OGNL 语言介绍与实践

OGNL 是 Object-Graph Navigation Language 的缩写，从语言角度来说：它是一个功能强大的表达式语言，用来获取和设置 Java™对象的属性。 OGNL 在许多的地方都有应用。本文将对 OGNL 进行介绍以及如何使用 OGNL 。

OGNL 的历史

OGNL 最初是为了能够使用对象的属性名来建立 UI 组件 (component) 和控制器 (controllers) 之间的联系，简单来说就是：视图与控制器之间数据的联系。后来为了应付更加复杂的数据关系，Drew Davidson 发明了一个被他称为 KVCL(Key-Value Coding Language) 的语言。 Luke 参与进来后，用 ANTLR 来实现了该语言，并给它取了这个新名字，他后来又使用 JavaCC 重新实现了该语言。目前 OGNL 由 Drew 来负责维护。目前很多项目中都用到了 OGNL，其中不乏为大家所熟知的，例如几个流行的 web 应用框架：WebWork，Tapestry 等。

什么是 OGNL？

OGNL 是 Object-Graph Navigation Language 的缩写，从语言角度来说：它是一个功能强大的表达式语言，用来获取和设置 java 对象的属性 , 它旨在提供一个更高抽象度语法来对 java 对象图进行导航，OGNL 在许多的地方都有应用，例如：

作为 GUI 元素（textfield,combobox, 等）到模型对象的绑定语言。
数据库表到 Swing 的 TableModel 的数据源语言。
web 组件和后台 Model 对象的绑定语言 (WebOGNL,Tapestry,WebWork,WebObjects) 。
作为 Jakarata Commons BeanUtils 或者 JSTL 的表达式语言的一个更具表达力的替代语言。

另外，java 中很多可以做的事情，也可以使用 OGNL 来完成，例如：列表映射和选择。对于开发者来说，使用 OGNL，可以用简洁的语法来完成对 java 对象的导航。通常来说：通过一个“路径”来完成对象信息的导航，这个“路径”可以是到 java bean 的某个属性，或者集合中的某个索引的对象，等等，而不是直接使用 get 或者 set 方法来完成。

为什么需要表达式语言 (EL)

表达式语言（EL）本质上被设计为：帮助你使用简单的表达式来完成一些“常用”的工作。通常情况下，ELs 可以在一些框架中找到，它被是用来简化我们的工作。例如：大家熟知的 Hibernate，使用 HQL(Hibernate Query Language) 来完成数据库的操作，HQL 成了开发人员与复查的 SQL 表达式之间的一个桥梁。在 web 框架下，表达式语言起到了相似的目的。它的存在消除了重复代码的书写。例如：当没有 EL 的时候，为了从 session 中得到购物车并且将 ID 在网页上呈现出来，当直接在 jsp 中使用 java 代码来完成的时候，一般是：

<%     ShoppingCart cart = (ShoppingCart) session.get("cart");     int id = cart.getId();     %>     <%= id%>

你也可以将这些 code 压缩成一句，如下，但是现在代码就很不直观，且不可读。另外，虽然变成了一句，但是与上面的原始的例子一样，也包含了同样的表达式。例如：类型转换：转换成 ShoppingCart 。这里只不过是将原来的三个表达式变成了一句，其复杂度是没有得到简化的。

<%= ((ShoppingCart) session.get("cart")).getId() %>

当在 web 框架中使用表达式语言的时候，则可以有效的处理这种代码的复杂性。而不需要你，调用 servelet API，类型转换，然后再调用 getter 方法，多数的 Els 都可将这个过程简化为类似于：#session.cart.id 这中更可读的表达式。表达式：#session.cart.id 与 java 代码不一样的是：没有 java 代码的 get 方法调用和类型转换。因为这些操作是非常“常用”的，这时候使用 EL 就顺理成章了，使用 EL 可以“消除”这些代码。

OGNL 的基本语法

OGNL 表达式一般都很简单。虽然 OGNL 语言本身已经变得更加丰富了也更强大了，但是一般来说那些比较复杂的语言特性并未影响到 OGNL 的简洁：简单的部分还是依然那么简单。比如要获取一个对象的 name 属性，OGNL 表达式就是 name, 要获取一个对象的 headline 属性的 text 属性，OGNL 表达式就是 headline.text 。 OGNL 表达式的基本单位是“导航链”，往往简称为“链”。最简单的链包含如下部分：

表达式组成部分	示例
属性名称	如上述示例中的 name 和 headline.text
方法调用	hashCode() 返回当前对象的哈希码。
数组元素	listeners[0] 返回当前对象的监听器列表中的第一个元素。

所有的 OGNL 表达式都基于当前对象的上下文来完成求值运算，链的前面部分的结果将作为后面求值的上下文。你的链可以写得很长，例如：

name.toCharArray()[0].numericValue.toString()

上面的表达式的求值步骤：

提取根 (root) 对象的 name 属性。
调用上一步返回的结果字符串的 toCharArray() 方法。
提取返回的结果数组的第一个字符。
获取字符的 numericValue 属性，该字符是一个 Character 对象，Character 类有一个 getNumericValue() 方法。
调用结果 Integer 对象的 toString() 方法。

上面的例子只是用来得到一个对象的值，OGNL 也可以用来去设置对象的值。当把上面的表达式传入 Ognl.setValue() 方法将导致 InappropriateExpressionException，因为链的最后的部分（toString()）既不是一个属性的名字也不是数组的某个元素。了解了上面的语法基本上可以完成绝大部分工作了。

如何使用 OGNL

OGNL 不仅能够去获取或者设置对象的属性，而也可以用来：完成实例方法的调用，静态方法的调用，表达式求值，Lambda 表达式等，下面我们看看如何使用 OGNL 来完成这些任务。

ognl.Ognl类

最简单的使用是直接使用 ognl.Ognl 类来评估一个 OGNL 表达式。 Ognl 类提供一些静态方法用来解析和解释 OGNL 表达式，最简单的示例是不使用上下文从一个对象中获取某个表达式的值，示例如下：

import ognl.Ognl; import ognl.OgnlException;  try {  result = Ognl.getValue(expression, root);   }     catch (OgnlException ex)     {   // Report error or recover   }

上述代码将基于 root 对象评估 expression，返回结果，如果表达式有错，比如没有找到指定的属性，将抛出 OgnlException 。更复杂一点的应用是使用预解析的表达式。这种方式允许在表达式求值之前就能捕获表达式的解析错误，应用开发人员可以缓存表达式解析出来的结果（AST），从而能在重复使用的时候提高性能。 Ognl 的 parseExpression 方法就是用来执行预解析操作的。 Ognl 2.7 版本后由于添加了“ Expression Compilation ”性能得到了质的提高，在后面章节会有介绍。 Ognl 类的获取和设置方法也可以接受一个 context map 参数，他允许你放一些自己的变量，并能在 Ognl 表达式中使用。缺省的上下文里只包含 #root 和 #context 两个键。下面的示例展示如何从 root 对象中解析出 documentName 属性，然后将当前用户名称添加到返回的结果后面：

private Map context = new HashMap();      public void setUserName(String value)     {         context.put("userName", value);     }     try {        // get value using our own custom context map        result = Ognl.getValue("userName"", context, root);     } catch (OgnlException ex) {         // Report error or recover     }

上面提到的 #root 变量指向的就是当前的 root 变量（表达式求值的初始对象（initial object））, 而 #context 就是指向的 Map 对象，下面的例子可以更直观的说明

 User root = new User();      root.setId(19612);      root.setName("sakura");          Map context = new HashMap();      context.put("who", "Who am i?");        try {              String who1 = (String)Ognl.getValue("#who", context, root);          String who2 = (String)Ognl.getValue("#context.who", context, root);          Object whoExp = Ognl.parseExpression("#who");        String who3 = (String)Ognl.getValue(whoExp, context, root);        //who1 who2 who3 返回同样的值， whoExp 重复使用可以提高效率               String name1 = (String)Ognl.getValue("name", root);        String name2 = (String)Ognl.getValue("#root.name", root);                  //name1 name2 返回同样的值     } catch (OgnlException e) {        //error handling      }

OGNL 表达式

常量：字符串：“ hello ” 字符：‘ h ’ 数字：除了像 java 的内置类型 int,long,float 和 double,Ognl 还有如例：10.01B，相当于 java.math.BigDecimal，使用’ b ’或者’ B ’后缀。 100000H，相当于 java.math.BigInteger，使用’ h ’ 或 ’ H ’ 后缀。
属性的引用例如：user.name
变量的引用例如：#name
静态变量的访问使用 @class@field
静态方法的调用使用 @class@method(args), 如果没有指定 class 那么默认就使用 java.lang.Math.
构造函数的调用例如：new java.util.ArrayList();

其它的 Ognl 的表达式可以参考 Ognl 的语言手册。

OGNL 的基本用法

OGNL 的 API，前面我们已经介绍过了，OGNL 的一个主要功能就是对象图的导航，我们看一下 OGNL 的最基本的用去取值和设置的 API
getValue

public static java.lang.Object getValue(java.lang.String expression,                                             java.util.Map context,                                             java.lang.Object root,                                             java.lang.Class resultType)                                      throws OgnlException      Evaluates the given OGNL expression to extract a value       from the given root object in a given context      Parameters:      expression - the OGNL expression to be parsed      context - the naming context for the evaluation      root - the root object for the OGNL expression      resultType - the converted type of the resultant object,                  using the context's type converter      Returns:      the result of evaluating the expression

setValue

    public static void setValue(java.lang.String expression,                                  java.util.Map context,                                  java.lang.Object root,                                  java.lang.Object value)                           throws OgnlException      Evaluates the given OGNL expression to insert a value into the      object graph rooted at the given root object given the context.      Parameters:      expression - the OGNL expression to be parsed      root - the root object for the OGNL expression      context - the naming context for the evaluation      value - the value to insert into the object graph

OGNL 的 API 设计得是很简单的，context 提供上下文，为变量和表达式的求值过程来提供命名空间，存储变量等，通过 root 来指定对象图遍历的初始变量，使用 expression 来告诉 Ognl 如何完成运算。看看下面两个简单的代码片段：\

User user1 = new User(); user1.setId(1); user1.setName("firer"); User user2 = new User(); user2.setId(2); user2.setName("firer2"); List users = new ArrayList(); users.add(user1); users.add(user2); Department dep = new Department(); dep.setUsers(users); dep.setName("dep"); dep.setId(11); Object o = Ognl.getValue("users[1].name", dep);

这里我们可以看到前面介绍的使用表达式语言的有点，使用 "users[1].name"，就能完成对 name 的取值，而不用去进行类型转换等工作。下面是一个简单的设值的例子。

User user = new User(); user.setId(1); user.setName("ffirer"); Ognl.setValue("department.name", user, "dep1");

就想前面介绍的，Ognl 也可以完成一些其它的工作，一个例子就是在我们的日常工作中，我们经常需要从列表中去“搜索”符合我们要求的对象，使用 java 的时候我们需要对列表进行遍历、类型转换、取值然后比较来得到我们想要的值，而使用 Ognl 将使这个过程变得简单，优雅。代码片段：

User user1 = new User();  user1.setId(1);  user1.setName("firer");  // 如上例创建一些 User  List users = new ArrayList();  users.add(user1);  // 将创建的 User 添加到 List 中 Department dep = new Department();  dep.setUsers(users);  List names = (List)Ognl.getValue("users.{name}", dep);  List ids = (List)Ognl.getValue("users.{? #this.id > 1}", dep);

这里表达式 "users.{name}" 将取得列表中所有 Users 的 name 属性，并以另外一个列表返回。 "users.{? #this.id > 1}" 将返回所有 id 大于 1 的 User，也以一个列表返回，包含了所有的 User 对象。这里使用的是 Ognl 的“列表投影”操作，叫这个名字是因为比较像数据库中返回某些列的操作。 Ognl 还有很多其它功能，在 Ognl 的 SVN（http://svn.opensymphony.com/svn/ognl/trunk）的 testcase 中找到如何使用它们。

OGNL 的性能

OGNL，或者说表达式语言的性能主要又两方面来决定，一个就是对表达式的解析 (Parser)，另一个是表达式的执行，OGNL 采用 javaCC 来完成 parser 的实现，在 OGNL 2.7 中又对 OGNL 的执行部分进行了加强，使用 javasisit 来 JIT(Just-In-Time) 的生成 byte code 来完成表达式的执行。 Ognl 给这个功能的名字是：OGNL Expression Compilation 。基本的使用方法是：

SimpleObject root = new SimpleObject();  OgnlContext context =  (OgnlContext) Ognl.createDefaultContext(null);  Node node =  (Node) Ognl.compileExpression(context, root, "user.name");  String userName = （String）node.getAccessor().get(context, root);

那么使用 Expression Compilation 能给 Ognl 的性能带来什么了？一个性能方面的简单测试：对比了 4 中情况：分别是：直接 Java 调用 (1), OGNL 缓存使用 expression compilation (2), OGNL 缓存使用 OGNL expression parsed（3）以及不使用任何缓存的结果（4）。

图 1. 性能对比

性能对比