繼我的第一篇 Kotlin 部落格文章 之後，今天我想介紹我為即將到來的 Spring I/O 2016 大會演講“使用 Kotlin 和 Spring Boot 開發地理空間 Web 服務”而開發的新 Spring Boot + Kotlin 應用。

處理原生資料庫功能

此應用的目標之一是展示如何利用原生資料庫功能，就像我們在 NoSQL 領域所做的那樣。這裡我們想使用由 PostGIS 提供的地理空間支援，PostGIS 是 PostgreSQL 的空間資料庫擴充套件。 原生 JSON 支援 也是一個不錯的用例。

這個 Geospatial Messenger 示例應用 可在 GitHub 上獲取，它提供了 2 種風格：

• master 分支使用了 Exposed，這是一個由 JetBrains 建立的帶有型別安全 API 的 Kotlin SQL 庫。它可以與 Query DSL SQL 或 jOOQ 相媲美，但它提供了地道的 Kotlin API，並且不需要程式碼生成。
• spring-data-jdbc-repository 分支使用了 spring-data-jdbc-repository，這是一個社群專案，允許使用 Spring Data PagingAndSortingRepository API 執行原始 SQL 查詢，而無需 JPA。我使用的是 Jakub Jirutka 的這個分支，它是 Tomasz Nurkiewicz 原始專案 的改進版本。

一個 Spring Data JPA + Hibernate Spatial 版本 會很有趣，所以歡迎提交 pull request 來貢獻 ;-) Kotlin Query DSL 支援也會很好，但目前尚不支援（如果您感興趣，請在 此 issue 上評論）。在這篇部落格文章中，我將重點介紹 Exposed 版本。

Geospatial Messenger 程式碼導覽

領域模型

藉助以下這 2 個 Kotlin 類，我們的領域模型很容易描述

class Message(
    var content  : String,
    var author   : String,
    var location : Point? = null,
    var id       : Int?   = null
)

class User(
    var userName  : String,
    var firstName : String,
    var lastName  : String,
    var location  : Point? = null
)

SQL 模式

Exposed 允許我們使用型別安全的 SQL API 描述表的結構，使用起來非常方便（支援自動補全、重構且不易出錯）

object Messages : Table() {
    val id       = integer("id").autoIncrement().primaryKey()
    val content  = text("content")
    val author   = reference("author", Users.userName)
    val location = point("location").nullable()
}

object Users : Table() {
    val userName  = text("user_name").primaryKey()
    val firstName = text("first_name")
    val lastName  = text("last_name")
    val location  = point("location").nullable()
}

值得注意的是，Exposed 本身並不原生支援 PostGIS 功能，例如幾何型別或地理空間請求。這時 Kotlin 擴充套件 就大顯身手了，它只需幾行程式碼即可新增此類支援，而無需使用擴充套件類。

fun Table.point(name: String, srid: Int = 4326): Column<Point>
  = registerColumn(name, PointColumnType())

infix fun ExpressionWithColumnType<*>.within(box: PGbox2d) : Op<Boolean>
  = WithinOp(this, box)

倉庫

更新：現在我們可以使用 Exposed 的 @Transactional 支援了！事務管理只需在 Application 類中配置 @EnableTransactionManagement 註解和一個 PlatformTransactionManager bean 即可。

我們的倉庫也非常簡潔靈活，因為它們允許你使用型別安全的 SQL API 編寫任何型別的 SQL 請求，即使是帶有複雜 WHERE 子句的請求。

請注意，由於我們使用的是 Spring Framework 4.3，因此在單建構函式類中 我們不再需要指定 @Autowired 註解。

interface CrudRepository<T, K> {
    fun createTable()
    fun create(m: T): T
    fun findAll(): Iterable<T>
    fun deleteAll(): Int
    fun findByBoundingBox(box: PGbox2d): Iterable<T>
    fun updateLocation(userName:K, location: Point)
}

interface UserRepository: CrudRepository<User, String>

@Repository
@Transactional // Should be at @Service level in real applications
class DefaultUserRepository(val db: Database) : UserRepository {

    override fun createTable() = SchemaUtils.create(Users)

    override fun create(user: User): User {
        Users.insert(toRow(user))
        return user
    }

    override fun updateLocation(userName:String, location: Point) = {
        location.srid = 4326
        Users.update({Users.userName eq userName})
            { it[Users.location] = location }
    }

    override fun findAll() = Users.selectAll().map { fromRow(it) }

    override fun findByBoundingBox(box: PGbox2d) =
            Users.select { Users.location within box }
                 .map { fromRow(it) }

    override fun deleteAll() = Users.deleteAll()

    private fun toRow(u: User): Users.(UpdateBuilder<*>) -> Unit = {
        it[userName] = u.userName
        it[firstName] = u.firstName
        it[lastName] = u.lastName
        it[location] = u.location
    }

    private fun fromRow(r: ResultRow) =
        User(r[Users.userName],
             r[Users.firstName],
             r[Users.lastName],
             r[Users.location])
}

控制器

控制器也非常簡潔，並使用了 Spring Framework 4.3 即將推出的 @GetMapping / @PostMapping 註解，這些註解只是 @RequestMapping 註解針對特定方法的快捷方式。

@RestController
@RequestMapping("/user")
class UserController(val repo: UserRepository) {

    @PostMapping
    @ResponseStatus(CREATED)
    fun create(@RequestBody u: User) { repo.create(u) }

    @GetMapping
    fun list() = repo.findAll()

    @GetMapping("/bbox/{xMin},{yMin},{xMax},{yMax}")
    fun findByBoundingBox(@PathVariable xMin:Double,
                          @PathVariable yMin:Double,
                          @PathVariable xMax:Double,
                          @PathVariable yMax:Double)
            = repo.findByBoundingBox(
                        PGbox2d(Point(xMin, yMin), Point(xMax, yMax)))

    @PutMapping("/{userName}/location/{x},{y}")
    @ResponseStatus(NO_CONTENT)
    fun updateLocation(@PathVariable userName:String,
                       @PathVariable x: Double,
                       @PathVariable y: Double)
            = repo.updateLocation(userName, Point(x, y))
}

客戶端是純 HTML + Javascript 應用，使用 OpenLayers 地相簿開發（詳見 index.html 和 map.js），它可以對你進行地理定位，並透過 Server-Sent Events 與其他使用者收發地理位置資訊。

最後同樣重要的是，藉助出色的 Spring REST docs 專案，REST API 得到了充分的測試和文件化，詳見 MessageControllerTests 和 index.adoc。

結論

開發這個應用給我的主要印象是它既有趣又高效，而且透過 SQL API、Kotlin 型別系統和 空安全 提供了高度的靈活性和安全性。生成的 Spring Boot 應用是一個 18 MB 的獨立可執行 jar 包，記憶體消耗很低（應用甚至可以在 -Xmx32m 下執行！！！）。使用 Spring REST docs 也令人愉快，再次展示了 Kotlin 良好的 Java 互操作性。

我遇到的一些痛點（陣列註解屬性、Java 8 Stream 支援、完整可呼叫引用支援）計劃在 Kotlin 1.1 中修復。Exposed 庫尚處於早期階段，需要進一步成熟，但從我的角度來看，它很有前景，並展示瞭如何使用 Kotlin 構建型別安全的 DSL API（這個 HTML 型別安全構建器 也是一個很好的例子）。

請記住，官方支援的 Spring Data 專案 與 Kotlin 配合得很好，正如我在 上一篇部落格文章 中的 spring-boot-kotlin-demo 專案所示。

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