1. 概览

数据导出是日常开发的常见功能,及将数据导出为Excel并提供下载。Java 生态存在大量的 Excel 操作类库,基于这些类库便可完成相关功能。这样,大量繁杂、无意义的代码耗费着宝贵的人力资源,大家距离 996 又近了几分,那有没有更优解呢?

1.1. 背景

刚刚接到产品需求,准备为众多“列表”功能增加下载支持,简单来说就是:新增一个“导出”按钮,点击时,将列表数据导入到 Excel 并进行下载。

需求很简单,功能也很明确,接到需求后,小伙伴们着手准备:

  1. 使用 poi 可以将数据写入 Excel,但 poi 的 api 过于复杂,存在一定的学习成本;
  2. 工作量巨大,涉及较多的列表页面,每个列表的字段数量也不少;
  3. 期望列表展示和Excel 数据同源,发生变更时只需要修改一次,列表和Excel能同时生效;

不知道你怎么想,面对这些枯燥的体力工作,我极为反感。

1.2. 目标

“懒” 是人类进步的“原动力”。手懒心不懒,让脑力解放体力!!!

设计目标如下:

  1. 屏蔽复杂的 API,降低使用门槛;
  2. 使用声明式替代编码,提升开发效率;
  3. 为一般场景提供通用能力,方便快速支持以下能力:
  • 自定义标题
  • 自定义顺序
  • 支持嵌套对象
  • 支持自定义格式
  • 支持自定义样式
  1. 为特殊场景提供定制能力,以满足个性化需求;
2. 快速入门2.1. 引入 starter 以及相关依赖

首先,在 pom 文件中增加 excelasbean starter 以及 poi 依赖。

<dependency> <groupId>com.geekhalo.lego</groupId> <artifactId>lego-starter-excelasbean</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.poi</groupId> <artifactId>poi</artifactId> </dependency>

2.2. 使用 ExcelAsBeanService 完成 excel 导出

其次,将 ExcelAsBeanService 注入到自己的 Sevice 中,使用 write 等一系列方法完成 数据写入。

示例代码如下:

//注入excelAsBeanService //由ExcelAsBeanAutoConfiguration完成ExcelAsBeanService的注册 @Autowired privateExcelAsBeanServiceexcelAsBeanService; public<DextendsUser>HSSFWorkbookdownloadUser(Class<D>cls,Supplier<D>supplier){ //1.准备数据 List<D>users=createUser(100,supplier); //2.创建Workbook HSSFWorkbookhssfWorkbook=newHSSFWorkbook(); //3.向Sheet中写入数据 this.excelAsBeanService.writheaderAndDataToSheet(hssfWorkbook,"User",cls,users); //4.返回workbook returnhssfWorkbook; }

ExcelAsBeanService 中涉及写操作包括:

方法名

含义

writHeaderAndDataToSheet

一次性写入 标题 和 数据

writDataToSheet

仅写入数据,主要用于数据追加操作

2.3. 在 JavaBean 上增加相关注解

最后,只要在 JavaBean 增加相关注解,便可以导出 Excel。

从简单到复杂,框架提供了多种定制能力,具体如下:

2.3.1. 简单导出

最简单的方式,只需增加 @HSSFHeader 注解,并指定好 Header 的标题即可。

示例代码如下:

@Data publicclassUserV1implementsUser{ @HSSFHeader(title="编号") privateLongid; @HSSFHeader(title="姓名") privateStringname; @HSSFHeader(title="生日") privateDatebirthAt; @HSSFHeader(title="年龄") privateIntegerage; }

运行效果如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(1)

简单导出

备注:@HSSFHeader 具有标记作用,JavaBean 中没有 @HSSFHeader 标记的字段或方法不会进行导出。

2.3.2. 自定义列顺序

默认情况下,Excel 中的列与 JavaBean 属性定义顺序相关;如有需要,可自定义列的顺序。

增加自定义列顺序,相关代码如下:

@Data publicclassUserV2implementsUser{ @HSSFHeader(title="编号",order=1) privateLongid; @HSSFHeader(title="姓名",order=2) privateStringname; @HSSFHeader(title="生日",order=4) privateDatebirthAt; @HSSFHeader(title="年龄") @HSSFShowOrder(3) privateIntegerage; }

可以通过 @HSSFHeader 的 order 指定顺序,也可以使用 @HSSFShowOrder 进行指定,具体效果如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(2)

自定义列顺序

见图,年龄 和 生日 的顺序发生变化。

2.3.3. 导出嵌入对象

当 JavaBean 属性为另一个对象时,我们需要将关联对象也一并导出。

首先,定义关联对象,示例如下:

@Data @Builder publicclassAddress{ privateLongid; @HSSFHeader(title="省") privateStringl1; @HSSFHeader(title="市") privateStringl2; @HSSFHeader(title="区") privateStringl3; @HSSFHeader(title="详细地址") privateStringl4; }

关联对象只是在 Address 上增加了 @HSSFHeader 注解。

其次,使用 @HSSFEmbedded 对嵌入对象进行标记。示例如下:

@Data publicclassUserV3implementsUser{ @HSSFHeader(title="编号",order=1) privateLongid; @HSSFHeader(title="姓名",order=2) privateStringname; @HSSFHeader(title="生日",order=4) privateDatebirthAt; @HSSFHeader(title="年龄",order=3) privateIntegerage; @HSSFEmbedded @HSSFShowOrder(5) privateAddressaddress; }

运行效果如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(3)

导出嵌入对象

如图,Address 内部属性已经完全展开并写入到 Excel。

2.3.4. 自定义格式化方法

当直接对属性进行展示不能满足需求时,可以通过自定义方法对输出内容进行格式化。

比如,需要对 Address 对象中的内容进行自定义展示,示例如下:

@Data publicclassUserV4implementsUser{ @HSSFHeader(title="编号",order=1) privateLongid; @HSSFHeader(title="姓名",order=2) privateStringname; @HSSFHeader(title="生日",order=4) privateDatebirthAt; @HSSFHeader(title="年龄",order=3) privateIntegerage; @HSSFEmbedded @HSSFShowOrder(5) privateAddressaddress; @HSSFHeader(title="详细地址",order=6) publicStringshowAddress(){ if(this.address==null){ return"暂无地址"; } returnnewStringBuilder() .append(this.address.getL1()).append(",") .append(this.address.getL2()).append(",") .append(this.address.getL3()).append(",") .append(this.address.getL4()) .toString(); } }

首先,将展示规则封装到方法中,如 showAddress();然后,在方法上增加 @HSSFHeader 注解。

运行效果如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(4)

导出嵌入对象

如图,Excel 中新增 “详细地址” 列。

2.3.5. 添加样式

如果觉得展示比较枯燥,可以自定义 Header 和 Data 的显示样式。

在类上指定全局 Header 样式,示例如下:

@Data @HSSFHeaderStyle("header") publicclassUserV5implementsUser{ @HSSFHeader(title="编号",order=1) privateLongid; @HSSFHeader(title="姓名",order=2) privateStringname; @HSSFHeader(title="生日",order=4) privateDatebirthAt; @HSSFHeader(title="年龄",order=3) privateIntegerage; @HSSFEmbedded @HSSFShowOrder(5) privateAddressaddress; @HSSFHeader(title="详细地址",order=6) publicStringshowAddress(){ if(this.address==null){ return"暂无地址"; } returnnewStringBuilder() .append(this.address.getL1()).append(",") .append(this.address.getL2()).append(",") .append(this.address.getL3()).append(",") .append(this.address.getL4()) .toString(); } }

在 UserV5 类上增加 @HSSFHeaderStyle("header"),指定表头使用 header 样式。

运行效果如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(5)

添加样式

如图,表头的样式发生了变化。

备注:自定义样式,需要提供 HSSFCellStyleFactory 实现,详见 “设计&扩展” 部分

3. 设计&扩展3.1. 核心设计3.1.1. 整体设计

整体设计如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(6)

整体设计

按照层级结构,将核心组件拆分为:

  1. 每一个 class 通过解析后,获得一个与之对应的 HSSFSheetWriter;
  2. 每一个 HSSFSheetWriter 包含一个 HSSFRowWriter,完成“写标题”和“写数据”操作;
  3. 每一个 HSSFRowWriter 包含若干个 HSSFColumnWriter 对象,共同完成每一行的写;
  4. 每一个 HSSFColumnWriter 包含两个 HSSFCellWriterChain,负责写标题 和 数据;
  5. 每一个 HSSFCellWriterChain 包含 HSSFValueSupplier、HSSFCellConfigurator、HSSFCellWriter 共同完成一个 Cell 的写操作;

其中,操作的核心逻辑基本在 HSSFCellWriterChain 中,其他结构主要完成组件组装。

3.1.1. CellWriterChain 设计

CellWriterChain 是写入流程的核心,整体设计如下:

怎么导出excel里数据(分分钟搞定Excel数据导出)(7)

写入链设计

从写流程来看,包括:

  1. HSSFValueSupplier 从 JavaBean 中获取数据,包括从注解中获取标题信息,从字段读取数据,执行方法获取数据等;
  2. HSSFCellConfigurator 对 Cell 进行配置,比如设置自适应宽度、设置显示样式等;
  3. HSSFCellWriter 将数据写入到 Cell 中,包括简单数据 String、Long、Double 等,也包括自定义 Date 格式等;

从装配流程来看,包括:

  1. Spring 容器中注册有大量的 Factory,包括HSSFHeaderValueSupplierFactory、HSSFDataValueSupplierFactory、HSSFHeaderCellConfiguratorFactory、HSSFDataCellConfiguratorFactory、HSSFHeaderCellWriterFactory、HSSFDataCellWriterFactory等
  2. 将众 Factory 注入到对于的 Factories,由Factories 对外提供统一入口。Factories 包括 HSSFValueSupplierFactories、HSSFCellConfiguratorFactories、HSSFCellWriterFactories 等;
  3. DefaultHSSFCellWriterChainFactory 从 Factories 中获取组件,将其封装为 HSSFCellWriterChain;
  4. 最后,由 HSSFCellWriterChain 完成数据写入流程;
3.2. 功能扩展

为了应对个性化需求,框架提供了众多扩展点,其中最重要的扩展点包括,HSSFValueSupplier、HSSFCellWriter 和 HSSFCellConfigurator。

三者协助组成 HSSFCellWriterChain,完成数据写入操作。

3.2.1. HSSFValueSupplier

从 Bean 中提取数据。

HSSFValueSupplier 定义如下:

@FunctionalInterface publicinterfaceHSSFValueSupplier<T,R>extendsFunction<T,R>{ }

直接继承自 Function,输入为 JavaBean 对象,输出为待写入数据。

目前,系统实现如下:

系统实现

功能

FixValueSupplier

提供固定值作为写入数据,比如在 HSSFHeader 配置的 title 信息

FieldBasedDataValueSupplier

从 field 中读取数据

MethodBasedValueSupplier

执行 method 获取数据

备注:一般情况下无需进行扩展

3.2.2. HSSFCellConfigurator

在执行写入操作前,对 Cell 进行配置。

HSSFCellConfigurator 定义如下:

publicinterfaceHSSFCellConfigurator{ /** *对Cell进行配置 *@paramcontext *@paramcolumnIndex *@paramcell */ voidconfigFor(HSSFCellWriterContextcontext,intcolumnIndex,HSSFCellcell); }

目前,系统中实现包括:

系统实现

功能

AutoSizeCellConfigurator

为列设置自适应大小

HSSFCellStyleConfigurator

为列设置显示样式

如需对样式进行定制,需实现 HSSFCellStyleFactory 并根据 name 返回不同的样式。实例代码如下:

@Component publicclassDemoHSSFCellStyleFactoryimplementsHSSFCellStyleFactory{ @Override publicHSSFCellStylecreateStyle(HSSFCellWriterContextcontext,Stringname){ if("header".equalsIgnoreCase(name)){ returncreateForHeader(context.getWorkbook()); } if("data".equalsIgnoreCase(name)){ returncreateForData(context.getWorkbook()); } returnnull; } privateHSSFCellStylecreateForData(HSSFWorkbookworkbook){ //定义data展示样式 returnstyle; } privateHSSFCellStylecreateForHeader(HSSFWorkbookworkbook){ //定义header展示样式 returnstyle; } }

3.2.3. HSSFCellWriter

负责向 Cell 中写入数据,比如对数据进行格式化。

HSSFCellWriter 接口定义如下:

publicinterfaceHSSFCellWriter<D>{ /** *向Cell写入数据 *@paramcontext *@paramcell待写入的Cell *@paramdata待写入的data */ voidwrite(HSSFCellWriterContextcontext,HSSFCellcell,Ddata); }

目前,系统中的实现包括:

实现类

功能

DefaultHSSFCellWriter

默认实现,主要用于处理简单属性

DateFormatHSSFCellWriter

对 Date、LocalDate、LocalDateTime 等进行自定义格式化

备注:如需复杂的转换,可以通过扩展 HSSFCellWriter 的方式实现。

4. 项目信息

项目仓库地址:https://gitee.com/litao851025/lego

项目文档地址:https://gitee.com/litao851025/lego/wikis/support/ExcelAsBean-数据导出

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