼續(xù)擴(kuò)展和完善校驗(yàn)邏輯，實(shí)現(xiàn)更多樣化的校驗(yàn)需求。以下兩個示例展示了如何在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)比較和驗(yàn)證功能。
1. 斷言指定列值等于預(yù)期值
首先，考慮一個場景：除了驗(yàn)證數(shù)據(jù)的存在性，我們還需確認(rèn)查詢到的某列值是否與預(yù)期值相符。這在驗(yàn)證用戶角色、狀態(tài)變更等場景中尤為常見。為此，我們設(shè)計了 validateColumnValueMatchesExpected 方法：
/**
* 驗(yàn)證查詢結(jié)果中指定列的值是否與預(yù)期值匹配
*
* @param <T> 實(shí)體類型
* @param <R> 目標(biāo)列值的類型
* @param <C> 查詢條件列值的類型
* @param targetColumn 目標(biāo)列的提取函數(shù)，用于獲取想要驗(yàn)證的列值
* @param expectedValue 期望的列值
* @param conditionColumn 條件列的提取函數(shù)，用于設(shè)置查詢條件
* @param conditionValue 條件列對應(yīng)的值
* @param queryMethod 執(zhí)行查詢的方法引用，返回單個實(shí)體對象
* @param errorMessage 驗(yàn)證失敗時拋出異常的錯誤信息模板
* @throws RuntimeException 當(dāng)查詢結(jié)果中目標(biāo)列的值與預(yù)期值不匹配時拋出異常
*/
publicstatic <T, R, C> void validateColumnValueMatchesExpected(
SFunction<T, R> targetColumn, R expectedValue,
SFunction<T, C> conditionColumn, C conditionValue,
SFunction<LambdaQueryWrapper<T>, T> queryMethod,
String errorMessage) {
// 創(chuàng)建查詢包裝器，選擇目標(biāo)列并設(shè)置查詢條件
LambdaQueryWrapper<T> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
wrapper.select(targetColumn);
wrapper.eq(conditionColumn, conditionValue);
// 執(zhí)行查詢方法
T one = queryMethod.apply(wrapper);
// 如果查詢結(jié)果為空，則直接返回，視為驗(yàn)證通過（或忽略）
if (one == null) return;
// 獲取查詢結(jié)果中目標(biāo)列的實(shí)際值
R actualValue = targetColumn.apply(one);
// 比較實(shí)際值與預(yù)期值是否匹配，這里假設(shè)notMatch是一個自定義方法用于比較不匹配情況
boolean doesNotMatch = notMatch(actualValue, expectedValue);
if (doesNotMatch) {
// 若不匹配，則根據(jù)錯誤信息模板拋出異常
thrownew RuntimeException(String.format(errorMessage, expectedValue, actualValue));
}
}
// 假設(shè)的輔助方法，用于比較值是否不匹配，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)
privatestatic <R> boolean notMatch(R actual, R expected) {
// 示例簡單實(shí)現(xiàn)為不相等判斷，實(shí)際情況可能更復(fù)雜
return !Objects.equals(actual, expected);
}這個方法允許我們指定一個查詢目標(biāo)列（targetColumn）、預(yù)期值（expectedValue）、查詢條件列（conditionColumn）及其對應(yīng)的條件值（conditionValue），并提供一個查詢方法（queryMethod）來執(zhí)行查詢。如果查詢到的列值與預(yù)期不符，則拋出異常，錯誤信息通過 errorMessage 參數(shù)定制。
應(yīng)用場景：例如在一個權(quán)限管理系統(tǒng)中，當(dāng)需要更新用戶角色時，系統(tǒng)需要確保當(dāng)前用戶的角色在更新前是 “普通用戶”，才能將其升級為 “管理員”。此場景下，可以使用 validateColumnValueMatchesExpected 方法來驗(yàn)證用戶當(dāng)前的角色是否確實(shí)為“普通用戶”。
// 當(dāng)用戶角色不是 “普通用戶” 時拋異常
validateColumnValueMatchesExpected(User::getRoleType, '普通用戶', User::getId, userId, userMapper::getOne, '用戶角色不是普通用戶，無法升級為管理員！');2. 斷言指定值位于期望值列表內(nèi)
進(jìn)一步，某些情況下我們需要驗(yàn)證查詢結(jié)果中的某一列值是否屬于一個預(yù)設(shè)的值集合。例如，驗(yàn)證用戶角色是否合法。為此，我們創(chuàng)建了 validateColumnValueMatchesExpectedList 方法：
/**
* 驗(yàn)證查詢結(jié)果中指定列的值是否位于預(yù)期值列表內(nèi)
*
* @param <T> 實(shí)體類型
* @param <R> 目標(biāo)列值的類型
* @param <C> 查詢條件列值的類型
* @param targetColumn 目標(biāo)列的提取函數(shù)，用于獲取想要驗(yàn)證的列值
* @param expectedValueList 期望值的列表
* @param conditionColumn 條件列的提取函數(shù)，用于設(shè)置查詢條件
* @param conditionValue 條件列對應(yīng)的值
* @param queryMethod 執(zhí)行查詢的方法引用，返回單個實(shí)體對象
* @param errorMessage 驗(yàn)證失敗時拋出異常的錯誤信息模板
* @throws RuntimeException 當(dāng)查詢結(jié)果中目標(biāo)列的值不在預(yù)期值列表內(nèi)時拋出異常
*/
publicstatic <T, R, C> void validateColumnValueInExpectedList(
SFunction<T, R> targetColumn, List<R> expectedValueList,
SFunction<T, C> conditionColumn, C conditionValue,
SFunction<LambdaQueryWrapper<T>, T> queryMethod,
String errorMessage) {
LambdaQueryWrapper<T> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
wrapper.select(targetColumn);
wrapper.eq(conditionColumn, conditionValue);
T one = queryMethod.apply(wrapper);
if (one == null) return;
R actualValue = targetColumn.apply(one);
if (actualValue == null) thrownew RuntimeException('列查詢結(jié)果為空');
if (!expectedValueList.contains(actualValue)) {
thrownew RuntimeException(errorMessage);
}
}這個方法接受一個目標(biāo)列（targetColumn）、一個預(yù)期值列表（expectedValueList）、查詢條件列（conditionColumn）及其條件值（conditionValue），同樣需要一個查詢方法（queryMethod）。如果查詢到的列值不在預(yù)期值列表中，則觸發(fā)異常。
應(yīng)用場景： 在一個電商平臺的訂單處理流程中，系統(tǒng)需要驗(yàn)證訂單狀態(tài)是否處于可取消的狀態(tài)列表里（如 “待支付”、“待發(fā)貨”）才允許用戶取消訂單。此時，validateColumnValueInExpectedList 方法能有效確保操作的合法性。
// 假設(shè) OrderStatusEnum 枚舉了所有可能的訂單狀態(tài)，cancelableStatuses 包含可取消的狀態(tài)
List<String> cancelableStatuses = Arrays.asList(OrderStatusEnum.WAITING_PAYMENT.getValue(), OrderStatusEnum.WAITING_DELIVERY.getValue());
// 驗(yàn)證訂單狀態(tài)是否在可取消狀態(tài)列表內(nèi)
validateColumnValueInExpectedList(Order::getStatus, cancelableStatuses, Order::getOrderId, orderId, orderMapper::selectOne, '訂單當(dāng)前狀態(tài)不允許取消！');通過這兩個擴(kuò)展方法，我們不僅鞏固了函數(shù)式編程在減少代碼重復(fù)、提升代碼靈活性方面的優(yōu)勢，還進(jìn)一步證明了通過抽象和泛型設(shè)計，可以輕松應(yīng)對各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)校驗(yàn)需求，使代碼更加貼近業(yè)務(wù)邏輯，易于理解和維護(hù)。
六、核心優(yōu)勢
(1) 代碼復(fù)用： 通過泛型和函數(shù)式接口，該方法能夠適應(yīng)任何實(shí)體類和屬性的校驗(yàn)需求，大大減少了重復(fù)的查詢邏輯代碼。
(2) 清晰表達(dá)意圖： 方法簽名直觀表達(dá)了校驗(yàn)邏輯的目的，提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性。
(3) 靈活性： 使用者只需提供幾個簡單的 Lambda 表達(dá)式，即可完成復(fù)雜的查詢邏輯配置，無需關(guān)心底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
易于維護(hù)與擴(kuò)展：
- 當(dāng)需要增加新的實(shí)體驗(yàn)證時，僅需調(diào)用 ensureColumnValueValid 并傳入相應(yīng)的參數(shù)，無需編寫新的驗(yàn)證邏輯，降低了維護(hù)成本。
- 修改驗(yàn)證規(guī)則時，只需調(diào)整 ensureColumnValueValid 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，所有調(diào)用處自動遵循新規(guī)則，便于統(tǒng)一管理。
- 異常處理集中于 ensureColumnValueValid 方法內(nèi)部，統(tǒng)一了異常拋出行為，避免了在多個地方處理相同的邏輯錯誤，減少了潛在的錯誤源。
七、函數(shù)式編程的力量
通過這個實(shí)例，我們見證了函數(shù)式編程在簡化代碼、提高抽象層次上的強(qiáng)大能力。在 Java 8 及之后的版本中，擁抱函數(shù)式編程思想，不僅能夠使我們的代碼更加簡潔、靈活，還能在一定程度上促進(jìn)代碼的正確性和可測試性。因此，無論是日常開發(fā)還是系統(tǒng)設(shè)計，都值得我們深入探索和應(yīng)用這一現(xiàn)代編程范式，讓代碼如魔法般優(yōu)雅而高效。
