【译】Spring Framework 5.0 中引入 Kotlin 支持

【译注】本文是 Spring 官网博文的译文，英文原版在：https://spring.io/blog/2017/01/04/introducing-kotlin-support-in-spring-framework-5-0。

我们在几个月前介绍了 start.spring.io 对 Kotlin 的支持（译注：将在征得作者同意后翻译，敬请关注），我们已继续努力以确保 Spring 与 Kotlin 更好地协作。 Kotlin 的主要优势之一是它提供了与 Java 编写的库非常好的互操作性。但是当你开发下一个 Spring 应用程序时，有一些方式可以更进一步，让你能够编写完全是 Kotlin 惯用法的代码。 Spring 框架除了对 Java 8 的支持外，Kotlin 应用程序也可以利用像函数式 web 或者 bean 注册 API 这些功能，另外还有 Kotlin 专用的功能，可以让你达到新的生产力水平。

这就是为什么我们在 Spring Framework 5.0 M4 中引入 Kotlin 专有支持，我想在这篇博文中总结一下这些功能，旨在使开发人员在使用这些技术时无缝融入。你可以使用这个链接在 Spring 框架 bug 跟踪系统中查找 Kotlin 相关问题。

我们 Kotlin 支持的关键组成部分是 Kotlin 扩展。它们允许以非侵入式的方式扩展现有 API，提供了比实用程序类或 Kotlin 特有类继承结构更好的替代方法，来将 Kotlin 专用功能添加到 Spring。像 Mario Arias 的 KotlinPrimavera 这样的一些库已经展示了我们可以为 Spring API 提供 Kotlin 助手的各种方式，以便能够编写更加合乎惯用法的代码。使用 Spring Framework 5，我们将最有用与最受欢迎的扩展集成在 Spring 框架依赖中，并且我们也在添加新的扩展！请注意，Kotlin 扩展是静态解析的，你必须导入它们（类似 Java 中的静态导入）。

用 Kotlin 进行函数式 bean 注册

Spring Framework 5.0 引入了一种新的方式来注册 bean：使用 lambda 表达式作为 XML 方式或者用 @Configuration 与 @Bean 的 JavaConfig 方式的替代。简而言之，它能够用 Supplier lambda 表达式充当 FactoryBean 来注册 Bean。

例如在 Java 中你这么写：

GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
context.registerBean(Foo.class);
context.registerBean(Bar.class, () -> new 
	Bar(context.getBean(Foo.class))
);

而在 Kotlin 中，具体化的类型参数可以让我们简写为：

val context = GenericApplicationContext {
    registerBean<Foo>()
    registerBean { Bar(it.getBean<Foo>()) }
}

ApplicationContext 相关的 Kotlin 扩展有 BeanFactoryExtensions、 ListableBeanFactoryExtensions、 GenericApplicationContextExtensions 以及 AnnotationConfigApplicationContextExtensions。

Spring Web 函数式 API，Kotlin 的方式

Spring Framework 5.0 附带了一个 Kotlin 路由 DSL，允许你以干净、惯用的 Kotlin 代码来利用最近宣布的 Spring 函数式 Web API：

{
    ("/blog" and accept(TEXT_HTML)).route {
        GET("/", this@BlogController::findAllView)
        GET("/{slug}", this@BlogController::findOneView)
    }
    ("/api/blog" and accept(APPLICATION_JSON)).route {
        GET("/", this@BlogController::findAll)
        GET("/{id}", this@BlogController::findOne)
    }
}

感谢 Yevhenii Melnyk 的早期原型与帮助！你可以参见一个使用函数式 web API 的 Spring Boot 应用程序的具体示例，该示例在 https://github.com/mix-it/mixit/。

利用 Kotlin 的可空性信息

原本基于 Raman Gupta 的社区贡献，Spring 现在利用 Kotlin 空安全支持来确定某个 HTTP 参数是否必需，而无需明确定义 required 属性。这意味着 @RequestParam name: String? 会被视为非必需而 @RequestParam name: String 视为必需。 Spring Messaging 的 @Header 注解也支持这点。

类似地，以 @Autowired 或者 @Inject 注入的 Spring bean 使用这一信息来获悉一个 bean 是必需还是非必需。 @Autowired lateinit var foo: Foo 意味着在应用程序上下文中必须注册一个类型为 Foo 的 bean，而对于 @Autowired lateinit var foo: Foo? 则在这样的 bean 不存在时并不会引发错误。

用于 RestTemplate 与函数式 Web API 的扩展

例如，Kotlin 具体化的类型参数为 JVM 泛型类型擦除提供了一种解决方法，因此我们引入了一些扩展来利用这一优势尽可能提供更好的 API。

这允许为 RestTemplate 提供便利的 API（感谢 Netflix 的 Jon Schneider 对此贡献）。例如，要在 Java 中检索 Foo 对象的列表，你不得不这样写：

List<Foo> result = restTemplate.exchange(url, HttpMethod.GET, null, new ParameterizedTypeReference<List<Foo>>() { }).getBody();

或者，如果你使用一个中间的数组：

List<Foo> result = Arrays.asList(restTemplate.getForObject(url, Foo[].class));

而用 Spring Framework 5 扩展，在 Kotlin 中，你可以这样够写：

val result: List<Foo> = restTemplate.getForObject(url)

Spring Framework 5.0 中提供的 Web API 的 Kotlin 扩展有 RestOperationsExtensions、 ServerRequestExtensions、 BodyInsertersExtensions、 BodyExtractorsExtensions、 ClientResponseExtensions、 ModelExtensions 以及 ModelMapExtensions。

这些扩展还提供了支持 Kotlin 原生 KClass 的成员函数，允许你指定 Foo::class 参数而不是 Foo::class.java。

Reactor Kotlin 扩展

Reactor 是 Spring Framework 5.0 所基于的响应式基础，而在开发响应式 web 应用程序时，你会有很好的机会去使用其 Mono、 Flux 以及 StepVerifier API。

所以如今我们还通过新的 reactor-kotlin 扩展项目在 Reactor 中引入 Kotlin 支持！它提供了能够通过任何类实例这样写 foo.toMono() 来创建 Mono 实例的扩展，当然很多人倾向于使用 Mono.just(foo)。它也支持例如通过 stream.toFlux() 从 Java 8 Stream 实例创建 Flux。还提供了 Iterable、 CompletableFuture 与 Throwable 扩展以及 KClass 基于 Reactor API 的变体。

目前该项目还在早期阶段，所以如果你发现缺了点什么，不妨贡献自己的扩展。

不再需要将你的 bean 类声明为 open

当目前为止，当你使用 Kotlin 构建 Spring Boot 应用程序时遇到的少数痛点之一就是，需要为每个由 CGLIB 如 @Configuration 类代理的 Spring bean 类及其成员函数添加 open 关键字。这一要求的根本原因源于 Kotlin 中类是默认 final 的事实。

幸运的是，Kotlin 1.0.6 现在提供了一个 kotlin-spring 插件，对于由以下注解之一标注或元标注（meta-annotated）的类，会默认打开该类及其成员函数：

@Component
@Async
@Transactional
@Cacheable

元注解支持意味着用 @Configuration、 @Controller、 @RestController、 @Service 或者 @Repository 标注的类会自动打开，鉴于这些注解都已被 @Component 注解元标注。

我们已经更新了 start.spring.io 默认启用了该插件。你可以看下这篇 Kotlin 1.0.6 的博文了解更多详情，其中包括对 Spring Data 实体非常有用的新的 kotlin-jpa 与 kotlin-noarg 插件。

基于 Kotlin 的 Gradle 构建配置

去年 5 月份，Gradle 宣布除了支持 Groovy 外，他们还将支持用 Kotlin 编写构建及配置文件。这使在 IDE 中完整的自动补齐与验证成为可能，因为这些文件都是普通的静态类型的 Kotlin 脚本文件。这可能会成为基于 Kotlin 的项目的自然选择，但这对 Java 项目也同样有价值。

自去年 5 月以来，gradle-script-kotlin 项目不断演进，现在已经可用，请记住以下两条警告：

你需要 Kotlin 1.1-EAP IDEA 插件来获取自动补齐功能（但是如果你要用 kotlin-spring 插件就要等到 Kotlin 1.1-M05 因为 1.1-M04 不能与该插件一起可靠运转）

【译注】：目前 1.1 已发布，该问题已不存在。
其文档不够完整，但是 Gradle 团队对 Kotlin Slack 的 #gradle 频道帮助很大。

spring-boot-kotlin-demo 以及 mixit 项目都使用这种基于 Kotlin 的 Gradle 构建，所以不妨看看。我们在讨论在 start.spring.io 上添加了这项支持。

基于模版的 Kotlin 脚本

从 4.3 版开始，Spring 框架提供了一个 ScriptTemplateView，它使用支持 JSR-223 的脚本引擎来渲染模版，而 Spring Framework 5.0 会更进一步支持 i18n 以及模版嵌套。 Kotlin 1.1 提供了这样的支持，并允许渲染基于 Kotlin 的模板，详见这次提交。

这带来了一些有趣的使用场景，例如使用 kotlinx.html DSL 或者简单使用带有内插的 Kotlin 多行 String 来编写类型安全的模版，如这个 kotlin-script-templating 项目所示。这可以让你在 IDE 中用完整的自动补齐与重构支持来编写这种模板：

import io.spring.demo.*

"""
${include("header")}
<h1>${i18n("title")}</h1>
<ul>
    ${users.joinToLine{ "<li>${i18n("user")} ${it.firstname} ${it.lastname}</li>" }}
</ul>
${include("footer")}
"""

结论

我用 Kotlin 写的 Spring Boot 应用程序越多，我越觉得这两项技术共享相同的理念：都允许你使用表现力强、简短且可读性强的代码来更高效地编写应用程序，而 Spring Framework 5 的 Kotlin 支持是以自然、简单与强大的方式结合两项技术的重要一步。

Kotlin 可以用于编写基于注解的 Spring Boot 应用程序，但也会与 Spring Framework 5.0 即将启用的新型函数式与响应式应用程序非常契合。

Kotlin 团队做得非常棒，修复了我们报告的几乎所有的痛点，非常感谢他们。即将推出的 Kotlin 1.1 发布版预计也会修复 KT-11235 以允许指定数组注解的属性用单个值而无需 arrayOf()。你会面对的主要剩余问题可能是 KT-14984：在只需指定 { } 就足够的地方需要显式指定 lambda 表达式的类型。

不妨这样测试下 Spring Framework 5.0 的 Kotlin 支持：打开 start.spring.io 并生成一个 Spring Boot 2.0.0 (SNAPSHOT) 项目，并在此（译注：Spring 官网）或者在 Kotlin Slack 的 #spring 频道向我们发送你的反馈。你还可以贡献你需要的 Kotlin 扩展 ;-)