Spring

Posted 2021-01-25 jerzy

概念

spring的最基本的功能就是创建对象及管理这些对象之间的依赖关系，实现低耦合、高内聚。还提供像通用日志记录、性能统计、安全控制、异常处理等面向切面的能力，还能帮我们管理最头疼的数据库事务，本身提供了一套简单的JDBC访问实现，提供与 第三方数据访问框架集成（如Hibernate、JPA），与各种Java EE技术整合（如Java Mail、任务调度等等），提供一套自己的web层框架Spring MVC、而且还能非常简单的与第三方web框架集成。从这里我们可以认为Spring是一个超级粘合平台，除了自己提供功能外，还提供粘合其他技术和框架 的能力，从而使我们可以更自由的选择到底使用什么技术进行开发。而且不管是JAVA SE（C/S架构）应用程序还是JAVA EE（B/S架构）应用程序都可以使用这个平台进行开发。

Spring核心容器：核心容器提供 Spring 框架的基本功能。核心容器的主要组件是 BeanFactory，它是工厂模式的实现。BeanFactory 使用控制反转 （IOC） 模式将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。

Spring 上下文：Spring 上下文是一个配置文件，向 Spring 框架提供上下文信息。Spring 上下文包括企业服务，例如 JNDI、EJB、电子邮件、国际化、校验和调度功能。

Spring AOP：通过配置管理特性，Spring AOP 模块直接将面向方面的编程功能集成到了 Spring 框架中。所以，可以很容易地使 Spring 框架管理的任何对象支持 AOP。Spring AOP 模块为基于 Spring 的应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 Spring AOP，不用依赖 EJB 组件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。

Spring DAO：JDBC DAO 抽象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。Spring DAO 的面向 JDBC 的异常遵从通用的 DAO 异常层次结构。

Spring ORM：Spring 框架插入了若干个 ORM 框架，从而提供了 ORM(对象关系映射) 的对象关系工具，其中包括 JDO、Hibernate 和 iBatis SQL Map。所有这些都遵从 Spring 的通用事务和 DAO 异常层次结构。

Spring Web 模块：Web 上下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 Web 的应用程序提供了上下文。所以，Spring 框架支持与 Jakarta Struts 的集成。Web 模块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。

Spring MVC 框架：MVC 框架是一个全功能的构建 Web 应用程序的 MVC 实现。通过策略接口，MVC 框架变成为高度可配置的，MVC 容纳了大量视图技术，其中包括 JSP、Velocity、Tiles、iText 和 POI。

Spring是一个开源框架，Spring是于2003 年兴起的一个轻量级的Java 开发框架，由d Rod Johnson在其著作 Expert One-On-One J2EE Development and Design 中阐述的部分理念和原型衍生而来。

J2EE: Java 2 Platform Enterprise Edition

Sun公司在1998年发表JDK1.2版本的时候， 使用了新名称Java 2 Platform，即“Java2平台”，修改后的JDK称为Java 2 Platform Software Develping Kit，即J2SDK。并分为标准版(Standard Edition，J2SE), 企业版(Enterprise Edition，J2EE)，微型版(MicroEdition，J2ME)。J2EE便由此诞生。

运行流程

注：本文梳理启动流程使用的Spring版本：4.3.10.RELEASE

启动IoC容器

spring的启动过程其实就是其IoC容器的启动过程，对于web程序，IoC容器启动过程即是建立上下文的过程。

<!-- spring上下文参数，用来指定配置文件的路径和名字 -->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring-*.xml</param-value>
</context-param>

<!-- spring监听器，用来监听服务器的启动和停止，当服务器启动的时候，马上初始化spring容器 -->
<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

// ContextLoaderListener
import javax.servlet.ServletContextEvent;
import javax.servlet.ServletContextListener;

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {

    public ContextLoaderListener() {
    }

    public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
        super(context);
    }
    
    //在启动项目时会触发contextInitialized方法（该方法主要完成ApplicationContext对象的创建）
    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }

    //在关闭项目时会触发contextDestroyed方法（该方法会执行ApplicationContext清理操作）
    @Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
        closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
        ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
    }

}

① 启动项目时触发contextInitialized方法，该方法就做一件事：通过父类contextLoader的initWebApplicationContext方法创建Spring上下文对象。

② initWebApplicationContext方法做了三件事：创建 WebApplicationContext；加载对应的Spring文件创建里面的Bean实例；将WebApplicationContext放入 ServletContext（就是Java Web的全局变量）中。

③ createWebApplicationContext 创建上下文对象，支持用户自定义的 上下文对象，但必须继承自ConfigurableWebApplicationContext，而Spring MVC默认使用ConfigurableWebApplicationContext作为ApplicationContext（它仅仅是一个接口）的实现。

// 从父类ContextLoader继承的方法
protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc) {
        Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);
        if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
            throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +
                    "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");
        }
        return (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
    }

④ configureAndRefreshWebApplicationContext方法用 于封装ApplicationContext数据并且初始化所有相关Bean对象。它会从web.xml中读取名为 contextConfigLocation的配置，这就是spring.xml数据源设置，然后放到ApplicationContext中，最后调用传说中的refresh方法执行所有Java对象的创建。

// 从父类ContextLoader继承的方法
protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac, ServletContext sc) {
        if (ObjectUtils.identityToString(wac).equals(wac.getId())) {
            // The application context id is still set to its original default value
            // -> assign a more useful id based on available information
            String idParam = sc.getInitParameter(CONTEXT_ID_PARAM);
            if (idParam != null) {
                wac.setId(idParam);
            }
            else {
                // Generate default id...
                wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX +
                        ObjectUtils.getDisplayString(sc.getContextPath()));
            }
        }

        wac.setServletContext(sc);
        String configLocationParam = sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM);
        if (configLocationParam != null) {
            wac.setConfigLocation(configLocationParam);
        }

        ConfigurableEnvironment env = wac.getEnvironment();
        if (env instanceof ConfigurableWebEnvironment) {
            ((ConfigurableWebEnvironment) env).initPropertySources(sc, null);
        }

        customizeContext(sc, wac);
        wac.refresh();//创建对象
    }

⑤ 完成ApplicationContext创建之后就是将其放入ServletContext中，注意它存储的key值常量。

初始化DispatcherServlet

    <servlet>
        <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>classpath:app.xml</param-value>
        </init-param>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>dispatcherServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

这段为启动初始化DispatcherServlet ，web.xml中设置了Servlet的 load-on-startup：表示启动容器时初始化该Servlet。

url-pattern：表示哪些请求交给Spring Web MVC处理，

“/” 是用来定义默认servlet映射的。也可以如“*.html”表示拦截所有以html为扩展名的请求。

DispatcherServlet默认使用WebApplicationContext（ContextLoaderListener初始化产生）作为上下文，Spring默认配置文件为“/WEB-INF/[servlet名字]-servlet.xml”（该名字可以自定义，在<param-value>）。

顺序

（1）HttpServletBean继承HttpServlet，因此在Web容器启动时将调用它的init方法，该初始化方法的主要作用：将Servlet初始化参数（init-param）设置到该组件上（如contextAttribute、contextClass、namespace、contextConfigLocation），通过BeanWrapper简化设值过程，方便后续使用；提供给子类初始化扩展点，initServletBean()，该方法由FrameworkServlet覆盖。

（2）FrameworkServlet继承HttpServletBean，通过initServletBean()进行Web上下文初始化，该方法主要覆盖一下两件事情：初始化web上下文；提供给子类初始化扩展点。

（3）DispatcherServlet继承FrameworkServlet，并实现了onRefresh()方法提供一些前端控制器相关的配置。

整个DispatcherServlet初始化的过程和做了些什么事情，具体主要做了如下两件事情：

1、初始化Spring Web MVC使用的Web上下文，并且指定父容器为WebApplicationContext（ContextLoaderListener加载了的根上下文）；

2、初始化DispatcherServlet使用的策略，如HandlerMapping、HandlerAdapter等。

总结

1.首先，对于一个web应用，其部署在web容器中，web容器提供其一个全局的上下文环境，这个上下文就是ServletContext，其为后面的spring IoC容器提供宿主环境；

2.其 次，在web.xml中会提供有contextLoaderListener。在web容器启动时，会触发容器初始化事件，此时 contextLoaderListener会监听到这个事件，其contextInitialized方法会被调用，在这个方法中，spring会初始 化一个启动上下文，这个上下文被称为根上下文，即WebApplicationContext，这是一个接口类，确切的说，其实际的实现类是 XmlWebApplicationContext。这个就是spring的IoC容器，其对应的Bean定义的配置由web.xml中的 context-param标签指定。在这个IoC容器初始化完毕后，spring以WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE为属性Key，将其存储到ServletContext中，便于获取；

3.再 次，contextLoaderListener监听器初始化完毕后，开始初始化web.xml中配置的Servlet，这里是DispatcherServlet，这个servlet实际上是一个标准的前端控制器，用以转发、匹配、处理每个servlet请 求。DispatcherServlet上下文在初始化的时候会建立自己的IoC上下文，用以持有spring mvc相关的bean。在建立DispatcherServlet自己的IoC上下文时，会利用WebApplicationContext.ROOTWEBAPPLICATIONCONTEXTATTRIBUTE 先从ServletContext中获取之前的根上下文(即WebApplicationContext)作为自己上下文的parent上下文。有了这个 parent上下文之后，再初始化自己持有的上下文。这个DispatcherServlet初始化自己上下文的工作在其initStrategies方 法中可以看到，大概的工作就是初始化处理器映射、视图解析等。这个servlet自己持有的上下文默认实现类也是 mlWebApplicationContext。初始化完毕后，spring以与servlet的名字相关(此处不是简单的以servlet名为 Key，而是通过一些转换，具体可自行查看源码)的属性为属性Key，也将其存到ServletContext中，以便后续使用。这样每个servlet 就持有自己的上下文，即拥有自己独立的bean空间，同时各个servlet共享相同的bean，即根上下文(第2步中初始化的上下文)定义的那些 bean。

参考文献

https://www.cnblogs.com/hwaggLee/p/4510687.html spring的设计模式

Spring系列之Spring常用注解总结

https://blog.csdn.net/bluuusea/article/details/79925871Spring 启动执行流程梳理

https://blog.csdn.net/moshenglv/article/details/53517343 【Spring启动过程分析】（1）启动流程简介