SpringBoot项目中，如何更规范的使用PageHelper分页？

一. 开发准备

1. 开发工具

• IntelliJ IDEA 2020.2.3

2. 开发环境

• Red Hat Open JDK 8u256
• Apache Maven 3.6.3

3. 开发依赖

SpringBoot

<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

MyBatis

<dependency>
 <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
 <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
 <version>2.1.3</version>
</dependency>

PageHelper

<dependency>
 <groupId>com.github.pagehelper</groupId>
 <artifactId>pagehelper-spring-boot-starter</artifactId>
 <version>1.3.0</version>
</dependency>

二. 技术文档

1. 基于SpringBoot

• SpringBoot 官方文档 https://spring.io/projects/spring-boot
• SpringBoot 中文社区 https://springboot.io/

2. 基于MyBatis

• MyBatis 官方文档 https://mybatis.org/mybatis-3/zh/index.html

3. 集成PageHelper

• PageHelper 开源仓库 https://github.com/pagehelper/Mybatis-PageHelper

三. 应用讲解

1. 基本使用

在实际项目运用中，PageHelper的使用非常便利快捷，仅通过PageInfo + PageHelper两个类，就足以完成分页功能，然而往往这种最简单的集成使用方式，却在很多实际应用场景中，没有得到充分的开发利用．

接下来是我们最常见的使用方式：

public PageInfo<ResponseEntityDto> page(RequestParamDto param) {
 PageHelper.startPage(param.getPageNum(), param.getPageSize());
 List<ResoinseEntityDto> list = mapper.selectManySelective(param);
 PageInfo<ResponseEntityDto> pageInfo = (PageInfo<ResponseEntityDto>)list;
 return pageInfo;
} 

在某种程度上而言,上述写法的确是符合PageHelper的使用规范 :

在集合查询前使用PageHelper.startPage(pageNum,pageSize),并且中间不能穿插执行其他SQL

但是作为Developer的我们,往往只有在追求完美和极致的道路上才能够寻得突破和机遇;

以下是合理且规范的基本使用:

public PageInfo<ResponseEntityDto> page(RequestParamDto param) {
 return PageHelper.startPage(param.getPageNum(), param.getPageSize())
     .doSelectPageInfo(() -> list(param))
} 
public List<ResponseEntityDto> list(RequestParamDto param) {
 return mapper.selectManySelective(param);
}

FAQ

1. 为什么要重新声明一个list函数?

答: 往往在很多实际业务应用场景中, 分页查询是基于大数据量的表格展示需求来进行的.

然而很多时候,譬如: 内部服务的互相调用,OpenAPI的提供.

甚至在某些前后端分离联调的业务场景中,是同样需要一个非分页集合查询接口来提供服务的.

另外,暂时以上因素抛开不谈,我们可以根据上述写法来定义和规范某些东西

譬如: 分页和集合查询的分离和解耦(解耦详情请看进阶使用),

分页请求的请求和响应与实际业务参数的分离(详情请看进阶使用)等等…

2. doSelectPageInfo是什么?

答: doSelectPageInfo是PageHelper.startPage()函数返回的默认Page实例内置的函数,该函数可以用以Lambda的形式通过额外的Function来进行查询而不需要再进行多余的PageInfo与List转换,而doSelectPageInfo的参数则是PageHelper内置的Function(ISelect)接口用以达到转换PageInfo的目的

3. 这种写法的代码量看起来不少反多?

答: 正如同①中所描述的,就代码量而言,确实没有更进一步的简化,但是再某些业务场景中,在已具有list函数接口的情况下,是一种更直观的优化(优化详情请看进阶使用)

2. 进阶使用

先看代码,再谈解析:

import com.github.pagehelper.PageHelper;
import com.github.pagehelper.PageInfo;

import java.util.List;

/**
 * @param <Param> 泛型request
 * @param <Result> 泛型response
 */
public interface BaseService<Param, Result> {

    /**
     * 分页查询
     *
     * @param param 请求参数DTO
     * @return 分页集合
     */
    default PageInfo<Result> page(PageParam<Param> param) {
        return PageHelper.startPage(param).doSelectPageInfo(() -> list(param.getParam()));
    }

    /**
     * 集合查询
     *
     * @param param 查询参数
     * @return 查询响应
     */
    List<Result> list(Param param);
}

可以看到BaseService可以作为全局Service通用接口的封装和声明

而作为通用分页接口page函数却在此处利用interface特有关键字default 直接声明了page函数的方法体body

import com.github.pagehelper.IPage;
import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;

@Data // 为省略冗余代码使用lombok 实际应有常规Getter/Setter Construction toString等
@Accessors(chain = true) // 此lombok注解是为了实现 Entity伪Build 譬如: entity.setX(x).setY(y)
public class PageParam<T>  implements IPage {

    //  description = "页码", defaultValue =  1
    private Integer pageNum = 1;

    // description = "页数", defaultValue = 20
    private Integer pageSize = 20;

    // description = "排序", example = "id desc"
    private String orderBy;

    //  description = "参数"
    private T param;

    public PageParam<T> setOrderBy(String orderBy) {
        this.orderBy = orderBy; // 此处可优化 优化详情且看解析
        return this;
    }
}

在BaseService中我们看到了一个新的PageParam,参考了PageInfo用以包装/声明/分离分页参数和业务参数,且参数类型为泛型,即支持任何数据类型的业务参数

同时也可以看到PageParam实现了IPage接口,并且多了一个orderBy属性字段

import common.base.BaseService;
import dto.req.TemplateReqDto;
import dto.resp.TemplateRespDto;

public interface TemplateService extends BaseService<TemplateReqDto, TemplateeRespDto> {
    // 同为interface接口, 业务Service只需要继承BaseService
    // 并根据实际使用场景声明请求参数和响应结果的Entity实体即可
}

在实际应用中,只需要声明我们通用的业务查询请求参数和响应结果即可

import dto.req.TemplateReqDto;
import dto.resp.TemplateRespDto;
import service.TemplateService;
import persistence.mapper.TemplateMapper;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;

@Slf4j // 基于lombok自动生成logger日志记录实例
@Service // SpringBoot中注册Service Bean的注解
@RequiredArgsConstructor // 基于lombok根据类所有final属性生成构造函数 即可完成Spring构造注入
public class TemplateServiceImpl implements TemplateService {

    private final TemplateMapper mapper;

    @Override
    public List<TemplateRespDto> list(TemplateReqDto param) {
        return mapper.selectManySelective(param) // 可根据实际情况将实体做转换
    }
}

实现类中也只需要重写list方法体,将实际业务场景中需要处理的业务逻辑处理和查询方法写入其中,并不需要关心分页功能

@Slf4j // 同上
@RestController // SpringBoot中注册Controller Bean的注解
@RequiredArgsConstructor // 同上
public class TemplateController {

    public final TemplateService service;

    /**
     * 分页查询
     *
     * @param pageParam 分页查询参数
     * @return 分页查询响应
     */
    @PostMapping(path = "page")
    public PageInfo<Result> page(@RequestBody PageParam<Param> pageParam) {
        return service.page(pageParam);
    }

    /**
     * 集合查询
     *
     * @param listParam 集合查询参数
     * @return 集合查询响应
     */
    @PostMapping(path = "list")
    public List<Result> list(@RequestBody Param listParam) {
        return service.list(listParam);
    }
}

最后编码Controller接口时,也只需要直接调用service.page即可,而请求参数直接用PageParam包装,将分页参数和业务参数分离,在前后端接口联调中,保持这种分离规范,可以很大程度上的降低沟通和开发成本

FAQ

1. BaseService作为interface,page为什么可以声明方法体?

答: Java8中新特性之一就是为interface接口类增加了static/default方法,即声明方法后,其子类或实现都将默认具有这些方法,可以直接调用

而在此处为Page方法声明default是因为page函数只关注分页参数和分页响应,脱离了业务场景,方法体大相径庭,所以索性抽象定义出来,免去了其实现的复杂冗余过程

2. PageParam的声明有什么意义?实现IPage是为了什么?

答: PageParam是参考PageInfo编写的类(不确定往后PageHelper是否会封装此类,兴许我可以提个Issue上去,也参与开源框架的开发)

编写此类的目的就是为了分离分页和业务数据,让开发者专注于业务的实现和开发,同时也是对分页查询API的一种规范,无论是请求还是响应都将分页相关的数据抽离出来,单独使用

而实现IPage则是因为IPage作为PageHelper内置的interface,在不了解它更多意义上的作用前,可以作为我们分页参数声明的一种规范,而IPage中也只声明了三个方法,分别是pageNum/pageSize/orderBy的Getter方法,另外在源码分析中,我将会提到实现此接口更深层的意义

3. PageParam中除了常规的pageNum/pageSize,为什么还需要一个orderBy?

答: 常规的分页查询中只需要pageNum/pageSize即可完成分页的目的,但是往往伴随着分页查询的还有筛选排序,而orderBy则是专注基于SQL的动态传参排序

4. orderBy如何使用?会有什么问题吗?

答: orderBy和pageNum/pageSize一样,都是Pagehelper通过MyBatis拦截器,在query查询中注入进去的,所以在前端传参时,orderBy参数应为数据库column desc/asc这种形式,多字段排序则可以用逗号(,)拼接,譬如: columnA desc,columnB,

但是另外一方面又存在两个问题, 第一就是大多数数据库表字段设计中,都会使用蛇形case命名,而非常规开发中的驼峰case命名,所以存在一层转换,而这种转换可以分配给前端传参时,也可以分配给后端接参时.

第二就是这样赤裸裸的将排序字段暴露在接口中,会存在order by SQL注入的风险,所以在实际使用过程中,我们需要通过某些手段去校验和排查orderBy的传参是否合法,譬如用正则表达式匹配参数值只能含有order by语法中必要的值,例如字段名,desc or asc,不允许包含特殊字符/数据库关键字等

5. pageNum/pageSize一定需要给默认值吗?

答: 通过阅读PageHelper源码,我们得知在Page查询参数为null时,它并不会赋予它们默认值,并不进行额外的处理,以至于导致分页失败,而给默认值,也是为了谨防前后端调试接口过程中可能会出现的各种意外

3. 源码分析

首先我们看PageHelper.startPage(param)过程中发生了什么 :

public static <E> Page<E> startPage(Object params) {
 Page<E> page = PageObjectUtil.getPageFromObject(params, true);
 Page<E> oldPage = getLocalPage();
 if (oldPage != null && oldPage.isOrderByOnly()) {
  page.setOrderBy(oldPage.getOrderBy());
 }
 setLocalPage(page);
 return page;
}

这是PageHelper继承(extend)的抽象类PageMethod中的一个静态方法

再看代码第一行 Page<E> page = PageObjectUtil.getPageFromObject(params, true)发生了什么:

public static <T> Page<T> getPageFromObject(Object params, boolean required) {
 if (params == null) {
  throw new PageException("无法获取分页查询参数!");
 } else if (params instanceof IPage) {
  IPage pageParams = (IPage)params;
  Page page = null;
  if (pageParams.getPageNum() != null && pageParams.getPageSize() != null) {
   page = new Page(pageParams.getPageNum(), pageParams.getPageSize());
  }
  if (StringUtil.isNotEmpty(pageParams.getOrderBy())) {
   if (page != null) {
    page.setOrderBy(pageParams.getOrderBy());
   } else {
    page = new Page();
    page.setOrderBy(pageParams.getOrderBy());
    page.setOrderByOnly(true);
   }
  }
  return page;
 } else {
        ... // 此处我只截取了部分代码片段, 以上是较为重要的一块
 }
}

可以看到在此方法中,会先判断params是否为null,再而通过instanceof判断是否为IPage的子类或实现类

如果以上两个if/else 皆不满足,则PageHelper则会在我省略贴出的代码中通过大量的反射代码来获取pageNum/pageSize以及orderBy.

总所皆知,反射在Java中虽然广泛应用,并且作为语言独有特性之一,深受广大开发者的喜爱,但是反射在某种程度上,是需要性能成本的,甚至于现阶段很多主流的框架和技术,都在尽量减少反射的运用,以防止框架性能过差,被市场淘汰.

那么到此为止,我们也终于解释并知道了为什么PageParam要实现IPage接口了,在此处的代码中可以直接通过接口获取到分页参数,而不需要通过有损性能的反射获取PageHelper需要的参数

继续看startPage中的后续代码:

public abstract class PageMethod {
    protected static final ThreadLocal<Page> LOCAL_PAGE = new ThreadLocal();
    protected static boolean DEFAULT_COUNT = true;

    public PageMethod() {
    }

    protected static void setLocalPage(Page page) {
        LOCAL_PAGE.set(page);
    }

    public static <T> Page<T> getLocalPage() {
        return (Page)LOCAL_PAGE.get();
    }
 ...
 ...
}

可以看到PageHelper继承的抽象类PageMethod中声明了一个Page的线程本地变量,而getLocalPage()则是为了获取当前线程中的Page

而接下来if (oldPage != null && oldPage.isOrderByOnly())则是判断是否存在旧分页数据

此处的isOrderByOnly通过getPageFromObject()函数我们可以知道,当只存在orderBy参数时,即为true

也就是说,当存在旧分页数据并且旧分页数据只有排序参数时,就将旧分页数据的排序参数列入新分页数据的排序参数

然后将新的分页数据page存入本地线程变量中

实际应用场景中,这种情况还是比较少,仅排序而不分页,所以某种角度上而言,我们仅当了解便好

接下来再看doSelectPageInfo(ISelect) 中发生了什么:

public <E> PageInfo<E> doSelectPageInfo(ISelect select) {
 select.doSelect();
 return this.toPageInfo();
}

可以看到,该方法的实现非常简单明了,就是通过注册声明ISelect接口由开发自定义集合查询方式并由它内部执行,随后便返回PageInfo实体

前面我们有提到,PageHelper基于MyBatis拦截器达到分页的目的,那么为什么此处的ISelect.doSelect()执行,就可以返回PageInfo实体呢?

实际上这便是拦截器的妙用所在,在select.doSelect()执行时,会触发PageHelper自定义的MyBatis查询拦截器,并通过解析SQL和SQL参数,根据数据库类型,进行分页,譬如MySQL的limit,Oracle的Rownum等,

同时还会在我们定义的查询SQL之前,PageHelper会重新生成一条select count(*)的SQL率先执行,已达到它定义Page内置分页参数的目的

@Intercepts({@Signature(
    type = Executor.class,
    method = "query",
    args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}
), @Signature(
    type = Executor.class,
    method = "query",
    args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class, CacheKey.class, BoundSql.class}
)})
public class PageInterceptor implements Interceptor {
    private volatile Dialect dialect;
    private String countSuffix = "_COUNT";
    protected Cache<String, MappedStatement> msCountMap = null;
    private String default_dialect_class = "com.github.pagehelper.PageHelper";

    public PageInterceptor() {
    }

    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
    ...
    ...
    }
}

以上便是PageHelper内置的自定义MyBatis拦截器,因代码量过多,为了保证不违反本博文文不对题的原则,此处不再做多余讲解,如有需要,我可以另行写一篇博客单独解释并讲解MyBatis拦截器的概念和原理,深度解析MyBatis源码

拓展

PageHelper不仅有pageNum/pageSize/orderBy这几个参数,更还有pageSizeZero, reasonable参数等用以更进阶的分页查询定义,如需更深入的了解,我可以另行写一遍进阶PageHelper使用,此文只作为寻常开发使用讲解

四. 总结

PageHelper作为GitHub上现在近10K的开源分页框架,也许代码深度和广度不及主流市场框架和技术,虽然在功能的实现和原理上,造轮子的难度不高,源码也很清晰,但是在很大程度上解决了很多基于MyBatis的分页技术难题,简化并提示了广大开发者的效率,这才是开发者们在开发的路上应该向往并为之拼搏的方向和道路.

而我们作为受益者,也不应当仅仅是对其进行基本的使用,开发之余,我们也应该关注一些框架的拓展,对框架的底层有一定程度上的了解,并为之拓展和优化

此处再次放上PageHelper的开源仓库!

https://mvnrepository.com/artifact/com.github.pagehelper/pagehelper-spring-boot-starter