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使用类型编解码器对数据进行编码

Overview

在本指南中，您可以了解编解码器以及支持类，它们在 MongoDB Kotlin 驱动程序中处理 Kotlin 对象与 BSON 数据的编码和解码。 Codec抽象类允许您将任何 Kotlin 类型映射到相应的 BSON 类型。您可以使用它将域对象直接映射到 BSON 或从 BSON 直接映射到域对象，而无需使用数据类或基于中间映射的对象，例如Document或BsonDocument 。

可以了解如何使用 Codec 抽象类来指定自定义编码和解码逻辑，并在以下部分中查看示例实施：

编解码器
CodecRegistry
CodecProvider
自定义编解码器示例

编解码器

Codec接口包含用于将 Kotlin 对象序列化和反序列化为 BSON 数据的抽象方法。您可以在该接口的实现中定义 BSON 和 Kotlin 对象之间的转换逻辑。

要实现 Codec 接口，请覆盖 encode()、 decode() 和 getEncoderClass() 抽象方法。

encode() 方法需要使用以下参数：

Parameter Type	说明
`writer`	实施 `BsonWriter` 的类的实例，该接口类型公开用于编写 BSON 文档的方法。例如，`BsonBinaryWriter` 实施写入二进制数据流。使用此实例通过适当的写入方法写入 BSON 值。
`value`	实施所编码的数据。该类型必须与分配给您的实施的类型变量相匹配。
`encoderContext`	包含有关编码为 BSON 的 Kotlin 对象数据的元信息，包括是否将当前值存储在 MongoDB 集合中。

此方法使用 BsonWriter 实例将编码值发送到 MongoDB，并且不返回值。

decode()方法返回用 BSON 数据中的值填充的 Kotlin 对象实例。此方法需要以下参数：

Parameter Type	说明
`bsonReader`	实现 `BsonReader` 的类的实例，该接口类型公开用于读取 BSON 文档的方法。例如，`BsonBinaryReader` 实施从二进制数据流中读取。
`decoderContext`	包含有关解码为 Kotlin 对象的 BSON 数据的信息。

getEncoderClass()方法返回 Kotlin 类的类实例，因为 Kotlin 由于类型擦除而无法推断类型。

请参阅以下代码示例，这些示例展示了如何实施自定义 Codec。

PowerStatus 枚举包含值“打开”和“关闭”来表示电气开关的状态。

enum class PowerStatus {
    ON,
    OFF
}

PowerStatusCodec类实现Codec ，以便将 Kotlin enum值转换为相应的 BSON 布尔值。 encode()方法将PowerStatus转换为 BSON 布尔值， decode()方法则执行相反方向的转换。

class PowerStatusCodec : Codec<PowerStatus> {
    override fun encode(writer: BsonWriter, value: PowerStatus, encoderContext: EncoderContext) = writer.writeBoolean(value == PowerStatus.ON)
    override fun decode(reader: BsonReader, decoderContext: DecoderContext): PowerStatus {
        return when (reader.readBoolean()) {
            true -> PowerStatus.ON
            false -> PowerStatus.OFF
        }
    }
    override fun getEncoderClass(): Class<PowerStatus> = PowerStatus::class.java
}

您可以将PowerStatusCodec的实例添加到CodecRegistry中，其中包含Codec与其适用的 Kotlin 对象类型之间的映射。继续访问本页的CodecRegistry部分，查看如何包含Codec 。

有关此部分中的类和接口的更多信息，请参阅以下 API 文档：

CodecRegistry

CodecRegistry 是 Codec 实例的不可变集合，这些实例对其指定的 Kotlin 类进行编码和解码。您可以使用以下任一 CodecRegistries 类静态工厂方法，从关联类型中包含的 Codec 实例构造 CodecRegistry：

fromCodecs()
fromProviders()
fromRegistries()

以下代码片段演示如何使用 fromCodecs() 方法构造 CodecRegistry：

val codecRegistry = CodecRegistries.fromCodecs(IntegerCodec(), PowerStatusCodec())

在前面的示例中，我们为 CodecRegistry 分配以下 Codec 实施：

IntegerCodec，一个用于转换 Integers 的 Codec，并且是 BSON 软件包的一部分。
PowerStatusCodec ，我们的示例Codec ，它将 Kotlin 枚举值转换为 BSON 布尔值。

您可以使用以下代码从上一示例中的 CodecRegistry 实例中检索 Codec 实例：

val powerStatusCodec = codecRegistry.get(PowerStatus::class.java)
val integerCodec = codecRegistry.get(Integer::class.java)

如果您尝试检索未注册的类的 Codec 实例，则 get() 方法会引发 CodecConfigurationException 异常。

有关此部分中的类和接口的更多信息，请参阅以下 API 文档：

CodecProvider

CodecProvider是一个接口，其中包含创建Codec实例并将其分配给CodecRegistry实例的抽象方法。与CodecRegistry类似，BSON 库使用get()方法检索的Codec实例在 Kotlin 和 BSON 数据类型之间进行转换。

但是，如果您添加的类包含需要相应Codec对象的字段，则需要确保在实例化该类的Codec之前为该类的字段实例化Codec对象。您可以使用get()方法中的CodecRegistry参数来传递Codec依赖的任何Codec实例。

以下代码示例展示了如何实现 CodecProvider 以将其在CodecRegistry 实例（例如前面示例中的 PowerStatusCodec）所需的任何 Codec 实例传递给MonolightCodec：

class MonolightCodec(registry: CodecRegistry) : Codec<Monolight> {
    private val powerStatusCodec: Codec<PowerStatus>
    private val integerCodec: Codec<Int>
    init {
        powerStatusCodec = registry[PowerStatus::class.java]
        integerCodec = IntegerCodec()
    }
    override fun encode(writer: BsonWriter, value: Monolight, encoderContext: EncoderContext) {
        writer.writeStartDocument()
        writer.writeName("powerStatus")
        powerStatusCodec.encode(writer, value.powerStatus, encoderContext)
        writer.writeName("colorTemperature")
        integerCodec.encode(writer, value.colorTemperature, encoderContext)
        writer.writeEndDocument()
    }
    override fun decode(reader: BsonReader, decoderContext: DecoderContext): Monolight {
        val monolight = Monolight()
        reader.readStartDocument()
        while (reader.readBsonType() != BsonType.END_OF_DOCUMENT) {
            when (reader.readName()) {
                "powerStatus" -> monolight.powerStatus = powerStatusCodec.decode(reader, decoderContext)
                "colorTemperature" -> monolight.colorTemperature = integerCodec.decode(reader, decoderContext)
                "_id" -> reader.readObjectId()
            }
        }
        reader.readEndDocument()
        return monolight
    }
    override fun getEncoderClass(): Class<Monolight> = Monolight::class.java
}

要查看演示使用这些 Codec 类进行读写操作的可运行示例，请参阅本指南的自定义编解码器示例一节。

默认编解码器注册表

默认编解码器注册表是一组CodecProvider类，用于指定常用 Kotlin 和 MongoDB 类型之间的转换。除非您指定其他注册表，否则驱动程序会自动使用默认编解码器注册表。

如果你需要覆盖一个或多个 Codec 类的行为，但保留其他类的默认编解码器注册表中的行为，则可以按优先顺序指定所有注册表。例如，假设你想要使用自定义 MyEnumCodec 替换枚举类型的 Codec 的默认提供商行为，则必须将其添加到默认编解码器注册表之前的注册表列表中，如以下示例所示：

val newRegistry = CodecRegistries.fromRegistries(
    CodecRegistries.fromCodecs(MyEnumCodec()),
    MongoClientSettings.getDefaultCodecRegistry()
)

有关此部分中的类和接口的更多信息，请参阅以下 API 文档部分：

BsonTypeClassMap

BsonTypeClassMap类包含 BSON 和 Kotlin 类型之间的推荐映射。您可以在自定义 Codec 或 CodecProvider 中使用此类来帮助您管理哪些Kotlin类型可将BSON types解码为实现 Iterable 或 Map 的容器类，例如 Document 类。

您可以通过传递包含新条目或替换条目的 Map 来添加或修改 BsonTypeClassMap 默认映射。

以下代码片段展示了如何检索与默认BsonTypeClassMap实例中的 BSON 类型相对应的 Kotlin 类类型：

val bsonTypeClassMap = BsonTypeClassMap()
val clazz = bsonTypeClassMap[BsonType.ARRAY]
println("Class name: " + clazz.name)

Java type: java.util.List

可以通过在 BsonTypeClassMap 构造函数中指定替换项来修改实例中的这些映射。以下代码段展示了如何将 BsonTypeClassMap 实例中的 ARRAY 的映射替换为 Set 类：

val replacements = mutableMapOf<BsonType, Class<*>>(BsonType.ARRAY to MutableSet::class.java)
val bsonTypeClassMap = BsonTypeClassMap(replacements)
val clazz = bsonTypeClassMap[BsonType.ARRAY]
println("Class name: " + clazz.name)

Java type: java.util.Set

请参阅 bsonTy peClassMap API 文档，获取默认映射的完整列表。

有关 Document 类如何使用 BsonTypeClassMap 的示例，请参阅以下类的驱动程序源代码：

自定义编解码器示例

在本部分中，我们将展示如何实现 Codec 和 CodecProvider 来定义自定义 Kotlin 类的编码和解码逻辑。我们还展示了如何指定和使用自定义实现来执行插入和检索操作。

提示

Kotlin 序列化

作为实现自定义编解码器的替代方法，您可以使用 Kotlin 序列化，通过@Serializable类处理数据编码和解码。如果您已经熟悉该框架或更喜欢使用惯用的 Kotlin 方法，则可以选择 Kotlin 序列化。有关更多信息，请参阅Kotlin 序列化文档。

以下代码片段显示名为 Monolight 的示例自定义类以及我们要在 MongoDB 集合中存储和检索的字段：

data class Monolight(
    var powerStatus: PowerStatus = PowerStatus.OFF,
    var colorTemperature: Int? = null
) {
    override fun toString(): String = "Monolight [powerStatus=$powerStatus, colorTemperature=$colorTemperature]"
}

此类包含以下字段，我们需要为每个字段分配一个 Codec：

powerStatus 描述灯是“开”还是“关”，为此我们使用 PowerStatusCodec 将特定枚举值转换为 BSON 布尔值。
colorTemperature 描述灯光的颜色并包含一个 Int 值，我们使用 BSON 库中包含的 IntegerCodec 对该值进行解码。

以下代码示例展示如何为 Monolight 类实施 Codec。请注意，构造函数需要一个 CodecRegistry 实例，从中检索对其字段进行编码和解码所需的 Codec 实例：

class MonolightCodec(registry: CodecRegistry) : Codec<Monolight> {
    private val powerStatusCodec: Codec<PowerStatus>
    private val integerCodec: Codec<Int>
    init {
        powerStatusCodec = registry[PowerStatus::class.java]
        integerCodec = IntegerCodec()
    }
    override fun encode(writer: BsonWriter, value: Monolight, encoderContext: EncoderContext) {
        writer.writeStartDocument()
        writer.writeName("powerStatus")
        powerStatusCodec.encode(writer, value.powerStatus, encoderContext)
        writer.writeName("colorTemperature")
        integerCodec.encode(writer, value.colorTemperature, encoderContext)
        writer.writeEndDocument()
    }
    override fun decode(reader: BsonReader, decoderContext: DecoderContext): Monolight {
        val monolight = Monolight()
        reader.readStartDocument()
        while (reader.readBsonType() != BsonType.END_OF_DOCUMENT) {
            when (reader.readName()) {
                "powerStatus" -> monolight.powerStatus = powerStatusCodec.decode(reader, decoderContext)
                "colorTemperature" -> monolight.colorTemperature = integerCodec.decode(reader, decoderContext)
                "_id" -> reader.readObjectId()
            }
        }
        reader.readEndDocument()
        return monolight
    }
    override fun getEncoderClass(): Class<Monolight> = Monolight::class.java
}

为了确保字段的 Codec 实例可用于 Monolight，我们实施了以下代码示例中所示的自定义 CodecProvider：

class MonolightCodecProvider : CodecProvider {
    @Suppress("UNCHECKED_CAST")
    override fun <T> get(clazz: Class<T>, registry: CodecRegistry): Codec<T>? {
        return if (clazz == Monolight::class.java) {
            MonolightCodec(registry) as Codec<T>
        } else null // Return null when not a provider for the requested class
    }
}

定义转换逻辑后，我们可以执行以下操作：

将来自 Monolight 实例的数据存储到 MongoDB 中
将 MongoDB 中的数据提到实例 Monolight

以下示例类中包含的代码通过将 MonolightCodecProvider 传递给 withCodecRegistry() 方法，从而将其赋值给 MongoCollection 实例。该示例类还使用 Monolight 类和关联的编解码器插入和检索数据：

fun main() = runBlocking {
    val mongoClient = MongoClient.create("<connection string uri>")
    val codecRegistry = CodecRegistries.fromRegistries(
        CodecRegistries.fromCodecs(IntegerCodec(), PowerStatusCodec()),
        CodecRegistries.fromProviders(MonolightCodecProvider()),
        MongoClientSettings.getDefaultCodecRegistry()
    )
    val database = mongoClient.getDatabase("codecs_example_products")
    val collection = database.getCollection<Monolight>("monolights")
        .withCodecRegistry(codecRegistry)
    // Construct and insert an instance of Monolight
    val myMonolight = Monolight(PowerStatus.ON, 5200)
    collection.insertOne(myMonolight)
    // Retrieve one or more instances of Monolight
    val lights =  collection.find().toList()
    println(lights)
}

[Monolight [powerStatus=ON, colorTemperature=5200]]

有关本节中提到的方法和类的详情，请参阅以下 API 文档：

后退

Kotlin 序列化

来年

时间序列集合