《翻译》将 JPA (Hibernate) 与 Kotlin 结合使用的最佳实践和常见陷阱

Kotlin 很棒：它比 Java 更简洁和富有表现力，它允许更安全的代码并提供与 Java 的无缝互操作性。后者允许开发人员将他们的项目迁移到 Kotlin，而无需重写整个代码库。这种迁移是我们可能不得不在 Kotlin 中使用 JPA 的原因之一。为新的 Kotlin 应用程序选择 JPA 也很有意义，因为它是开发人员熟悉的成熟技术。

没有实体就没有 JPA，在 Kotlin 中定义它们会带来一些警告。让我们看看如何避免常见的陷阱并充分利用 Kotlin。剧透警告：数据类不是实体类的最佳选择。

本文将主要关注 Hibernate，因为它是所有 JPA 实现中无可置疑的领导者。

1.JPA 实体准则

实体不是常规的 DTO。为了工作，并且工作得好，它们需要满足某些要求，让我们从定义它们开始。 JPA 规范提供了自己的一组限制，以下是对我们最重要的两个：

1. 这个实体类必须拥有一个无参构造函数。这个实体类也可以拥有别的构造器。但是这个无参构造函数必须是public或者protected。
1. 这个实体类不能是final的。实体类的任何方法或持久实例变量都不能是final的。
  这些要求足够使实体正常工作，但是我们需要一些附加的规则来使实体工作的更好。
1. 只有在明确请求时才必须加载所有惰性关联。否则我们可能会遇到意外的性能问题或 LazyInitializationException
1. equals() 和 hashCode() 实现必须考虑实体的可变性。

2. 无参构造器

主构造函数是Kotlin中最受欢迎的特性之一。但是，添加主构造函数，会使我们丢失默认的构造函数。因此，如果你尝试将其与Hibernate一起使用，你会得到以下异常：org.hibernate.InstantiationException: No default constructor for entity .
要解决这个问题，你可以在所有实体中手动添加无参构造函数。或者，最后使用kotlin-jpa编译插件，它确保在每个jpa相关类的字节码中生成无参构造函数：@Entity，@MappedSuperclass或者Embeddable

要启用该插件，只需将其添加到 kotlin-maven-plugin 的依赖项和 compilerPlugins 中：

<plugin>
   <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
   <artifactId>kotlin-maven-plugin</artifactId>
   <configuration>
       <compilerPlugins>
           ...
           <plugin>jpa</plugin>
           ...
       </compilerPlugins>
   </configuration>
   <dependencies>
       ...
       <dependency>
           <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
           <artifactId>kotlin-maven-noarg</artifactId>
           <version>${kotlin.version}</version>
       </dependency>
       ...
   </dependencies>
</plugin>

在Gradle中：

plugins {
    id "org.jetbrains.kotlin.plugin.jpa" version "1.5.21"
}

3. open类和Properties

根据JPA规范，所有与JPA相关的类和属性都必须是open的。一些JPA提供者不会强制执行词规则。例如，Hibernate在遇到final类时，不会抛出异常。但是，一个final类无法被继承（子类化）。因此，Hibernate的代理机制关闭。没有代理，就没有延迟加载。实际上，这意味着所有的ToOne关联总是会被立即加载。这可能导致严重的性能问题。这个情况和使用静态编织的Eclipse Link不同，因为他没有使用子类化来进行其延迟加载机制。
与 Java 不同的是，在 Kotlin 中，所有的类、属性和方法默认都是 final 的。您必须明确将它们标记为打开：

@Table(name = "project")
@Entity
open class Project {
    
    

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "id", nullable = false)
    open var id: Long? = null

    @Column(name = "name", nullable = false)
    open var name: String? = null

    ...
}

或者，您可以使用all-open编译器插件来使所有与 JPA 相关的类和属性默认是open的。确保正确配置它，使其适用于所有注释为@Entity、@MappedSuperclass、@Embeddable 的类：

<plugin>
   <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
   <artifactId>kotlin-maven-plugin</artifactId>
   <configuration>
       <compilerPlugins>
           ...
           <plugin>all-open</plugin>
       </compilerPlugins>
       <pluginOptions>
           <option>all-open:annotation=javax.persistence.Entity</option>
           <option>all-open:annotation=javax.persistence.MappedSuperclass</option>
           <option>all-open:annotation=javax.persistence.Embeddable</option>
       </pluginOptions>
   </configuration>
   <dependencies>
       <dependency>
           <groupId>org.jetbrains.kotlin</groupId>
           <artifactId>kotlin-maven-allopen</artifactId>
           <version>${
    
    kotlin.version}</version>
       </dependency>
   </dependencies>
</plugin>

在Gradle中：

plugins {
    id "org.jetbrains.kotlin.plugin.allopen" version "1.5.21"
}

allOpen {
    annotations("javax.persistence.Entity", "javax.persistence.MappedSuperclass", "javax.persistence.Embedabble")
}

4. 用data class作为JPA 实体

data class是专门为Dto设计的一个很棒的功能。data class被设计成final的，并且带有默认的equals方法，hashCode方法和toString方法，这些方法非常有用。但是，这些实现并不适合JPA实体，让我们看看为什么。

首先，data class是被设计成final的，因此不能被标记为open的。因此，唯一的办法就是使他们open，是启用全开放编译器插件。

为了进一步检查data class，我们将使用下面的实体，它有一个生成的id，一个name属性和两个OneToMany的懒加载。

@Table(name = "client")
@Entity
data class Client(
   @Id
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
   @Column(name = "id", nullable = false)
   var id: Long? = null,

   @Column(name = "name", nullable = false)
   var name: String? = null,

   @OneToMany(mappedBy = "client", orphanRemoval = true)
   var projects: MutableSet<Project> = mutableSetOf(),

   @JoinColumn(name = "client_id")
   @OneToMany
   var contacts: MutableSet<Contact> = mutableSetOf(),
)

5. 意外获取lazy关联

默认情况下，所以ToMany的关联都是lazy：不必要地加载他们很容易损坏性能。可能发生这种情况的一个常见情况是当equals(),hashCode()和toString()实现使用所有属性时，包括lazy属性。因此，调用它们会导致对DB的不需要的请求或LazyInitializationException。这是data class的默认行为：主构造函数中的所有字段都在这些方法中使用。

toString()可以简单的被override以排除所有的lazy字段。确保在使用IDE生成的toString()时不要意外添加它们。JPA Buddy 有自己的 toString() 生成，它完全不提供 LAZY 字段作为选项。

@Override
override fun toString(): String {
    
    
   return this::class.simpleName + "(id = $id , name = $name )"
}

从 equals() 和 hashCode() 中排除 LAZY 字段是不够的，因为它们可能仍然包含可变属性。

6. Equals()和HashCode()问题

JPA 实体本质上是可变的，因此为它们实现 equals() 和 hashCode() 并不像常规 DTO 那样简单。甚至实体的 id 也经常由数据库生成，因此在实体首次持久化后它会发生变化。这意味着我们没有可以依赖的字段来计算 hashCode。
让我们写一个Client实体的简单测试：

val awesomeClient = Client(name = "Awesome client")

val hashSet = hashSetOf(awesomeClient)

clientRepository.save(awesomeClient)

assertTrue(awesomeClient in hashSet)

最后一行的断言失败，尽管通过上面几行代码，把实体被添加到set中。一旦生成了Id（在第一次保存时），hashCode就会改变。所以这个hashSet在不同的bucket中找这个entity，因此也找不到。如果id是在实体创建时被设置的（如id是个uuid，有app设置的）将不会有问题。但是更常见的是id是有数据库来产生的。

为了解决这个问题，在使用data class时，请始终重写equals方法和hashCode方法。Vlad Mihalcea 和 Thorben Janssen 详细解释了如何做到这一点。对于客户端实体，它应该如下所示：

override fun equals(other: Any?): Boolean {
    
    
   if (this === other) return true
   if (other == null || Hibernate.getClass(this) != Hibernate.getClass(other)) return false
   other as Client

   return id != null && id == other.id
}

override fun hashCode(): Int = 1756406093

7. 使用application设置一个Id集合

使用主构造函数中指定的字段生成data class中的方法。如果它只包含急切的不可变字段，则数据类不存在上述问题。此类字段的一个示例是应用程序设置的不可变id：

@Table(name = "contact")
@Entity
data class Contact(
   @Id
   @Column(name = "id", nullable = false)
   val id: UUID,
) {
    
    
   @Column(name = "email", nullable = false)
   val email: String? = null

   // other properties omitted
}

如果你更愿意使用数据库生成id，一个不可变的id可以再构造器中使用：

@Table(name = "contact")
@Entity
data class Contact(
   @NaturalId
   @Column(name = "email", nullable = false, updatable = false)
   val email: String
) {
    
    
   @Id
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
   @Column(name = "id", nullable = false)
   var id: Long? = null
  
   // other properties omitted
}

这是绝对安全的使用。然而，它几乎违背了使用数据类的目的，因为它使分解毫无用处，并且只使用 toString() 中的一个字段。一个普通的旧类可能是实体的更好选择。

8. null 安全

Kotlin 相对于 Java 的优势之一是内置的 null 安全特性。也可以通过非空约束在 DB 端确保空安全。只有将这些功能一起使用才有意义。

最简单的方法是使用非空类型在主构造函数中定义非空属性：

@Table(name = "contact")
@Entity
class Contact(
   @NaturalId
   @Column(name = "email", nullable = false, updatable = false)
   val email: String,

   @Column(name = "name", nullable = false)
   var name: String

   @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY, optional = false)
   @JoinColumn(name = "client_id", nullable = false)
   var client: Client
) {
    
    
   // id and other properties omitted
}

但是，如果您需要从构造函数中排除它们（例如在数据类中），您可以提供默认值或将 lateinit 修饰符添加到属性：

@Entity
data class Contact(
   @NaturalId
   @Column(name = "email", nullable = false, updatable = false)
   val email: String,
) {
    
    
   @Column(name = "name", nullable = false)
   var name: String = ""

   @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY, optional = false)
   @JoinColumn(name = "client_id", nullable = false)
   lateinit var client: Client

   // id and other properties omitted
}

因此，如果该属性在 DB 中确定不为 null，我们也可以省略 Kotlin 代码中的所有 null 检查。

9.总结

您可以在我们的 GitHub 存储库中找到更多带有测试的示例。作为如何在 Kotlin 中定义 JPA 实体的总结，这里有一个清单：

确保你标记了所有JPA相关的类，并且把他们的属性标记为open，这样可以防止性能问题，然后enable Many/One to One的懒加载。或者使用all-open编译插件，并应用到所有添加了相关注解的类上：@Entity, @MappedSuperclass and @Embeddable.
在所有JPA相关的实体类中定义无参构造函数，或者使用kotlin-jpa的编译插件。否则，你回得到一个实例化异常。

使用data class

1.如上面描述的一样，开启all-open插件，这是唯一使data class在编译后的字节码中为open的方法。
1. 根据 Vlad Mihalcea 或 Thorben Janssen 的其中一篇文章, 重写equals，hashCode以及toString方法.

JPA Buddy 知道所有这些事情，并且总是为您生成有效的实体，包括额外的东西，如 equals()、hashCode()、toString()。