利用Resource接口解锁Spring中的资源处理

Resource

• Resource
  • 一、基本信息
  • 二、知识储备
  • 三、基本描述
  • 四、主要功能
  • 五、接口源码
  • 六、主要实现
  • 七、最佳实践
  • 八、与其他组件的关系
  • 九、常见问题

一、基本信息

✒️ 作者 - Lex 📝 博客 - 掘金 📚 源码地址 - github

二、知识储备

1. I/O知识
   • 了解文件、路径、输入/输出流等基础概念。
2. 类路径（Classpath）
   • 了解什么是类路径，以及如何从类路径中加载资源。
3. URL和URI概念
   • 这对于理解如何从网络或其他协议中加载资源是必要的。

三、基本描述

Resource 是 Spring 框架中用于简化和统一对底层资源（如文件、classpath 资源、URL 等）的访问的一个核心接口。它为不同来源的资源提供了一个共同的抽象，并隐藏了具体资源访问的细节。在 Java 开发中，资源的访问是常见的需求，如读取配置文件、图片、音频等。但 Java 的标准库为不同类型的资源提供了不同的访问机制：例如，对于文件系统中的资源，我们可能使用 java.io.File；对于 classpath 中的资源，我们可能使用 ClassLoader 的 getResource 或 getResourceAsStream 方法；对于网络资源，我们可能使用 java.net.URL。这些不同的机制意味着我们需要了解和使用多种方式来访问资源，这导致的问题是代码复杂性增加、重复代码以及可能的错误。为了提供一个统一、简化和更高级的资源访问机制，Spring 框架引入了 Resource 接口，这个接口为所有的资源提供了一个统一的抽象。

四、主要功能

1. 统一的资源抽象
   • 无论资源来自于文件系统、classpath、URL 还是其他来源，Resource 接口都为其提供了一个统一的抽象。
2. 资源描述
   • 通过 getDescription() 方法，每个 Resource 实现都可以为其所代表的底层资源提供描述性信息，这对于错误处理和日志记录特别有用。
3. 读取能力
   • Resource 提供了 getInputStream() 方法，允许直接读取资源内容，而无需关心资源的实际来源。
4. 存在性与可读性
   • Resource 提供了 exists() 和 isReadable() 方法来确定资源是否存在及其是否可读。
5. 开放性检查
   • isOpen() 方法用于检查资源是否表示一个已经打开的流，这有助于避免重复读取流资源。
6. URI 和 URL 访问
   • Resource 允许通过 getURI() 和 getURL() 方法获取其底层资源的 URI 和 URL，这为进一步的资源处理提供了可能。
7. 文件访问
   • 当资源代表一个文件系统中的文件时，可以通过 getFile() 直接访问该文件。
8. 多种实现
   • Spring 提供了多种 Resource 的实现，以支持不同来源的资源，如 ClassPathResource、FileSystemResource 和 UrlResource 等。

五、接口源码

InputStreamSource 是一个简单的接口，用于提供一个输入流。它被设计为可以多次返回一个新的、未读取的输入流，这对于那些需要多次读取输入流的API。

/**
 * 表示可以提供输入流的资源或对象的接口。
 */
public interface InputStreamSource {

	/**
	 * 返回基础资源内容的 InputStream。
	 * 期望每次调用都会创建一个新的流。
	 * 当我们考虑到像 JavaMail 这样的API时，这个要求尤为重要，因为在创建邮件附件时，JavaMail需要能够多次读取流。对于这样的用例，要求每个 getInputStream() 调用都返回一个新的流。
	 * @return 基础资源的输入流（不能为 null）
	 * @throws java.io.FileNotFoundException 如果基础资源不存在
	 * @throws IOException 如果无法打开内容流
	 */
	InputStream getInputStream() throws IOException;

}

Resource 是Spring框架中的核心接口，代表了外部或内部的资源，如文件、类路径资源、URL资源等。它为访问底层资源提供了一个统一的抽象，从而使得代码可以独立于实际资源的类型。

/**
 * 用于描述资源的接口，该接口抽象了底层资源的实际类型，如文件或类路径资源。
 *
 * <p>对于每个资源，如果它在物理形式上存在，都可以打开一个输入流，但只有某些资源才能返回 URL 或文件句柄。具体行为取决于其实现。
 */
public interface Resource extends InputStreamSource {

    /**
     * 判断此资源是否在物理形式上真正存在。
     */
    boolean exists();

    /**
     * 指示是否可以通过 {@link #getInputStream()} 读取此资源的非空内容。
     * 实际的内容读取可能仍然失败。
     */
    default boolean isReadable() {
        return exists();
    }

    /**
     * 指示此资源是否代表一个打开的流的句柄。
     * 如果为 true，则输入流不能被多次读取，并且在读取后必须被关闭，以避免资源泄露。
     */
    default boolean isOpen() {
        return false;
    }

    /**
     * 判断此资源是否代表文件系统中的文件。
     */
    default boolean isFile() {
        return false;
    }

    /**
     * 返回此资源的 URL 句柄。
     */
    URL getURL() throws IOException;

    /**
     * 返回此资源的 URI 句柄。
     */
    URI getURI() throws IOException;

    /**
     * 返回此资源的文件句柄。
     */
    File getFile() throws IOException;

    /**
     * 返回一个 {@link ReadableByteChannel}。
     */
    default ReadableByteChannel readableChannel() throws IOException {
        return Channels.newChannel(getInputStream());
    }

    /**
     * 确定此资源的内容长度。
     */
    long contentLength() throws IOException;

    /**
     * 确定此资源的最后修改时间戳。
     */
    long lastModified() throws IOException;

    /**
     * 创建相对于此资源的资源。
     */
    Resource createRelative(String relativePath) throws IOException;

    /**
     * 返回此资源的文件名。
     */
    @Nullable
    String getFilename();

    /**
     * 返回此资源的描述，用于在处理资源时的错误输出。
     */
    String getDescription();
}

六、主要实现

1. ClassPathResource
   • 用于加载 classpath 下的资源。
2. FileSystemResource
   • 用于访问文件系统中的资源。
3. UrlResource
   • 用于基于 URL 的资源。
4. ServletContextResource
   • 用于 Web 应用中的资源。
5. ByteArrayResource & InputStreamResource
   • 基于内存和流的资源表示。

classDiagram direction BT class InputStreamSource{ <> + getInputStream(): InputStream } class Resource { <> + exists(): boolean + getDescription(): String + 其他方法() } class AbstractResource { <> } class ByteArrayResource { } class InputStreamResource { } class ClassPathResource { } class UrlResource { } class ServletContextResource { } class AbstractFileResolvingResource { <> } class FileSystemResource { } Resource ..|> InputStreamSource AbstractResource --|> Resource ByteArrayResource ..|> AbstractResource InputStreamResource ..|> AbstractResource AbstractFileResolvingResource ..|> AbstractResource FileSystemResource ..|> AbstractResource UrlResource ..|> AbstractFileResolvingResource ClassPathResource ..|> AbstractFileResolvingResource ServletContextResource ..|> AbstractFileResolvingResource

七、最佳实践

ClassPathResource

使用ClassPathResource 是 Spring 框架中的一个组件，用于访问类路径上的资源。在此示例中，path 变量存储了类路径资源的路径。这里，文件位于 src/main/resources/application.properties 路径目录。

public class ClassPathResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String path = "application.properties";
        Resource resource = new ClassPathResource(path);
        try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
            // 读取和处理资源内容
            System.out.println(new String(is.readAllBytes()));
        }
    }
}

FileSystemResource

使用 FileSystemResource 是 Spring 框架中的一个组件，用于访问文件系统上的文件。在此示例中，path 变量存储了文件的完整路径。这个路径需要被替换为我们自己的有效文件路径。

public class FileSystemResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 请替换我们自己的目录
        String path = "D:\\idea-work-space-xcs\\spring-reading\\spring-resources\\spring-resource\\myfile.txt";
        Resource resource = new FileSystemResource(path);
        try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
            // 读取和处理资源内容
            System.out.println(new String(is.readAllBytes()));
        }
    }
}

UrlResource

使用UrlResource 类是 Spring 框架中的一个组件，用于访问网络上的资源。在这个示例中，它被用来读取一个在线的文本文件。

public class UrlResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Resource resource = new UrlResource("https://dist.apache.org/repos/dist/test/test.txt");
        try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
            // 读取和处理资源内容
            System.out.println(new String(is.readAllBytes()));
        }
    }
}

ByteArrayResource

使用ByteArrayResource 是 Spring 框架中的一个组件，用于访问字节数组作为资源。在这个示例中，它被用来读取一个简单的字符串 "hello world"。

public class ByteArrayResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] data = "hello world".getBytes();
        Resource resource = new ByteArrayResource(data);
        try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
            // 读取和处理资源内容
            System.out.println(new String(is.readAllBytes()));
        }
    }
}

InputStreamResource

使用InputStreamResource 是 Spring 框架中的一个组件，用于将任何 InputStream 包装为 Spring 的 Resource。在这个示例中，使用字符串 "hello world" 的字节来创建一个 ByteArrayInputStream。这样我们就有了一个可以读取 "hello world" 的输入流。

public class InputStreamResourceDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InputStream isSource = new ByteArrayInputStream("hello world".getBytes());
        Resource resource = new InputStreamResource(isSource);
        try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
            // 读取和处理资源内容
            System.out.println(new String(is.readAllBytes()));
        }
    }
}

八、与其他组件的关系

1. BeanFactory&ApplicationContext

   • BeanFactory和应用上下文ApplicationContext在实例化和配置Bean时通常需要访问资源。Resource 接口提供了一种统一的方式来加载资源文件，这对于配置和初始化Bean非常有用。Bean定义中可以包含资源引用，使Bean能够使用这些资源。

2. ResourceLoader

   • Spring提供了ResourceLoader接口，该接口在应用上下文中广泛使用，以便加载资源。ResourceLoader的默认实现是DefaultResourceLoader，它基于Resource接口实现了资源加载功能。通过ResourceLoader，应用可以轻松获取和管理资源，无论资源是来自文件系统、类路径、URL还是其他来源。

3. PropertyPlaceholderConfigurer

   • PropertyPlaceholderConfigurer是Spring框架中用于替换属性占位符的类。它可以将属性值从资源文件中读取，然后替换配置文件中的占位符。这是通过 locations 属性指定的资源文件实现的。

4. MVC框架

   • Spring的MVC框架（如Spring MVC）通常需要处理文件上传和静态资源。Resource 接口及其实现可以用于管理和提供这些资源。Resource接口与ResourceLoader一起被用于加载静态资源，例如图像、样式表和JavaScript文件。

5. 自定义资源加载和处理

   • 我们自己也可以使用 Resource 接口自定义资源加载和处理逻辑。例如，我们可以创建一个自定义的 Resource 实现，用于加载资源文件，执行特定的处理逻辑，然后将处理后的资源提供给应用程序。

九、常见问题

1. 如何选择合适的 Resource 实现？
   • ClassPathResource: 用于访问类路径下的资源。
   • FileSystemResource: 用于访问文件系统中的资源。
   • UrlResource: 用于基于URL的资源，如HTTP或FTP资源。
   • ServletContextResource: 专为 Web 应用程序设计，用于访问ServletContext中的资源。
2. 资源未找到
   • 如果尝试使用一个不存在的路径或URL创建资源，可能会得到一个 FileNotFoundException。
   • 确保提供正确的路径，并检查资源是否真的存在。
3. 如何处理编码或字符集问题？
   • 当从资源中读取文本内容时，可能需要处理编码问题。
   • 使用 Reader 和适当的字符集，或使用 Spring 的 EncodedResource 类。
4. 相对路径的使用
   • 当使用 FileSystemResource 时，相对路径可能会导致混淆。确保我们了解相对路径的基准。
5. 资源的实际URL或文件路径是什么？
   • 虽然 Resource 接口为各种资源类型提供了一个统一的抽象，但有时可能需要知道资源的真实类型或位置。
   • 使用 resource.getURL() 或 resource.getFile() 可以尝试获取资源的真实URL或文件。
6. 如何在非Web应用程序中使用 ServletContextResource？
   • 这是不可能的，因为 ServletContextResource 是为Web应用程序设计的。如果尝试在非Web应用程序中使用它，将会得到错误。
7. 如何从Jar文件或War文件中读取资源？
   • 使用 ClassPathResource 或 UrlResource 可以轻松地从Jar或War文件中读取资源。
   • 但是，对于嵌套的Jar文件（例如，当使用Spring Boot可执行Jar时），需要特殊的处理，通常通过 org.springframework.boot.loader.jar.JarFile 类。
8. 如何刷新或重新加载已更改的资源？
   • 默认情况下，Resource 实例不提供刷新或重新加载机制。但对于某些资源类型，如 UrlResource，每次调用 getInputStream() 都会重新读取内容。
   • 对于需要刷新的资源，考虑使用缓存机制或其他方法来处理。
9. 资源加载的性能问题
   • 大量频繁地加载资源可能会导致性能问题。
   • 考虑缓存资源内容或使用更高效的资源加载策略。