告别BeanUtils，Mapstruct从入门到精通

Posted 2022-09-05 阿里巴巴淘系技术团队官网博客

如果你现在还在使用BeanUtils，看了本文，也会像我一样，从此改用Mapstruct。

对象之间的属性拷贝，之前用的是Spring的BeanUtils，有一次，在学习领域驱动设计的时候，看了一位大佬的文章，他在文章中提到使用Mapstruct做DO和Entity的相互转换，出于好奇，后来就去了解了一下Mapstruct，发现这个工具确实优秀，所以果断弃用BeanUtils。

如果你现在还在使用BeanUtils，看了本文，也会像我一样，从此改用Mapstruct。

先上结论，Mapstruct的性能远远高于BeanUtils，这应该是大佬使用Mapstruct的主要原因，下面是我的测试结果，可以看出随着属性个数的增加，BeanUtils的耗时也在增加，并且BeanUtils的耗时跟属性个数成正比，而Mapstruct的耗时却一直是1秒，所以从对比数据可以看出Mapstruct是非常优秀的，其性能远远超过BeanUtils。

下文会讲到Mapstruct性能好的根本原因。

对象转换次数	属性个数	BeanUtils耗时	Mapstruct耗时
5千万次	6	14秒	1秒
5千万次	15	36秒	1秒
5千万次	25	55秒	1秒

Mapstruct 依赖

使用Mapstruct需要依赖的包如下,mapstruct、mapstruct-processor、lombok，可以去仓库中查看最新版本。

<dependency>
            <groupId>org.mapstruct</groupId>
            <artifactId>mapstruct</artifactId>
            <version>1.5.0.Final</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mapstruct</groupId>
            <artifactId>mapstruct-processor</artifactId>
            <version>1.5.0.Final</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.12</version>
        </dependency>

简单的属性拷贝

下面我们先来看下Mapstruct最简单的使用方式。

当两个对象的属性类型和名称完全相同时，Mapstruct会自动拷贝；假设我们现在需要把UserPo的属性值拷贝到UserEntity中，我们需要做下面几件事情：

1. 定义UserPo和UserEntity

2. 定义转换接口

3. 编写测试main方法

▐  首先定义UserPo和UserEntity

UserPo和UserEntity的属性类型和名称完全相同。

package mapstruct;


import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;


import java.util.Date;


@Data
@Builder
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class UserPo 
    private Long id;
    private Date gmtCreate;
    private Date createTime;
    private Long buyerId;
    private Long age;
    private String userNick;
    private String userVerified;

package mapstruct;


import lombok.Data;


import java.util.Date;


@Data
public class UserEntity 
    private Long id;
    private Date gmtCreate;
    private Date createTime;
    private Long buyerId;
    private Long age;
    private String userNick;
    private String userVerified;

▐  定义转换接口

定义mapstruct接口，在接口上打上@Mapper注解。

接口中有一个常量和一个方法，常量的值是接口的实现类，这个实现类是Mapstruct默认帮我们实现的，下文会讲到。定义了一个po2entity的转换方法，表示把入参UserPo对象，转换成UserEntity。

注意@Mapper是Mapstruct的注解，不要引错了。

package mapstruct;


import org.mapstruct.Mapper;
import org.mapstruct.factory.Mappers;


@Mapper
public interface IPersonMapper 
    IPersonMapper INSTANCT = Mappers.getMapper(IPersonMapper.class);
    UserEntity po2entity(UserPo userPo);

▐  测试类

创建一个UserPo对象，并使用Mapstruct做转化。

package mapstruct;




import org.springframework.beans.BeanUtils;


import java.util.Date;
public class MapStructTest 
    public static void main(String[] args) 
        testNormal();
    


    public static void testNormal() 
        System.out.println("-----------testNormal-----start------");
        UserPo userPo = UserPo.builder()
                .id(1L)
                .gmtCreate(new Date())
                .buyerId(666L)
                .userNick("测试mapstruct")
                .userVerified("ok")
                .age(18L)
                .build();
        System.out.println("1234" + userPo);
        UserEntity userEntity = IPersonMapper.INSTANCT.po2entity(userPo);
        System.out.println(userEntity);
        System.out.println("-----------testNormal-----ent------");
    

▐  测试结果

可以看到，所有赋值的属性都做了处理，且两边的值都一样，结果符合预期。



Mapstruct 性能优于 BeanUtils 的原因

Java程序执行的过程，是由编译器先把java文件编译成class字节码文件，然后由JVM去解释执行class文件。Mapstruct正是在java文件到class这一步帮我们实现了转换方法，即做了预处理，提前编译好文件，如果用过lombok的同学一定能理解其好处，通过查看class文件，可以看出IPersonMapper被打上org.mapstruct.Mapper注解后，编译器自动会帮我们生成一个实现类IPersonMapperImpl，并实现了po2entity这个方法，看下面的截图。

▐  IPersonMapperImpl代码

从生成的代码可以看出，转化过程非常简单，只使用了UserPo的get方法和UserEntity的set方法，没有复杂的逻辑处理，清晰明了，所以性能很高。

下面再去看BeanUtils的默认实现。

▐  Spring的BeanUtils源码

BeanUtils部分源码如下，转换的原理是使用的反射，反射的效率相对来说是低的，因为jvm优化在这种场景下有可能无效，所以在对性能要求很高或者经常被调用的程序中，尽量不要使用。我们平时在研发过程中，也会遵守这个原则，非必要，不反射。

从下面的BeanUtils代码中可以看出，转化逻辑非常复杂，有很多的遍历，去获取属性，获取方法，设置方法可访问，然后执行，所以执行效率相对Mapstruct来说，是非常低的。回头看Mapstruct自动生成的实现类，简洁、高效。

private static void copyProperties(Object source, Object target, Class<?> editable, String... ignoreProperties)
      throws BeansException 


    Assert.notNull(source, "Source must not be null");
    Assert.notNull(target, "Target must not be null");


    Class<?> actualEditable = target.getClass();
    if (editable != null) 
      if (!editable.isInstance(target)) 
        throw new IllegalArgumentException("Target class [" + target.getClass().getName() +
            "] not assignable to Editable class [" + editable.getName() + "]");
      
      actualEditable = editable;
    
    PropertyDescriptor[] targetPds = getPropertyDescriptors(actualEditable);
    List<String> ignoreList = (ignoreProperties != null ? Arrays.asList(ignoreProperties) : null);


    for (PropertyDescriptor targetPd : targetPds) 
      Method writeMethod = targetPd.getWriteMethod();
      if (writeMethod != null && (ignoreList == null || !ignoreList.contains(targetPd.getName()))) 
        PropertyDescriptor sourcePd = getPropertyDescriptor(source.getClass(), targetPd.getName());
        if (sourcePd != null) 
          Method readMethod = sourcePd.getReadMethod();
          if (readMethod != null &&
              ClassUtils.isAssignable(writeMethod.getParameterTypes()[0], readMethod.getReturnType())) 
            try 
              if (!Modifier.isPublic(readMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) 
                readMethod.setAccessible(true);
              
              Object value = readMethod.invoke(source);
              if (!Modifier.isPublic(writeMethod.getDeclaringClass().getModifiers())) 
                writeMethod.setAccessible(true);
              
              writeMethod.invoke(target, value);
            
            catch (Throwable ex) 
              throw new FatalBeanException(
                  "Could not copy property '" + targetPd.getName() + "' from source to target", ex);
            
          
        
      
    

属性类型相同名称不同

对于属性名称不同的属性进行处理时，需要使用@Mapping，比如修改UserEntity中的userNick为userNick1，然后进行转换。

▐  修改UserEntity属性userNick1

package mapstruct;


import lombok.Data;


import java.util.Date;


@Data
public class UserEntity 
    private Long id;
    private Date gmtCreate;
    private Date createTime;
    private Long buyerId;
    private Long age;
    private String userNick1;
    private String userVerified;

▐  @Mapping注解指定source和target字段名称对应关系

@Mapping(target = "userNick1", source = "userNick")，此处的意思就是在转化的过程中，将UserPo的userNick属性值赋值给UserEntity的userNick1属性。

package mapstruct;


import org.mapstruct.Mapper;
import org.mapstruct.Mapping;
import org.mapstruct.factory.Mappers;
@Mapper
public interface IPersonMapper 
    IPersonMapper INSTANCT = Mappers.getMapper(IPersonMapper.class);
    @Mapping(target = "userNick1", source = "userNick")
    UserEntity po2entity(UserPo userPo);

▐  执行结果

可以看到，正常映射，符合预期。

▐  查看class文件

我们再来看实现类，可以看到，Mapstruct帮我们做了处理，把po的userNick属性赋值给了entity的userNick1。

String转日期&String转数字&忽略某个字端&给默认值等

@Mapping(target = "createTime", source = "createTime", dateFormat = "yyyy-MM-dd")
@Mapping(target = "age", source = "age", numberFormat = "#0.00")
@Mapping(target = "id", ignore = true)
@Mapping(target = "userVerified", defaultValue = "defaultValue-2")

▐  查看class实现类

1. createTime：可以看到对日期使用了SimpleDateFormat进行转换，这里建议不要使用这个，因为每次都创建了一个SimpleDateFormat，可以参考《阿里巴巴Java开发手册》关于日期转换的建议。

2. age：字符串转数字，也是帮忙做了处理

3. id：字段赋值没有了

4. userVerified：如果为null赋值默认值

自定义转换

如果现有的能力都不能满足需要，可以自定义一个转换器，比如我们需要把一个字符串使用JSON工具转换成对象。

▐  添加属性

我们在po中加入一个字符串的attributes属性，在entity中加入Attributes类型的属性

package mapstruct;


import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;


@Data
@Builder
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Attributes 
    private Long id;
    private String name;

package mapstruct;


import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;


import java.util.Date;


@Data
@Builder
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class UserPo 
    private Long id;
    private Date gmtCreate;
    private String createTime;
    private Long buyerId;
    private String age;
    private String userNick;
    private String userVerified;
    private String attributes;

package mapstruct;


import lombok.Data;


import java.util.Date;


@Data
public class UserEntity 
    private Long id;
    private Date gmtCreate;
    private Date createTime;
    private Long buyerId;
    private Long age;
    private String userNick1;
    private String userVerified;
    private Attributes attributes;

▐  编写自定义转换处理类

转换器很简单，就是一个普通的Java类，只要在方法上打上Mapstruct的注解@Named。

package mapstruct;


import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.mapstruct.Named;


public class AttributeConvertUtil 
    /**
     * json字符串转对象
     *
     * @param jsonStr
     * @return
     */
    @Named("jsonToObject")
    public Attributes jsonToObject(String jsonStr) 
        if (StringUtils.isEmpty(jsonStr)) 
            return null;
        
        return JSONObject.parseObject(jsonStr, Attributes.class);
    

▐  修改转换接口

1. 在@Mapper上引用我们的自定义转换代码类AttributeConvertUtil

2. 使用qualifiedByName指定我们使用的自定义转换方法
   

package mapstruct;


import org.mapstruct.Mapper;
import org.mapstruct.Mapping;
import org.mapstruct.factory.Mappers;


/**
 * @author jiangzhengyin
 */
@Mapper(uses = AttributeConvertUtil.class)
public interface IPersonMapper 
    IPersonMapper INSTANCT = Mappers.getMapper(IPersonMapper.class);
    @Mapping(target = "attributes", source = "attributes", qualifiedByName = "jsonToObject")
    @Mapping(target = "userNick1", source = "userNick")
    @Mapping(target = "createTime", source = "createTime", dateFormat = "yyyy-MM-dd")
    @Mapping(target = "age", source = "age", numberFormat = "#0.00")
    @Mapping(target = "id", ignore = true)
    @Mapping(target = "userVerified", defaultValue = "defaultValue-2")
    UserEntity po2entity(UserPo userPo);

▐  测试类及结果

可以看出我们将把String转成了JSON对象

public class MapStructTest 
    public static void main(String[] args) 
        testNormal();
    


    public static void testNormal() 
        System.out.println("-----------testNormal-----start------");
        String attributes = "\\"id\\":2,\\"name\\":\\"测试123\\"";
        UserPo userPo = UserPo.builder()
                .id(1L)
                .gmtCreate(new Date())
                .buyerId(666L)
                .userNick("测试mapstruct")
                .userVerified("ok")
                .age("18")
                .attributes(attributes)
                .build();
        System.out.println("1234" + userPo);
        UserEntity userEntity = IPersonMapper.INSTANCT.po2entity(userPo);
        System.out.println(userEntity);
        System.out.println("-----------testNormal-----ent------");
    
 

▐  查看实现类

可以看到，在实现类中Mapstruct帮我们new了一个AttributeConvertUtil的对象，并调用了该对象的jsonToObject方法，将字符串转成JSON，最终赋值给了UserEntity的attributes属性，实现很简单，也是我们可以猜到的。

性能对比

代码很简单，循环的创建UserPo对象，使用两种方式，转换成UserEntity对象，最终输出两种方式的执行耗时。可以加减属性或者修改转换次数，对比不同场景下的执行耗时。

public static void testTime() 
        System.out.println("-----------testTime-----start------");
        int times = 50000000;
        final long springStartTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < times; i++) 
            UserPo userPo = UserPo.builder()
                    .id(1L)
                    .gmtCreate(new Date())
                    .buyerId(666L)
                    .userNick("测试123")
                    .userVerified("ok")
                    .build();
            UserEntity userEntity = new UserEntity();
            BeanUtils.copyProperties(userPo, userEntity);
        
        final long springEndTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < times; i++) 
            UserPo userPo = UserPo.builder()
                    .id(1L)
                    .gmtCreate(new Date())
                    .buyerId(666L)
                    .userNick("测试123")
                    .userVerified("ok")
                    .build();
            UserEntity userEntity = IPersonMapper.INSTANCT.po2entity(userPo);
        
        final long mapstructEndTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("BeanUtils use time=" + (springEndTime - springStartTime) / 1000 + "秒" +
                "; Mapstruct use time=" + (mapstructEndTime - springEndTime) / 1000 + "秒");
        System.out.println("-----------testTime-----end------");
    

总结

通过本次调研，Mapstruct的高性能是毋庸置疑的，这也是我选择使用他的根本原因。在使用方式上和BeanUtils对比，Mapstruct需要创建mapper接口和自定义转换工具类，其实上手成本并不高，但是我们换取了高性能，这是非常值得的，所以强烈推荐大家使用Mapstruct，是时候和BeanUtils说再见了。

保持好奇，不断探索，让程序更友好！

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作者|蒋政印（不习）

编辑|橙子君