动态属性的一个架构

最近做的一个项目的架构的一部分吧，这是一个项目管理系统，支持动态属性，也就是说一个资料
– 例如“项目”、“任务”就是资料，资料的属性
– 例如“名称”、“时间”都是可以在系统运行时动态增删改的。

本文就讲一讲在.NET和SQL Server里实现动态属性的方法，虽然演示代码都是C#，但我相信可以很容易的移植到Java中。

首先定义几个名词：

资料 – 是对于系统最终用户来说其要维护的数据，例如“项目”、“任务”信息等。

属性 – 即资料的一个方面的数据，或者称作字段，在C#代码里应该就是一个Property。

元数据 – 是解释属性的方式，有时我也会把它称作元属性。

属性和元数据的关系呢，可以参照Excel的实现来理解，好比说我们在一个单元格里输入了一个数据，实际上我们是输入了一个字符串，假设是“1”，当我们设置Excel使用“数字”格式呈现时，那用户在单元格里实际看到的是“1.0”，当我们设置Excel使用“日期”格式呈现时，那用户在单元格里看到的可能就是“1900-1-1”。这里，字符串“1”就是属性，而元数据实际上就类似Excel里的格式。

对于资料来说，它只保存一个属性列表，而属性有一个外键指向定义其格式的元数据，下面是资料、属性和元数据的C#定义：

 

资料

 

  1  public class GenericDynamicPropertiesEntity : IDynamicPropertiesTable, ISupportDefaultProperties
  2     {
  3         public GenericDynamicPropertiesEntity()
  4         {
  5             Properties = new List<Property>();
  6             this.FillDefaultProperties();
  7         }
  8 
  9         public string Get(string name)
 10         {
 11             var property = this.Property(name, false);
 12             if (property != null)
 13             {
 14                 return property.Value;
 15             }
 16             else
 17             {
 18                 return null;
 19             }
 20         }
 21 
 22         public Property Get(MetaProperty meta)
 23         {
 24             var property = this.Property(meta.Title, false);
 25             if (property != null)
 26             {
 27                 return this.Property(meta.Title, false);
 28             }
 29             else
 30             {
 31                 return null;
 32             }
 33         }
 34         public void Set(string name, string value)
 35         {
 36             var property = this.Property(name, true);
 37             if (property.Meta.Valid(value))
 38                 property.Value = value;
 39             else
 40                 throw new InvalidValueException(string.Format("字段\"{0}\"的值\"{1}\"无效，字段\"{0}\"的类型是\"{2}\", 期望值的格式是\"{3}\"",
 41                     name, value, property.Meta.Type, property.Meta.ExpectedFormat));
 42         }
 43 
 44         public void Set(string name, double value)
 45         {
 46             var property = this.Property(name, true);
 47             if (property.Meta.Valid(value))
 48                 property.Value = value.ToString();
 49             else
 50                 throw new InvalidValueException(string.Format("字段\"{0}\"的值\"{1}\"无效，字段\"{0}\"的类型是\"{2}\", 期望值的格式是\"{3}\"",
 51                     name, value, property.Meta.Type, property.Meta.ExpectedFormat));
 52         }
 53 
 54         public List<Property> Properties { get; private set; }
 55 
 56         [DataMember]
 57         public Guid Id { get; set; }
 58 
 59         public static T New<T>() where T : GenericDynamicPropertiesEntity, new()
 60         {
 61             return new T()
 62             {
 63                 Id = Guid.NewGuid()
 64             };
 65         }
 66 
 67         protected void SetClassValue<T>(string propertyName, T member, T value)
 68         {
 69             member = value;
 70             Set(propertyName, value != null ? value.ToJson() : null);
 71         }
 72 
 73         protected void SetNullableDateTime<T>(string propertyName, T? member, T? value) where T : struct
 74         {
 75             member = value;
 76             Set(propertyName, value.HasValue ? value.Value.ToString() : null);
 77         }
 78 
 79         protected void SetDateTime(string propertyName, DateTime member, DateTime value)
 80         {
 81             member = value;
 82             Set(propertyName, value.ToString());
 83         }
 84 
 85         protected void SetSingle(string propertyName, float member, float value)
 86         {
 87             member = value;
 88             Set(propertyName, value);
 89         }
 90 
 91         protected void SetPrimeValue<T>(string propertyName, T member, T value) where T : struct
 92         {
 93             member = value;
 94             Set(propertyName, value.ToString());
 95         }
 96 
 97         protected DateTime? GetNullableDateTime(string propertyName, DateTime? date)
 98         {
 99             if (!date.HasValue)
100             {
101                 var value = Get(propertyName);
102                 if (value != null)
103                 {
104                     date = DateTime.Parse(value);
105                 }
106             }
107 
108             return date;
109         }
110 
111         protected float GetSingle(string propertyName, float member)
112         {
113             if (float.IsNaN(member))
114             {
115                 var property = this.Property(propertyName, false);
116                 if (property != null)
117                 {
118                     member = Single.Parse(property.Value);
119                 }
120             }
121 
122             return member;
123         }
124 
125         protected DateTime GetDateTime(string propertyName, DateTime member)
126         {
127             if (member == DateTime.MinValue)
128             {
129                 var value = Get(propertyName);
130                 if (value != null)
131                 {
132                     member = DateTime.Parse(value);
133                     return member;
134                 }
135                 else
136                 {
137                     throw new PropertyNotFoundException(string.Format("在Id为\"{0}\"的对象里找不到名为\"{1}\"的属性！", Id, propertyName));
138                 }
139             }
140             else
141             {
142                 return member;
143             }
144         }
145 
146         public DateTime? ClosedDate
147         {
148             get;
149             set;
150         }
151 
152         public DateTime OpenDate
153         {
154             get;
155             set;
156         }
157 
158         public DateTime LastModified
159         {
160             get;
161             set;
162         }
163 
164         public string Creator
165         {
166             get;
167             set;
168         }
169 
170         public string LastModifiedBy
171         {
172             get;
173             set;
174         }
175     }

属性

 

 1     /// <summary>
 2     /// 资料的属性
 3     /// </summary>
 4     public class Property : ITable
 5     {
 6         /// <summary>
 7         /// 获取和设置资料的值
 8         /// </summary>
 9         /// <remarks>
10         /// 对于普通类型，例如float等类型直接就保存其ToString的返回结果
11         /// 对于复杂类型，则保存其json格式的对象
12         /// </remarks>
13         // TODO: 第二版 - 需要考虑国际化情形下，属性有多个值的情形！
14         public string Value { get; set; }
15         
16         /// <summary>
17         /// 获取和设置属性的Id
18         /// </summary>
19         public Guid Id { get; set; }
20 
21         public MetaProperty Meta { get; set; }
22 
23         /// <summary>
24         /// 获取和设置该属性对应的元数据Id
25         /// </summary>
26         public Guid MetaId { get; set; }
27 
28         /// <summary>
29         /// 该属性对应的资料的编号
30         /// </summary>
31         public Guid EntityId { get; set; }
32 
33         /// <summary>
34         /// 获取和设置该属性所属的资料
35         /// </summary>
36         public GenericDynamicPropertiesEntity Entity { get; set; }
37 }

元数据

 

  1 public class MetaProperty : INamedTable, ISecret
  2     {
  3         public Guid Id { get; set; }
  4 
  5         public string BelongsToMaterial { get; set; }
  6 
  7         public String Title { get; set; }
  8 
  9         public string Type { get; set; }
 10 
 11         public string DefaultValue { get; private set; }
 12 
 13         /// <summary>
 14         /// 获取和设置属性的权限
 15         /// </summary>
 16         public int Permission { get; set; }
 17 
 18         public virtual string ExpectedFormat { get { return string.Empty; } }
 19 
 20         public virtual bool Valid(string value)
 21         {
 22             return true;
 23         }
 24 
 25         public virtual bool Valid(double value)
 26         {
 27             return true;
 28         }
 29 
 30         public static MetaProperty NewString(string name)
 31         {
 32             return new MetaProperty()
 33             {
 34                 Id = Guid.NewGuid(),
 35                 Title = name,
 36                 Type = Default.MetaProperty.Type.String,
 37                 Permission = Default.Permission.Mask
 38             };
 39         }
 40 
 41         public static MetaProperty NewNumber(string name, double defaultValue = 0.0)
 42         {
 43             return new MetaProperty()
 44             {
 45                 Id = Guid.NewGuid(),
 46                 Title = name,
 47                 Type = Default.MetaProperty.Type.Number,
 48                 Permission = Default.Permission.Mask,
 49                 DefaultValue = defaultValue.ToString()
 50             };
 51         }
 52 
 53         public static MetaProperty NewAddress(string name)
 54         {
 55             return new MetaProperty()
 56             {
 57                 Id = Guid.NewGuid(),
 58                 Title = name,
 59                 Type = Default.MetaProperty.Type.Address,
 60                 Permission = Default.Permission.Mask
 61             };
 62         }
 63 
 64         public static MetaProperty NewRelationship(string name)
 65         {
 66             return new MetaProperty()
 67             {
 68                 Id = Guid.NewGuid(),
 69                 Title = name,
 70                 Type = Default.MetaProperty.Type.Relationship,
 71                 Permission = Default.Permission.Mask
 72             };
 73         }
 74 
 75         public static MetaProperty NewDateTime(string name)
 76         {
 77             return new MetaProperty()
 78             {
 79                 Id = Guid.NewGuid(),
 80                 Title = name,
 81                 Type = Default.MetaProperty.Type.DateTime,
 82                 Permission = Default.Permission.Mask
 83             };
 84         }
 85 
 86         public static MetaProperty NewDate(string name)
 87         {
 88             return new MetaProperty()
 89             {
 90                 Id = Guid.NewGuid(),
 91                 Title = name,
 92                 Type = Default.MetaProperty.Type.Date,
 93                 Permission = Default.Permission.Mask
 94             };
 95         }
 96 
 97         public static MetaProperty NewTime(string name)
 98         {
 99             return new MetaProperty()
100             {
101                 Id = Guid.NewGuid(),
102                 Title = name,
103                 Type = Default.MetaProperty.Type.Time,
104                 Permission = Default.Permission.Mask
105             };
106         }
107 
108         public static MetaProperty NewUser(string name)
109         {
110             return new MetaProperty()
111             {
112                 Id = Guid.NewGuid(),
113                 Title = name,
114                 Type = Default.MetaProperty.Type.User,
115                 Permission = Default.Permission.Mask
116             };
117         }
118 
119         public static MetaProperty NewUrl(string name)
120         {
121             return new UrlMetaProperty()
122             {
123                 Id = Guid.NewGuid(),
124                 Title = name,
125                 Type = Default.MetaProperty.Type.Url,
126                 Permission = Default.Permission.Mask
127             };
128         }
129 
130         public static MetaProperty NewTag(string name)
131         {
132             return new MetaProperty()
133             {
134                 Id = Guid.NewGuid(),
135                 Title = name,
136                 Type = Default.MetaProperty.Type.Tag,
137                 Permission = Default.Permission.Mask
138             };
139         }
140     }
141 
142     public class MetaProperties : List<MetaProperty>
143     {
144         public MetaProperty Find(string name)
145         {
146             return this.SingleOrDefault(p => String.Compare(p.Title, name) == 0);
147         }
148 }

 

维护资料时，使用类似下面的代码就可以给资料创建无限多的属性，可以事先、事后给属性关联元数据，以便定义编辑和显示方式（里面用到一些Ioc和Mock）：

 1      [TestMethod]
 2         public void 验证客户资料的动态属性的可行性()
 3         {
 4             var rep = new MemoryContext();
 5             MemoryMetaSet metas = new MemoryMetaSet();
 6             metas.Add(typeof(Customer), MetaProperty.NewString("姓名"));
 7             metas.Add(typeof(Customer), MetaProperty.NewNumber("年龄"));
 8             metas.Add(typeof(Customer), MetaProperty.NewAddress("地址"));
 9             metas.Add(typeof(Customer), MetaProperty.NewRelationship("同事"));
10             rep.MetaSet = metas;
11 
12             var builder = new ContainerBuilder();
13             var mocks = new Mockery();
14             var user = mocks.NewMock<IUser>();
15             Expect.AtLeastOnce.On(user).GetProperty("Email").Will(Return.Value(DEFAULT_USER_EMAIL));
16 
17             builder.RegisterInstance(user).As<IUser>();
18             builder.RegisterInstance(rep).As<IContext>();
19             var back = IocHelper.Container;
20             try
21             {
22                 IocHelper.Container = builder.Build();
23 
24                 var customer = Customer.New<Customer>();
25                 customer.Set("姓名", "XXX");
26                 customer.Set("年龄", 28);
27                 customer.Set("地址", "ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ");
28 
29                 var colleague = Customer.New<Customer>();
30                 colleague.Set("姓名", "YYY");
31 
32                 // 对于稍微复杂一点的对象，我们可以用json对象
33                 customer.Set("同事", Relationship.Colleague(customer, colleague).ToString());
34 
35                 Assert.AreEqual("XXX", customer.Get("姓名"));
36             }
37             finally
38             {
39                 IocHelper.Container = back;
40             }
41         }

 

因为动态属性事先不知道其格式，为了实现搜索功能，无法在编写程序的时候拼接查询用的SQL语句，因此我抽象了一层，定义了一个小的查询语法，写了一个小小的编译器将查询语句转化成SQL语句，实现了对动态属性的查询功能，请看下面的测试用例：

 

 1         [TestMethod]
 2         public void 测试简单的条件组合查询()
 3         {
 4             using (var context = IocHelper.Container.Resolve<IContext>())
 5             {
 6                 var customer = Customer.New<Customer>();
 7                 customer.Set("姓名", "测试简单的条件组合查询");
 8                 customer.Set("年龄", 28);
 9                 customer.Set("地址", "上海市浦东新区");
10                 context.Customers.Add(customer);
11                 context.SaveChanges();
12 
13                 var result = context.Customers.Query("(AND (姓名='测试简单的条件组合查询')" +
14                                                      "     (年龄 介于 1 到 30)" +
15                                                      ")");
16                 Assert.IsTrue(result.Count() > 0);
17                 var actual = result.First();
18                 Assert.AreEqual("测试简单的条件组合查询", actual.Get("姓名"));
19                 Assert.AreEqual("28", actual.Get("年龄"));
20             }
21         }

 

上面测试用例里的查询语句：

(AND (姓名='测试简单的条件组合查询') (年龄 介于 1 到 30) )

经过Query函数的编译之后，会转化成下面的两段SQL语句：

 

SELECT e.*, p.* FROM  Properties AS p INNER JOIN  GenericDynamicPropertiesEntities AS e ON p.EntityId = e.Id INNER JOIN  MetaSet AS m ON p.MetaId = m.Id  WHERE  ((CASE  WHEN m.Type = '日期时间型' AND (CONVERT(datetime, p.Value) = N'测试简单的条件组合查询') AND (m.Title = N'姓名') THEN 1  WHEN m.Type = '字符串' AND (p.Value = N'测试简单的条件组合查询') AND (m.Title = N'姓名') THEN 1  ELSE 0 END = 1))

 

SELECT e.*, p.* FROM  Properties AS p INNER JOIN  GenericDynamicPropertiesEntities AS e ON p.EntityId = e.Id INNER JOIN  MetaSet AS m ON p.MetaId = m.Id  WHERE  ((CASE  WHEN m.Type = '数字型' AND (CONVERT(int, p.Value) BETWEEN 1 AND 30) AND (m.Title = N'年龄') THEN 1  WHEN m.Type = '日期时间型' AND (CONVERT(datetime, p.Value) BETWEEN N'1' AND N'30') AND (m.Title = N'年龄') THEN 1  ELSE 0 END = 1))

 

然后分别执行查询并在业务层将求解查询结果的交集，也许是可以直接生成一条SQL语句交给数据库处理成最精简的结果再返回的，但是因为开发时间、以及目标客户的关系，暂时没有花精力做这个优化。

当然上面的查询语句写起来还比较复杂，因此我做了一个界面方便用户编辑查询条件，另外对资料属性的编辑、元数据维护等内容，后面再写文章说，蚊子太多了…… 

 

 

 

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