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【基础系列】SpEL语法扫盲与查询手册

Spring表达式语言简称为SpEL，一种类似Ognl的对象图导航语言（对于ognl不熟悉的同学可以参考一下:Ognl系列博文）

SeEL为Spring提供了丰富的想象空间，除了一些基本的表达式操作之外，还支持

访问bean对象
调用方法，访问(修改)类(对象)属性
计算表达式
正则匹配

I. 语法百科

以下内容均来自官方文档: https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.1.RELEASE/spring-framework-reference/core.html#expressions

1. 字面表达式

Spel支持 strings, numeric values (int, real, hex), boolean, and null 等基本类型，实例如下

ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

// evals to "Hello World"
String helloWorld = (String) parser.parseExpression("'Hello World'").getValue();

// double 类型
double avogadrosNumber = (Double) parser.parseExpression("6.0221415E+23").getValue();

// evals to 2147483647
int maxValue = (Integer) parser.parseExpression("0x7FFFFFFF").getValue();

boolean trueValue = (Boolean) parser.parseExpression("true").getValue();

Object nullValue = parser.parseExpression("null").getValue();

请注意，字符串需要用单引号包括，浮点数默认为double类型，用 null 表示 null object

输出结果

str: Hello World
double: 6.0221415E23
int: 2147483647
bool: true
null: null

2. Inline List

通过 {} 来表明List表达式，一个空的列表直接用 {} 表示

ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
// Integer列表
List numbers = (List) parser.parseExpression("{1,2,3,4}").getValue();
System.out.println("list: " + numbers);

// List的元素为List
List<List> listlOfLists = (List) parser.parseExpression("{{'a','b'},{'x','y'}}").getValue();
System.out.println("List<List> : " + listlOfLists);

输出结果

list: [1, 2, 3, 4]
List<List> : [[a, b], [x, y]]

3. Inline map

{key:value} 来表示map表达式，空Map直接用 {:} 表示

private void map() {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    Map map = (Map) parser.parseExpression("{txt:'Nikola',dob:'10-July-1856'}").getValue();
    System.out.println("map: " + map);
    Map mapOfMaps =
            (Map) parser.parseExpression("{txt:{first:'Nikola',last:'Tesla'},dob:{day:10,month:'July',year:1856}}")
                    .getValue();
    System.out.println("Map<Map>: " + mapOfMaps);
}

输出结果

map: {txt=Nikola, dob=10-July-1856}
Map<Map>: {txt={first=Nikola, last=Tesla}, dob={day=10, month=July, year=1856}}

4. 数组

数组可以借助 new 构造方法来实现，通过下标 ary[index] 的方式访问数组中的元素

private void array() {
      ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
      int[] numbers1 = (int[]) parser.parseExpression("new int[4]").getValue();
      System.out.println("array: " + JSON.toJSONString(numbers1));

      // Array with initializer
      int[] numbers2 = (int[]) parser.parseExpression("new int[]{1,2,3}").getValue();
      System.out.println("array: " + JSON.toJSONString(numbers2));

      // Multi dimensional array
      int[][] numbers3 = (int[][]) parser.parseExpression("new int[4][5]").getValue();
      System.out.println("array: " + JSON.toJSONString(numbers3));


      int[] nums = new int[]{1, 3, 5};
      EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
      context.setVariable("num", nums);

      // 通过下标访问数组中的元素
      Integer numVal = parser.parseExpression("#num[1]").getValue(context, Integer.class);
      System.out.println("numVal in array: " + numVal);
}

输出如下

array: [0,0,0,0]
array: [1,2,3]
array: [[0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0]]
numVal in array: 3

5. 表达式

Spel支持一些Java语法中常规的比较判断，算数运算，三元表达式，类型判断， matches 正则匹配等基表表达式

下面给出一些简单的实例

public void expression() {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    // 运算
    System.out.println("1+2= " + parser.parseExpression("1+2").getValue());
    // 比较
    System.out.println("1<2= " + parser.parseExpression("1<2").getValue());
    System.out.println("true ? hello : false > " + parser.parseExpression("3 > 2 ? 'hello': 'false' ").getValue());
    // instanceof 判断，请注意静态类，用T进行包装
    System.out.println("instance : " + parser.parseExpression("'a' instanceof T(String)").getValue());
    //正则表达式
    System.out.println("22 是否为两位数字 :" + parser.parseExpression("22 matches '//d{2}'").getValue());
}

输出结果

1+2= 3
1<2= true
true ? hello : false > hello
instance : true
22 是否为两位数字 :true

6. Type与静态类

如果想获取Class对象，或者访问静态成员/方法，可以借助 T() 语法来实现

比如我们有一个静态类

public static class StaClz {
    public static String txt = "静态属性";

    public static String hello(String tag) {
        return txt + " : " + tag;
    }
}

如果希望访问静态属性 txt , 表达式可以写成 T(com.git.hui.boot.spel.demo.BasicSpelDemo.StaClz).txt ，请注意圆括号中的是完整签名；访问静态方法方式类似

public void type() {
    // class，静态类
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    String name =
            parser.parseExpression("T(com.git.hui.boot.spel.demo.BasicSpelDemo.StaClz).txt").getValue(String.class);
    System.out.println("txt: " + name);

    String methodReturn =
            parser.parseExpression("T(com.git.hui.boot.spel.demo.BasicSpelDemo.StaClz).hello" + "('一灰灰blog')")
                    .getValue(String.class);
    System.out.println("static method return: " + methodReturn);

    // class类获取
    Class stringClass = parser.parseExpression("T(String)").getValue(Class.class);
    System.out.println("class: " + stringClass.getName());
}

输出结果如下

txt: 静态属性
static method return: 静态属性 : 一灰灰blog
class: java.lang.String

上面的写法，请重点看一下 T(String) ，这里的String没有用完整的包路径，即直接位于 java.lang 包下的类，是可以省略掉完整包名的，就像我们平时写代码时，也不需要显示的加一个 import java.lang.*

7. 构造方法

上面介绍array的时候，就介绍了使用 new 来创建数组对象，当然也可以直接构造其他的普通对象, 如我们新建一个测试类

public static class Person {
    private String name;

    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" + "txt='" + name + '/'' + ", age=" + age + '}';
    }
}

通过SpEl创建一个对象的实例

public void construct() {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    Person person = parser.parseExpression("new com.git.hui.boot.spel.demo.BasicSpelDemo.Person('一灰灰', 20)")
            .getValue(Person.class);
    System.out.println("person: " + person);
}

输出结果如下:

person: Person{txt='一灰灰', age=20}

请注意，构造方法中类的完整签名

8. 变量引用

细心的小伙伴，在上面介绍数组的成员演示的实例中，写法如 "#num[1]" ，这个num前面有一个 # ，这是一个语法定义，有 # 修饰的表示变量访问

要理解这一小节，首先得理解 EvaluationContext , 在我们的SpEL表达式的解析中， getValue 有一个参数就是这个Context，你可以将他简单理解为包含一些对象的上下文，我们可以通过SpEL的语法，来访问操作Context中的某些成员、成员方法属性等

一般的操作过程如下:

context.setVariable("person", person); 向 EvaluationContext 中塞入成员变量
parser.parseExpression(xxx).getValue(context) 解析SpEL表达式，context必须作为传参丢进去哦

一个简单的实例

public void variable() {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    Person person = new Person("一灰灰blog", 18);
    EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
    context.setVariable("person", person);

    String name = parser.parseExpression("#person.getName()").getValue(context, String.class);
    System.out.println("variable name: " + name);

    Integer age = parser.parseExpression("#person.age").getValue(context, Integer.class);
    System.out.println("variable age: " + age);
}

输出结果如下

variable name: 一灰灰blog
variable age: 18

友情提示，如果访问对象的私有Field/method，会抛异常

9. 函数

Context中的变量，除了是我们常见的基本类型，普通的对象之外，还可以是方法，在 setVariable 时，设置的成员类型为 method 即可

public void function() {
    try {
        ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
        EvaluationContext context = SimpleEvaluationContext.forReadOnlyDataBinding().build();
        // 注册一个方法变量，参数为method类型
        context.setVariable("hello", StaClz.class.getDeclaredMethod("hello", String.class));

        String ans = parser.parseExpression("#hello('一灰灰')").getValue(context, String.class);
        System.out.println("function call: " + ans);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

输出结果如下

function call: 静态属性 : 一灰灰

10. bean访问

在Spring中，什么对象最常见？当然是bean, 那么我们可以直接通过SpEL访问bean的属性、调用方法么？

要访问bean对象，所以我们的 EvaluationContext 中需要包含bean对象才行

借助 BeanResolver 来实现，如 context.setBeanResolver(new BeanFactoryResolver(applicationContext));
其次访问bean的前缀修饰为 @ 符号

为了演示这种场景，首先创建一个普通的Bean对象

@Data
@Component
public class BeanDemo {

    private String blog = "https://spring.hhui.top";

    private Integer num = 8;

    public String hello(String name) {
        return "hello " + name + ", welcome to my blog  " + blog + ", now person: " + num;
    }
}

接着我们需要获取 ApplicationContext ，所以可以稍微改一下我们的测试类，让它继承自 ApplicationContextAware

private ApplicationContext applicationContext;

@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    this.applicationContext = applicationContext;
}


public void bean() {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
    context.setBeanResolver(new BeanFactoryResolver(applicationContext));

    // 获取bean对象
    BeanDemo beanDemo = parser.parseExpression("@beanDemo").getValue(context, BeanDemo.class);
    System.out.println("bean: " + beanDemo);

    // 访问bean方法
    String ans = parser.parseExpression("@beanDemo.hello('一灰灰blog')").getValue(context, String.class);
    System.out.println("bean method return: " + ans);
}

上面的写法和之前的并没有太大的区别，实际输出结果如下

bean: BeanDemo(blog=https://spring.hhui.top, num=8)
bean method return: hello 一灰灰blog, welcome to my blog  https://spring.hhui.top, now person: 8

11. ifElse

SpEL支持三元表达式，在上述的表达式中也给出了实例

public void ifThenElse() {
    // 三元表达式，? :
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    String ans = parser.parseExpression("true ? '正确': '错误'").getValue(String.class);
    System.out.println("ifTheElse: " + ans);
}

输出结果如下

ifTheElse: 正确

12. elvis

xx != null ? xx : yy => xx?:yy

这个也属于我们经常遇到的一种场景，如果xx为null，则返回yy；否则直接返回xx；简化写法为elvis写法: xx?:yy

public void elvis() {
    // xx != null ? xx : yy => xx?:yy
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
    context.setVariable("name", null);
    String name = parser.parseExpression("#name?:'Unknown'").getValue(context, String.class);
    System.out.println("elvis-before " + name);

    context.setVariable("name", "Exists!");
    name = parser.parseExpression("#name?:'Unknown'").getValue(context, String.class);
    System.out.println("elvis-after " + name);
}

输出结果如下

elvis-before Unknown
elvis-after Exists!

13. 安全表达式

在java中，最常见最讨厌的是一个就是NPE的问题，SpEL中当然也可能出现这种情况，但是若在SpEL中进行非空判断，那就很不优雅了，SpEL提供了 xx?.yy 的写法来避免npe，即

xx == null ? null : xx.yy => xx?.yy

举例说明

public void safeOperate() {
    // 防npe写法, xx == null ? null : xx.yy  => xx?.yy
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    Person person = new Person(null, 18);

    String name = parser.parseExpression("name?.length()").getValue(person, String.class);
    System.out.println("safeOperate-before: " + name);

    person.name = "一灰灰blog";
    name = parser.parseExpression("name?.length()").getValue(person, String.class);
    System.out.println("safeOperate-after: " + name);
}

输出结果如下

safeOperate-before: null
safeOperate-after: 7

14. 容器截取

遍历容器，获取子集，相当于jdk8 Stream中filter用法，语法格式如下

xx.?[expression] , 请注意中括弧中的表达式必须返回boolean

举例说明

public void collectionSelection() {
    // 容器截取，返回满足条件的子集
    // xx.?[expression] , 将满足expression的子元素保留，返回一个新的集合，类似容器的 filter
    List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4, 6, 7, 8, 9));
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();

    EvaluationContext context = SimpleEvaluationContext.forReadOnlyDataBinding().build();
    context.setVariable("list", list);
    // 用 #this 来指代列表中的迭代元素
    List<Integer> subList = (List<Integer>) parser.parseExpression("#list.?[#this>5]").getValue(context);
    System.out.println("subList: " + subList);


    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("a", 1);
    map.put("b", 10);
    map.put("c", 4);
    map.put("d", 7);
    context.setVariable("map", map);
    // 表达式内部用key, value 来指代map的k,v
    Map subMap = parser.parseExpression("#map.?[value < 5]").getValue(context, Map.class);
    System.out.println("subMap: " + subMap);

    subMap = parser.parseExpression("#map.?[key == 'a']").getValue(context, Map.class);
    System.out.println("subMap: " + subMap);
}

输出结果如下

subList: [6, 7, 8, 9]
subMap: {a=1, c=4}
subMap: {a=1}

注意

在列表表达式中，可以通过 #this 来指代列表中的每一个元素
在map表达式中，通过 key , value 来分别指代map中的 k,v

15. 容器映射

将一个集合通过某种规则，映射为另一种集合，相当于jdk8 Stream中的map用法，语法如下

xx.![expression] , 将表达式计算的结果作为输出容器中的成员

举例如下

public void collectionProjection() {
    // 容器操作之后，生成另一个容器, 类似lambda中的map方法
    // xx.![expression]

    List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 4, 6, 7, 8, 9));
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    EvaluationContext context = SimpleEvaluationContext.forReadOnlyDataBinding().build();
    context.setVariable("list", list);

    // 用 #this 来指代列表中的迭代元素
    List newList = parser.parseExpression("#list.![#this * 2]").getValue(context, List.class);
    System.out.println("newList: " + newList);


    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put("a", 1);
    map.put("b", 10);
    map.put("c", 4);
    map.put("d", 7);
    context.setVariable("map", map);
    List newListByMap = parser.parseExpression("#map.![value * 2]").getValue(context, List.class);
    System.out.println("newListByMap: " + newListByMap);
}

输出结果如下:

newList: [2, 6, 8, 12, 14, 16, 18]
newListByMap: [2, 20, 8, 14]

16. 表达式模板

SpEL还提供了一种自定义表达式模板的方式，将字面量和表达式放在一起使用，比如下面这一条语句

"random number is #{T(java.lang.Math).random()}"

其中 #{T(java.lang.Math).random()} 是一个SpEL表达式，左边的是普通字符串，这种写法也常见于 @Value 注解中的属性写法，当然直接通过上面的写法执行这个语句会报错，这个时候需要指定 ParserContext

举例说明

public void template() {
    // 模板，混合字面文本与表达式，使用 #{} 将表达式包裹起来
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    String randomPhrase = parser.parseExpression("random number is #{T(java.lang.Math).random()}",
            ParserContext.TEMPLATE_EXPRESSION).getValue(String.class);
    System.out.println("template: " + randomPhrase);
}

输出结果如下

template: random number is 0.10438946298113871

17. 小结

SpEL属于非常强大的表达式语言了，就我个人的感觉而言，它和OGNL有些像，当它们的上下文中包含了Spring的上下文时，可以访问任何的bean，而你可以借助它们的语法规范，做各种事情

推荐我之前的一个项目， https://github.com/liuyueyi/quick-fix ，利用ognl结合 ApplicationContext ，可以随心所欲的访问控制应用中的任何bean对象

II. 其他

0. 项目

工程： https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo
源码： https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo/spring-boot/013-spel

1. 一灰灰Blog

尽信书则不如，以上内容，纯属一家之言，因个人能力有限，难免有疏漏和错误之处，如发现bug或者有更好的建议，欢迎批评指正，不吝感激

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7. 构造方法

请注意，构造方法中类的完整签名

8. 变量引用

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9. 函数

10. bean访问

11. ifElse

12. elvis

13. 安全表达式

14. 容器截取

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15. 容器映射

16. 表达式模板

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