你好,匹配我是风格YourBatman。
@RequestMapping的匹配URL是支持Ant风格的 @ComponentScan的扫描包路径是支持Ant风格的 @PropertySource导入资源是支持Ant分隔的(如:classpath:app-*.properties) ...在描述路径时有个常见叫法:Ant风格的URL。那么到底什么是风格Ant风格?关于这个概念,我特地的匹配谷歌一下、百度一下、风格bing一下,匹配无一所获(没有一个确切的风格定义),难道这个盛行的匹配概念真的只能意会吗?
直到我在Spring中AntPathMatcher的描述中看到一句话:这是从Apache Ant借用的一个概念。“年轻”的风格朋友可能从没用过甚至没听过Ant,它是匹配一个构建工具,在2010年之前发挥着大作用,风格但之后逐渐被Maven/Gradle取代,匹配现已几乎销声匿迹。香港云服务器风格虽然Ant“已死”,匹配但Ant风格似乎要千古。借助Spring强大的号召力,该概念似乎已是规范一样的存在,大家在不成文的约定着、交流着、书写着。
那么,既然Ant风格贯穿于开发的方方面面,怀着一知半解的态度使用着实为不好。今天咱们就深入聊聊,进行全方位的讲解。
点拨-Spring技术栈
在Spring 5之前,Spring技术栈体系内几乎所有的Ant风格均由AntPathMatcher提供支持。
PathMatcher是抽象接口,该接口抽象出了路径匹配器的概念,用于对path路径进行匹配。它提供如下方法:
❝细节:PathMatcher所在的包为org.springframework.util.PathMatcher,属于spring-core核心模块,表示它可运用在任意模块,not only for web。❞
// Since: 1.2 public interface PathMatcher { boolean isPattern(String path); boolean match(String pattern, String path); boolean matchStart(String pattern, String path); String extractPathWithinPattern(String pattern, String path); Map<String, String> extractUriTemplateVariables(String pattern, String path); Comparator<String> getPatternComparator(String path); String combine(String pattern1, String pattern2); }一个路径匹配器提供这些方法在情理之中,服务器租用这些方法见名知意理解起来也不难,下面稍作解释:
boolean isPattern(String path):判断path是否是一个模式字符串(一般含有指定风格的特殊通配符就算是模式了) boolean match(String pattern, String path):最重要的方法。判断path和模式pattern是否匹配(注意:二者都是字符串,传值不要传反了哈) boolean matchStart(String pattern, String path):判断path是否和模式pattern前缀匹配(前缀匹配:path的前缀匹配上patter了即可,当然全部匹配也是可以的) String extractPathWithinPattern(String pattern, String path):返回和pattern模式真正匹配上的那部分字符串。举例:/api/yourbatman/*.html为pattern,/api/yourbatman/form.html为path,那么该方法返回结果为form.html(注意:返回结果永远不为null,可能是空串) Map String combine(String pattern1, String pattern2):合并两个pattern模式,组合算法由具体实现自由决定该接口规定了作为路径匹配器一些必要的方法,同时也开放了一些行为策略如getPatternComparator、combine等由实现类自行决定。或许你还觉得这里某些方法有点抽象,那么下面就开始实战。
正则表达式(regular expression):描述了一种字符串匹配的模式(pattern),可以用来检查一个串是否含有某种子串、将匹配的云服务器子串替换或者从某个串中取出符合某个条件的子串等。
正则表达式是由普通字符(例如字符a到z)以及特殊字符(又称"元字符")组成的文字模式。重点是它的元字符,举例说明:
?:匹配前面的子表达式零次或一次 *:匹配前面的子表达式零次或多次 +:匹配前面的子表达式一次或多次 .:匹配除换行符 \n 之外的任何单字符 ...正则表达式几乎所有编程语言都支持的通用模式,具有普适性(适用于任意字符串的匹配)、功能非常强大等特点。除此之外正则表达式还有“重”、“难”等特点,具有一定上手门槛、高并发情况下执行效率低也都是它摆脱不了的“特性”。
Ant风格(Ant Style):该风格源自Apache的Ant项目,若你是个“老”程序员或许你还用过Apache Ant,若你是个小鲜肉也许闻所未闻,毕竟现在是Maven(Gradle)的天下。
Ant风格简单的讲,它是一种精简的匹配模式,仅用于匹配路径or目录。使用大家熟悉的(这点很关键)的通配符:
看到没,这才比较符合咱们的习惯:*代表任意通配符才是正解嘛,而不是像正则一样代表匹配的数量来得让人“费解”。
❝**直接用于目录级别的匹配,可谓对URL这种字符串非常友好❞
正则表达式具有功能非常强大的特性,从理论上来讲,它可以用于任何场景,但是有些场景它并非最佳实践。
举个例子:在自定义的登录过滤器中,经常会放行一些API接口让免登录即可访问,这是典型的URL白名单场景,这个时候就会涉及到URL的匹配方式问题,一般会有如下方案:
精确匹配:url.equals("/api/v1/yourbatman/adress")。缺点:硬编码式一个个罗列,易造成错误且不好维护 前缀匹配:url.startsWith("/api/v1/yourbatman")。这也算一种匹配模式,可以批量处理某一类URL。缺点是:匹配范围过大易造成误伤,或者范围过小无法形成有效匹配,总之就是欠缺灵活度 包含匹配:url.contains("/yourbatman")。这个缺点比较明显:强依赖于URL的书写规范(如白名单的URL都必须包含指定子串),并且极易造成误伤 正则表达式匹配:Pattern.compile("正则表达式")..matcher(url).find()。它的最大优点是可以满足几乎任意的URL(包括精确、模式等),但最大的缺点是书写比较复杂,用时多少这和coder的水平强相关,另外这对后期维护也带来了一定挑战~经常会听到这样一句话:“通过正则表达式或者Ant风格的路径表达式来做URL匹配”。正所谓“杀鸡何必用牛刀”,URL相较于普通的字符串具有很强的规律性:标准的分段式。因此,使用轻量级Ant风格表达式作为URL的匹配模式更为合适:
1.轻量级执行效率高
2.通配符(模式)符合正常理解,使用门槛非常低
*和**对层级路径/目录的支持感觉就是为此而生的
3.对于复杂场景亦可包含正常表达式来达到通用性
总的来讲,所谓为谁更好。Ant风格和正则表达式都有它们场景的最佳实践:
Ant风格:用于URL/目录这种标准分段式路径匹配 正则表达式:用于几乎没规律(或者规律性不强)的普通字符串匹配PathMatcher接口并未规定路径匹配的具体方式,在Spring的整个技术栈里(包括Spring Boot和Cloud)有且仅有一个实现类AntPathMatcher:基于Ant风格的路径匹配器。它运用在Spring技术栈的方方面面,如:URL路径匹配、资源目录匹配等等。
这里有个有趣的现象:AntPathMatcher是Since:16.07.2003,而其接口PathMatcher是Since:1.2(2005.12)整整晚了2年+才出现。Spring当初的设想是把路径匹配抽象成为一种模式(也就是PathMatcher)而不限定具体实现,但奈何近20年过去了AntPathMatcher仍旧为PathMatcher接口的唯一实现。
❝说明:Spring 5新增了更高效的、设计更好的、全新的路径匹配器PathPattern,但它并未实现PathMatcher接口而是一套全新“生态”,用于逐步替换掉AntPathMatcher。关于此,下篇文章有详尽分析❞说一千,道一万。了解PathMatcher/AntPathMatcher最为重要的是什么?当然是了解它的匹配规则,做到心里有数。安排,下面我就通过代码示例方式演示其匹配,尽量做到全乎,让你一文在手全部都有。
要什么记忆,有这些代码示例收藏起来就足够了。
在具体代码示例之前,公示所有示例的公有代码如下:
private static final PathMatcher MATCHER = new AntPathMatcher();使用缺省的 AntPathMatcher实例,并且API的使用全部面向PathMatcher接口而非具体实现类。
private static void match(int index, PathMatcher matcher, String pattern, String reqPath) { boolean match = matcher.match(pattern, reqPath); System.out.println(index + "\tmatch结果:" + pattern + "\t" + (match ? "【成功】" : "【失败】") + "\t" + reqPath); } private static void extractUriTemplateVariables(PathMatcher matcher, String pattern, String reqPath) { Map<String, String> variablesMap = matcher.extractUriTemplateVariables(pattern, reqPath); System.out.println("extractUriTemplateVariables结果:" + variablesMap + "\t" + pattern + "\t" + reqPath); }对PathMatcher最常用的match方法、extractUriTemplateVariables方法做简易封装,主要为了输出日志,方便控制台里对应着查看。
因为是匹配单字符,所以一般“夹杂”在某个path片段内容中间
@Test public void test1() { System.out.println("=======测试?:匹配任意单个字符======="); String pattern = "/api/your?atman"; match(MATCHER, pattern, "/api/youratman"); match(MATCHER, pattern, "/api/yourBatman"); match(MATCHER, pattern, "/api/yourBatman/address"); match(MATCHER, pattern, "/api/yourBBBatman"); } =======匹配任意单字符======= 1 match结果:/api/your?atman 【失败】 /api/youratman 2 match结果:/api/your?atman 【成功】 /api/yourBatman 3 match结果:/api/your?atman 【失败】 /api/yourBatman/address 4 match结果:/api/your?atman 【失败】 /api/yourBBBatman关注点:
?表示匹配精确的1个字符,所以0个不行(如结果1) 即使?匹配成功,但“多余”部分和pattern并不匹配最终结果也会是false(如结果3,4)因为是匹配任意数量的字符,所以一般使用*来代表URL的一个层级
@Test public void test2() { System.out.println("=======*:匹配任意数量的字符======="); String pattern = "/api/*/yourbatman"; match(1, MATCHER, pattern, "/api//yourbatman"); match(2, MATCHER, pattern, "/api/ /yourbatman"); match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman"); match(3, MATCHER, pattern, "/api/v1v2v3/yourbatman"); } =======*:匹配任意数量的字符======= 1 match结果:/api/*/yourbatman 【失败】 /api//yourbatman 2 match结果:/api/*/yourbatman 【成功】 /api/ /yourbatman 3 match结果:/api/*/yourbatman 【失败】 /api/yourbatman 4 match结果:/api/*/yourbatman 【成功】 /api/v1v2v3/yourbatman关注点:
路径的//间必须有内容(即使是个空串)才能被*匹配到 *只能匹配具体某一层的路径内容匹配任意层级的路径/目录,这对URL这种类型字符串及其友好。
@Test public void test3() { System.out.println("=======**:匹配任意层级的路径/目录======="); String pattern = "/api/yourbatman/**"; match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman"); match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/"); match(3, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/address"); match(4, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/a/b/c"); } =======**:匹配任意层级的路径/目录======= 1 match结果:/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman 2 match结果:/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/ 3 match结果:/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/address 4 match结果:/api/yourbatman/** 【成功】 /api/yourbatman/a/b/c**其实不仅可以放在末尾,还可放在中间。
@Test public void test4() { System.out.println("=======**:匹配任意层级的路径/目录======="); String pattern = "/api/**/yourbatman"; match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman"); match(2, MATCHER, pattern, "/api//yourbatman"); match(3, MATCHER, pattern, "/api/a/b/c/yourbatman"); } =======**:匹配任意层级的路径/目录======= 1 match结果:/api/**/yourbatman 【成功】 /api/yourbatman 2 match结果:/api/**/yourbatman 【成功】 /api//yourbatman 3 match结果:/api/**/yourbatman 【成功】 /api/a/b/c/yourbatman关注点:
**的匹配“能力”非常的强,几乎可以匹配一切:任意层级、任意层级里的任意“东西” **在AntPathMatcher里即可使用在路径中间,也可用在末尾该语法的匹配规则为:将匹配到的path内容赋值给pathVariable。
@Test public void test5() { System.out.println("======={ pathVariable:可选的正则表达式}======="); String pattern = "/api/yourbatman/{ age}"; match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10"); match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten"); // 打印提取到的内容 extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10"); extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten"); } ======={ pathVariable:可选的正则表达式}======= 1 match结果:/api/yourbatman/{ age} 【成功】 /api/yourbatman/10 2 match结果:/api/yourbatman/{ age} 【成功】 /api/yourbatman/Ten extractUriTemplateVariables结果:{ age=10} /api/yourbatman/{ age} /api/yourbatman/10 extractUriTemplateVariables结果:{ age=Ten} /api/yourbatman/{ age} /api/yourbatman/Ten❝熟不熟悉?一不小心,这不碰到了Spring-Web中@PathVariable的底层原理(之一)么?❞可能你能察觉到,age是int类型,不应该匹配到Ten这个值呀。这个时候我们就可以结合正则表达式来做进一步约束啦。
@Test public void test6() { System.out.println("======={ pathVariable:可选的正则表达式}======="); String pattern = "/api/yourbatman/{ age:[0-9]*}"; match(1, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10"); match(2, MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten"); // 打印提取到的内容 extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/10"); extractUriTemplateVariables(MATCHER, pattern, "/api/yourbatman/Ten"); } ======={ pathVariable:可选的正则表达式}======= 1 match结果:/api/yourbatman/{ age:[0-9]*} 【成功】 /api/yourbatman/10 2 match结果:/api/yourbatman/{ age:[0-9]*} 【失败】 /api/yourbatman/Ten extractUriTemplateVariables结果:{ age=10} /api/yourbatman/{ age:[0-9]*} /api/yourbatman/10 java.lang.IllegalStateException: Pattern "/api/yourbatman/{ age:[0-9]*}" is not a match for "/api/yourbatman/Ten"关注点:
该匹配方式可以结合正则表达式一起使用对具体值做约束,但正则表示式是可选的 只有匹配成功了,才能调用extractUriTemplateVariables(...)方法,否则抛出异常请确保模式和路径都属于同一种类型的路径才有匹配的意义:要么都是绝对路径,要么都是相对路径。当前,强烈建议是绝对路径(以/开头)。
在实操中,建议在调用匹配逻辑之前统一对path路径进行“清理”(如Spring提供的StringUtils#cleanPath方法的做法):使得确保其均以/开头,因为这样在其上下文中匹配才是有意义的。
对于路径匹配器接口PathMatcher来讲最最最重要的当属match方法。为了雨露均沾,下面对其它几个方法捎带解释以及用代码示例一波。
关注点:
1.只要含有? * ** { xxx}这种特殊字符的字符串都属于模式
它和match方法非常像,区别为:
match:要求全路径完全匹配 matchStart:模式部分匹配上,然后其它部分(若还有)是空路径即可 @Test public void test8() { System.out.println("=======matchStart方法======="); String pattern = "/api/?"; System.out.println("match方法结果:" + MATCHER.match(pattern, "/api/y")); System.out.println("match方法结果:" + MATCHER.match(pattern, "/api//")); System.out.println("match方法结果:" + MATCHER.match(pattern, "/api////")); System.out.println("matchStart方法结果:" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api//")); System.out.println("matchStart方法结果:" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api////")); System.out.println("matchStart方法结果:" + MATCHER.matchStart(pattern, "/api///a/")); } =======matchStart方法======= match方法结果:true match方法结果:false match方法结果:false matchStart方法结果:true matchStart方法结果:true matchStart方法结果:false关注点:
1.请对比结果,看出和match方法的差异性
matchStart方法的使用场景少之又少,即使在代码量巨大的Spring体系中,也只有唯一使用处:PathMatchingResourcePatternResolver#doRetrieveMatchingFiles
该方法通过一个实际的模式来确定路径的哪个部分是动态匹配的,换句话讲:该方法用户提取出动态匹配的那部分
❝说明:该方法永远不可能返回null❞
@Test public void test9() { System.out.println("=======extractPathWithinPattern方法======="); String pattern = "/api/*.html"; System.out.println("是否匹配成功:" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/address") + ",提取结果:" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/address")); System.out.println("是否匹配成功:" + MATCHER.match(pattern, "/api/index.html") + ",提取结果:" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/index.html")); } =======extractPathWithinPattern方法======= 是否匹配成功:false,提起结果:yourbatman/address 是否匹配成功:true,提起结果:index.html关注点:
1.该方法和extractUriTemplateVariables()不一样,即使匹配不成功也能够返回参与匹配的那部分,有种“重在参与”的赶脚
下面再看个复杂点pattern情况(pattern里具有多个模式)表现如何:
@Test public void test10() { System.out.println("=======extractPathWithinPattern方法======="); String pattern = "/api/**/yourbatman/*.html/temp"; System.out.println("是否匹配成功:" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/address") + ",提取结果:" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/address")); System.out.println("是否匹配成功:" + MATCHER.match(pattern, "/api/yourbatman/index.html/temp") + ",提取结果:" + MATCHER.extractPathWithinPattern(pattern, "/api/yourbatman/index.html/temp")); } =======extractPathWithinPattern方法======= 是否匹配成功:false,提取结果:yourbatman/address 是否匹配成功:true,提取结果:yourbatman/index.html/temp关注点:
该方法会返回所有参与匹配的片段,即使这匹配不成功 若有多个模式(如本例中的**和*),返回的片段不会出现跳跃现象(只截掉前面的非pattern匹配部分,中间若出现非pattern匹配部分是不动的)此方法用于返回一个Comparator比较器,用于对多个path之间进行排序。目的:让更具体的 path出现在最前面,也就是所谓的精确匹配优先原则(也叫最长匹配规则(has more characters))。
@Test public void test11() { System.out.println("=======getPatternComparator方法======="); List<String> patterns = Arrays.asList( "/api/**/index.html", "/api/yourbatman/*.html", "/api/**/*.html", "/api/yourbatman/index.html" ); System.out.println("排序前:" + patterns); Comparator<String> patternComparator = MATCHER.getPatternComparator("/api/yourbatman/index.html"); Collections.sort(patterns, patternComparator); System.out.println("排序后:" + patterns); } =======getPatternComparator方法======= 排序前:[/api/**/index.html, /api/yourbatman/*.html, /api/**/*.html, /api/yourbatman/index.html] 排序后:[/api/yourbatman/index.html, /api/yourbatman/*.html, /api/**/index.html, /api/**/*.html]关注点:
该方法拥有一个入参,作用为:用于判断是否是精确匹配,也就是用于确定精确值的界限的(根据此界限值进行排序) 越精确的匹配在越前面。其中路径的匹配原则是从左至右(也就是说左边越早出现精确匹配,分值越高)将两个方法“绑定”在一起。PathMatcher接口并未规定绑定的“规则”,完全由底层实现自行决定。如基于Ant风格的匹配器的拼接原则如下:
记得@RequestMapping这个注解吧,它既可以标注在类上,亦可标注在方法上。把Pattern1比作标注在类上的path(若木有标注值就是null嘛),把Pattern2比作标注在方法上的path,它俩的结果不就可以参考上图了麽。一不小心又加深了点对@RequestMapping注解的了解有木有。
AntPathMatcher作为PathMatcher路径匹配器模式的唯一实现,这里有些使用细节可以帮你加深对AntPathMatcher的了解。
默认决定了AntPathMatcher的一些缺省行为,了解一下:
public static final String DEFAULT_PATH_SEPARATOR = "/";默认使用/作为路径分隔符。若是请求路径(如http、RPC请求等)或者是Linux的目录名,一切相安无事。但若是Windows的目录地址呢?
❝说明:windows目录分隔符是\,如C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\7-Zip❞
private static final Pattern VARIABLE_PATTERN = Pattern.compile("\\{ [^/]+?}");当路径/目录里出现{ xxx:正则表达式}这种模式的字符串就被认定为是VARIABLE_PATTERN
private static final char[] WILDCARD_CHARS = { *, ?, { };不解释
AntPathMatcher采用前缀树(trie树) 算法对URL进行拆分、匹配。本类代码量还是不少的,整体呈现出比较臃肿的状态,代码行数达到了近1000行:
或许可以对它进行关注点的拆分,但这似乎已无必要。因为Spring 5已新增的PathPattern能以更高的运行效率、更优雅的代码设计来替代扎根已久的AntPathMatcher,不知这是否能勾起你对PathPattern兴趣呢?
❝说明:这里对原理实现点到即止,对前缀树(trie树) 感兴趣的同学可专门研究,至少我也只了解个大概即止,这里就不班门弄斧了❞
AntPathMatcher作为PathMatcher的唯一实现,所以Spring框架的逻辑处理里随处可见:
❝说明:AntPathMatcher默认使用/作为分隔符。你可根据实际情况在构造时自行指定分隔符(如windows是\,Lunux是/,包名是.)❞
在应用层面,Ant风格的URL、目录地址、包名地址也是随处可见:
扫包:@ComponentScan(basePackages = "cn.yourbatman.**.controller") 加载资源:classpath: config/application-*.yaml URL映射:@RequestMapping("/api/v1/user/{ id}") ...PathMatcher路径匹配器是spring-core核心包的一个基础组件,它带来的能力让Spring框架在路径/目录匹配上极具弹性,使用起来也是非常的方便。
❝再次强调:PathMatcher它属于spring-core,所以not only for web.❞
Ant风格虽然概念源自Apache Ant,但是借由Spring“发扬光大”。在整个Spring体系内,涉及到的URL匹配、资源路径匹配、包名匹配均是支持Ant风格的,底层由接口PathMatcher的唯一实现类AntPathMatcher提供实现。
AntPathMatcher不仅可以匹配Spring的@RequestMapping路径,也可以用来匹配各种字符串,包括文件资源路径、包名等等。由于它所处的模块是spring-core无其它多余依赖,因此若有需要(比如自己在写框架时)我们也可以把它当做工具来使用,简化开发。
本文转载自微信公众号「 BAT的乌托邦」,可以通过以下二维码关注。转载本文请联系 BAT的乌托邦公众号。