struts2.0学习笔记五(struts2.0的ognl表达式)

OGNL —— 完美的催化剂

为了解决数据从View层传递到Controller层时的不匹配性，Struts2采纳了XWork的OGNL方案。并且在OGNL的基础上，构建了OGNLValueStack的机制，从而比较完美的解决了数据流转中的不匹配性。

OGNL（Object Graph Navigation Language），是一种表达式语言。使用这种表达式语言，你可以通过某种表达式语法，存取Java对象树中的任意属性、调用Java对象树的方法、同时能够自动实现必要的类型转化。如果我们把表达式看做是一个带有语义的字符串，那么OGNL无疑成为了这个语义字符串与Java对象之间沟通的桥梁。

如何使用OGNL

让我们先研究一下OGNL的API，他来自于Ognl的静态方法：

/**
 * Evaluates the given OGNL expression tree to extract a value from the given root
 * object. The default context is set for the given context and root via
 * <CODE>addDefaultContext()</CODE>.
 *
 * @param tree the OGNL expression tree to evaluate, as returned by parseExpression()
 * @param context the naming context for the evaluation
 * @param root the root object for the OGNL expression
 * @return the result of evaluating the expression
 * @throws MethodFailedException if the expression called a method which failed
 * @throws NoSuchPropertyException if the expression referred to a nonexistent property
 * @throws InappropriateExpressionException if the expression can't be used in this context
 * @throws OgnlException if there is a pathological environmental problem
 */
public static Object getValue( Object tree, Map context, Object root ) throws OgnlException;

/**
 * Evaluates the given OGNL expression tree to insert a value into the object graph
 * rooted at the given root object.  The default context is set for the given
 * context and root via <CODE>addDefaultContext()</CODE>.
 *
 * @param tree the OGNL expression tree to evaluate, as returned by parseExpression()
 * @param context the naming context for the evaluation
 * @param root the root object for the OGNL expression
 * @param value the value to insert into the object graph
 * @throws MethodFailedException if the expression called a method which failed
 * @throws NoSuchPropertyException if the expression referred to a nonexistent property
 * @throws InappropriateExpressionException if the expression can't be used in this context
 * @throws OgnlException if there is a pathological environmental problem
 */
public static void setValue( Object tree, Map context, Object root, Object value ) throws OgnlException

/**
 * Evaluates the given OGNL expression tree to extract a value from the given root
 * object. The default context is set for the given context and root via
 * <CODE>addDefaultContext()</CODE>.
 *
 * @param tree the OGNL expression tree to evaluate, as returned by parseExpression()
 * @param context the naming context for the evaluation
 * @param root the root object for the OGNL expression
 * @return the result of evaluating the expression
 * @throws MethodFailedException if the expression called a method which failed
 * @throws NoSuchPropertyException if the expression referred to a nonexistent property
 * @throws InappropriateExpressionException if the expression can't be used in this context
 * @throws OgnlException if there is a pathological environmental problem
 */
public static Object getValue( Object tree, Map context, Object root ) throws OgnlException;

/**
 * Evaluates the given OGNL expression tree to insert a value into the object graph
 * rooted at the given root object.  The default context is set for the given
 * context and root via <CODE>addDefaultContext()</CODE>.
 *
 * @param tree the OGNL expression tree to evaluate, as returned by parseExpression()
 * @param context the naming context for the evaluation
 * @param root the root object for the OGNL expression
 * @param value the value to insert into the object graph
 * @throws MethodFailedException if the expression called a method which failed
 * @throws NoSuchPropertyException if the expression referred to a nonexistent property
 * @throws InappropriateExpressionException if the expression can't be used in this context
 * @throws OgnlException if there is a pathological environmental problem
 */
public static void setValue( Object tree, Map context, Object root, Object value ) throws OgnlException

我们可以看到，OGNL的API其实相当简单，你可以通过传递三个参数来实现OGNL的一切操作。而这三个参数，被我称为OGNL的三要素。

那么运用这个API，我们能干点什么呢？跑个测试看看结果：

/**
 * @author Downpour
 */
public class User {

    private Integer id;

    private String name;

    private Department department = new Department();

    public User() {

    }

        // setter and getters
}

//=========================================================================

/**
 * @author Downpour
 */
public class Department {

    private Integer id;

    private String name;

    public Department() {

    }

        // setter and getters
}

//=========================================================================

/**
 * @author Downpour
 */
public class OGNLTestCase extends TestCase {

    /**
     *
     * @throws Exception
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Test
    public void testGetValue() throws Exception {

        // Create root object
        User user = new User();
        user.setId(1);
        user.setName("downpour");

        // Create context
        Map context = new HashMap();
        context.put("introduction","My name is ");

        // Test to directly get value from root object, with no context
        Object name = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("name"), user);
        assertEquals("downpour",name);

        // Test to get value(parameter) from context
        Object contextValue = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("#introduction"), context, user);
        assertEquals("My name is ", contextValue);

        // Test to get value and parameter from root object and context
        Object hello = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("#introduction + name"), context, user);
        assertEquals("My name is downpour",hello);

    }

    /**
     *
     * @throws Exception
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Test
    public void testSetValue() throws Exception {

        // Create root object
        User user = new User();
        user.setId(1);
        user.setName("downpour");

                // Set value according to the expression
        Ognl.setValue("department.name", user, "dev");
        assertEquals("dev", user.getDepartment().getName());

    }


}

/**
 * @author Downpour
 */
public class User {
	
	private Integer id;
	
	private String name;
	
	private Department department = new Department();
	
	public User() {
		
	}
        
        // setter and getters
}

//=========================================================================

/**
 * @author Downpour
 */
public class Department {
	
	private Integer id;
	
	private String name;
	
	public Department() {
		
	}
        
        // setter and getters
}

//=========================================================================

/**
 * @author Downpour
 */
public class OGNLTestCase extends TestCase {
	
	/**
	 * 
	 * @throws Exception
	 */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	@Test
	public void testGetValue() throws Exception {
		
		// Create root object
		User user = new User();
		user.setId(1);
		user.setName("downpour");

		// Create context
		Map context = new HashMap();
		context.put("introduction","My name is ");
		
		// Test to directly get value from root object, with no context
		Object name = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("name"), user);
		assertEquals("downpour",name);
		
		// Test to get value(parameter) from context
		Object contextValue = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("#introduction"), context, user);
		assertEquals("My name is ", contextValue);
		
		// Test to get value and parameter from root object and context
		Object hello = Ognl.getValue(Ognl.parseExpression("#introduction + name"), context, user);
		assertEquals("My name is downpour",hello);
					
	}

	/**
	 * 
	 * @throws Exception
	 */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	@Test
	public void testSetValue() throws Exception {
		
		// Create root object
		User user = new User();
		user.setId(1);
		user.setName("downpour");
		
                // Set value according to the expression
		Ognl.setValue("department.name", user, "dev");
		assertEquals("dev", user.getDepartment().getName());
		
	}
	

}

我们可以看到，简单的API，就已经能够完成对各种对象树的读取和设值工作了。这也体现出OGNL的学习成本非常低。

在上面的测试用例中，需要特别强调进行区分的，是在针对不同内容进行取值或者设值时，OGNL表达式的不同。

Struts2 Reference 写道

The framework uses a standard naming context to evaluate OGNL expressions. The top level object dealing with OGNL is a Map (usually referred as a context map or context). OGNL has a notion of there being a root (or default) object within the context. In expression, the properties of the root object can be referenced without any special "marker" notion. References to other objects are marked with a pound sign (#).

上面这段内容摘自Struts2的Reference，我把这段话总结为以下2条规则：

A） 针对根对象（Root Object）的操作，表达式是自根对象到被访问对象的某个链式操作的字符串表示。
B） 针对上下文环境（Context）的操作，表达式是自上下文环境（Context）到被访问对象的某个链式操作的字符串表示，但是必须在这个字符串的前面加上#符号，以表示与访问根对象的区别。


上面的这点区别咋看起来非常容易理解，不过一旦放到特定的环境中，就会显示出其重要性，它可以解释很多Struts2在页面展示上取值的各种复杂的表达式的现象。这一点在下一篇文章中会进行具体的分析。

OGNL三要素

我把传入OGNL的API的三个参数，称之为OGNL的三要素。OGNL的操作实际上就是围绕着这三个参数而进行的。

1. 表达式（Expression）

表达式是整个OGNL的核心，所有的OGNL操作都是针对表达式的解析后进行的。表达式会规定此次OGNL操作到底要干什么。

我们可以看到，在上面的测试中，name、department.name等都是表达式，表示取name或者department中的name的值。OGNL支持很多类型的表达式，之后我们会看到更多。

2. 根对象（Root Object）

根对象可以理解为OGNL的操作对象。在表达式规定了“干什么”以后，你还需要指定到底“对谁干”。

在上面的测试代码中，user就是根对象。这就意味着，我们需要对user这个对象去取name这个属性的值（对user这个对象去设置其中的department中的name属性值）。

3. 上下文环境（Context）

有了表达式和根对象，我们实际上已经可以使用OGNL的基本功能。例如，根据表达式对根对象进行取值或者设值工作。

不过实际上，在OGNL的内部，所有的操作都会在一个特定的环境中运行，这个环境就是OGNL的上下文环境（Context）。说得再明白一些，就是这个上下文环境（Context），将规定OGNL的操作“在哪里干”。

OGNL的上下文环境是一个Map结构，称之为OgnlContext。上面我们提到的根对象（Root Object），事实上也会被加入到上下文环境中去，并且这将作为一个特殊的变量进行处理，具体就表现为针对根对象（Root Object）的存取操作的表达式是不需要增加#符号进行区分的。

OgnlContext不仅提供了OGNL的运行环境。在这其中，我们还能设置一些自定义的parameter到Context中，以便我们在进行OGNL操作的时候能够方便的使用这些parameter。不过正如我们上面反复强调的，我们在访问这些parameter时，需要使用#作为前缀才能进行。

OGNL与模板

我们在尝试了OGNL的基本操作并了解了OGNL的三要素之后，或许很容易把OGNL的操作与模板联系起来进行比较。在很多方面，他们也的确有着相似之处。

对于模板，会有一些普通的输出元素，也有一些模板语言特殊的符号构成的元素，这些元素一旦与具体的Java对象融合起来，就会得到我们需要的输出结果。

而OGNL看起来也是非常的类似，OGNL中的表达式就雷同于模板语言的特殊符号，目的是针对某些Java对象进行存取。而OGNL与模板都将数据与展现分开，将数据放到某个特定的地方，具体来说，就是Java对象。只是OGNL与模板的语法结构不完全相同而已。

深入浅出OGNL

在了解了OGNL的API和基本操作以后，我们来深入到OGNL的内部来看看，挖掘一些更加深入的知识。

OGNL表达式

OGNL支持各种纷繁复杂的表达式。但是最最基本的表达式的原型，是将对象的引用值用点串联起来，从左到右，每一次表达式计算返回的结果成为当前对象，后面部分接着在当前对象上进行计算，一直到全部表达式计算完成，返回最后得到的对象。OGNL则针对这条基本原则进行不断的扩充，从而使之支持对象树、数组、容器的访问，甚至是类似SQL中的投影选择等操作。

接下来我们就来看看一些常用的OGNL表达式：

1. 基本对象树的访问

对象树的访问就是通过使用点号将对象的引用串联起来进行。

例如：name，department.name，user.department.factory.manager.name

2. 对容器变量的访问

对容器变量的访问，通过#符号加上表达式进行。

例如：#name，#department.name，#user.department.factory.manager.name

3. 使用操作符号

OGNL表达式中能使用的操作符基本跟Java里的操作符一样，除了能使用 +, -, *, /, ++, --, ==, !=, = 等操作符之外，还能使用 mod, in, not in等。

4. 容器、数组、对象

OGNL支持对数组和ArrayList等容器的顺序访问：

例如：group.users[0]

同时，OGNL支持对Map的按键值查找：

例如：#session['mySessionPropKey']

不仅如此，OGNL还支持容器的构造的表达式：

例如：{"green", "red", "blue"}构造一个List，#{"key1" : "value1", "key2" : "value2", "key3" : "value3"}构造一个Map

你也可以通过任意类对象的构造函数进行对象新建：

例如：new java.net.URL("http://localhost/")

5. 对静态方法或变量的访问

要引用类的静态方法和字段，他们的表达方式是一样的@class@member或者@class@method(args)：

例如：@com.javaeye.core.Resource@ENABLE，@com.javaeye.core.Resource@getAllResources

6. 方法调用

直接通过类似Java的方法调用方式进行，你甚至可以传递参数：

例如：user.getName()，group.users.size()，group.containsUser(#requestUser)

7. 投影和选择



OGNL支持类似数据库中的投影（projection） 和选择（selection）。

投影就是选出集合中每个元素的相同属性组成新的集合，类似于关系数据库的字段操作。投影操作语法为 collection.{XXX}，其中XXX 是这个集合中每个元素的公共属性。

例如：group.userList.{username}将获得某个group中的所有user的name的列表。

选择就是过滤满足selection 条件的集合元素，类似于关系数据库的纪录操作。选择操作的语法为：collection.{X YYY}，其中X 是一个选择操作符，后面则是选择用的逻辑表达式。而选择操作符有三种：
? 选择满足条件的所有元素
^ 选择满足条件的第一个元素
$ 选择满足条件的最后一个元素

例如：group.userList.{? #this.name != null}将获得某个group中user的name不为空的user的列表。

上述的所有的表达式，只是对OGNL所有表达式的大概的一个概括，除此之外，OGNL还有更多的表达式，例如lamba表达式等等。最具体的表达式的文档，大家可以参考OGNL自带的文档：

http://www.ognl.org/2.6.9/Documentation/html/LanguageGuide/apa.html

在撰写时，我也参考了potain同学的XWork教程以及一些网络上的一些文章，特此列出：

http://www.lifevv.com/java/doc/20071018173750030.html

http://blog.csdn.net/ice_fire2008/archive/2008/05/12/2438817.aspx

OGNLContext

OGNLContext就是OGNL的运行上下文环境。OGNLContext其实是一个Map结构，如果查看一下它的源码，就会发现，它其实实现了java.utils.Map的接口。当你在调用OGNL的取值或者设值的方法时，你可能会自己定义一个Context，并且将它传递给方法。事实上，你所传递进去的这个Context，会在OGNL内部被转化成OGNLContext，而你传递进去的所有的键值对，也会被OGNLContext接管维护，这里有点类似一个装饰器，向你屏蔽了一些其内部的实现机理。

在OGNLContext的内部维护的东西很多，其中，我挑选2个比较重要的提一下。一个是你在调用方法时传入的Context，它会被维护在OGNL内部，并且作为存取变量的基础依据。另外一个，是在Context内部维护了一个key为root的值，它将规定在OGNLContext进行计算时，哪个元素被指定为根对象。其在进行存取时，将会被特殊对待。

this指针

我们知道，OGNL表达式是以点进行串联的一个字符串链式表达式。而这个表达式在进行计算的时候，从左到右，每一次表达式计算返回的结果成为当前对象，并继续进行计算，直到得到计算结果。每次计算的中间对象都会放在一个叫做this的变量里面这个this变量就称之为this指针。

例如：group.userList.size().(#this+1).toString()

在这个例子中，#this其实就是group.userList.size()的计算结构。

使用this指针，我们就可以在OGNL表达式中进行一些简单的计算，从而完成我们的计算逻辑，而this指针在lamba表达式的引用中尤为广泛，有兴趣的读者可以深入研究OGNL自带的文档中lamba表达式的章节。

默认行为和类型转化

在我们所讲述的所有的OGNL的操作中，实际上，全部都忽略了OGNL内部帮助你完成的很多默认行为和类型转化方面的工作。

我们来看一下OGNL在进行操作初始化时候的一个函数签名：

/**
 * Appends the standard naming context for evaluating an OGNL expression
 * into the context given so that cached maps can be used as a context.
 *
 * @param root the root of the object graph
 * @param context the context to which OGNL context will be added.
 * @return Context Map with the keys <CODE>root</CODE> and <CODE>context</CODE>
 *         set appropriately
 */
public static Map addDefaultContext( Object root, ClassResolver classResolver, TypeConverter converter, MemberAccess memberAccess, Map context );

/**
 * Appends the standard naming context for evaluating an OGNL expression
 * into the context given so that cached maps can be used as a context.
 *
 * @param root the root of the object graph
 * @param context the context to which OGNL context will be added.
 * @return Context Map with the keys <CODE>root</CODE> and <CODE>context</CODE>
 *         set appropriately
 */
public static Map addDefaultContext( Object root, ClassResolver classResolver, TypeConverter converter, MemberAccess memberAccess, Map context );

可以看到，在初始化时，OGNL还需要额外初始化一个类型转化的接口和一些其他的信息。只不过这些默认行为，由OGNL的内部屏蔽了。

一旦需要自己定义针对某个特定类型的类型转化方式，你就需要实现TypeConverter接口，并且在OGNL中进行注册。

同时，如果需要对OGNL的许多默认行为做出改变，则需要通过设置OGNL的全局环境变量进行。