Spring源码解读---底层核心概念解析

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Spring源码解读---底层核心概念解析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1、BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定义,BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。比如:

  • class:表示Bean类型
  • scope:表示Bean作用域,单例或原型
  • lazyInit:表示Bean是否是懒加载
  • initMethodName:表示Bean初始化时要执行的方法
  • destroyMethodName:表示Bean销毁时要执行的方法
  • 等。。。

Spring中经常会用到的申明式定义Bean的方式:、@Bean、@Component(@Service,@Controller)

当然也可以用编辑式定义Bean,那就是直接通过BeanDefiniton,如:

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
        beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
        beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载
        context.registerBeanDefinition("user",beanDefinition);
        System.out.println(context.getBean("user"));

申明式事务、编辑式事务所定义的Bean,都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象,并放入Spring容器中。

2、BeanDefinitionReader(BeanDefinition读取器)

AnnotatedBeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition,并且会解析该类上的注解

它能解析的注解是:@Conditional,@Scope、@Lazy、@Primary、@DependsOn、 @Role、@Description

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);
        //将User.class解析为BeanDefinition
        annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);
        System.out.println(context.getBean("user"));

XmlBeanDefinitionReader

它能解析标签

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);
        int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");
        System.out.println(context.getBean("user"));

ClassPathBeanDefinitionScanner

ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器,但它的作用和BeanDefinitionReader类似,它可以进行扫描,扫描某个包路径,对扫描的类进行解析,如扫描到的类上存在@Component注解,那么就会把这个类解析为一个BeanDefinition。

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);
        scanner.scan("com.example");
        System.out.println(context.getBean("user"));

3、BeanFactory

BeanFactory表示Bean工厂,会负责创建Bean,并提供获取Bean的API。

而ApplicationContext是BeanFactory的一种,Spring源码中是这样定义的:

ApplicationContext继承了ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,而ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory都继承至BeanFactory。所以我们可认为ApplicationContext继承了BeanFactory,拥有BeanFactory支持的所有功能,还拥有其他功能,比如MessageSource表示国际化, ApplicationEventPublisher表示事件发布,EnvironmentCapable表示获取环境变量,等等。

在Spring源码中,当我们new一个ApplicationContext时,其底层会new一个BeanFactory出来,当使用ApplicationContext中的某些方法如getBean(),底层调用的是BeanFactory的getBean方法。

BeanFactory接口的一个非常重要的实现类是:DefaultListableBeanFactory

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        beanFactory.registerBeanDefinition("user",beanDefinition);
        System.out.println(beanFactory.getBean("user"));

DefaultListableBeanFactory的类继承实现结构

DefaultListableBeanFactory拥有很多功能:

  1. AliasRegistry:支持别名功能,一个名字可以对应多个别名
  2. BeanDefinitionRegistry:可以注册、保存、移除、获取某个BeanDefinition
  3. BeanFactory:Bean工厂,可以根据某个bean的名字、或类型、或别名获取某个Bean对象
  4. SingletonBeanRegistry:可以直接注册、获取某个单例Bean
  5. SimpleAliasRegistry:它是一个类,实现了AliasRegistry接口中所定义的功能,支持别名功能
  6. ListableBeanFactory:在BeanFactory的基础上,增加了其他功能,可以获取所有BeanDefinition的beanNames,可以根据某个类型获取对应的beanNames,可以根据某个类型获取类型:对应的Bean的映射关系
  7. HierarchicalBeanFactory:在BeanFactory的基础上,添加了获取父BeanFactory的功能
  8. DefaultSingletonBeanRegistry:它是一个类,实现了SingletonBeanRegistry接口,拥有了直接注册、获取某个单例Bean的功能
  9. ConfigurableBeanFactory:在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基础上, 添加了设置父BeanFactory、类加载器(表示可以指定某个类加载器进行类的加载)、设置 Spring EL表达式解析器(表示该BeanFactory可以解析EL表达式)、设置类型转化服务(表示 该BeanFactory可以进行类型转化)、可以添加BeanPostProcessor(表示该BeanFactory支持 Bean的后置处理器),可以合并BeanDefinition,可以销毁某个Bean等等功能
  10. FactoryBeanRegistrySupport:支持了FactoryBean的功能
  11. . AutowireCapableBeanFactory:是直接继承了BeanFactory,在BeanFactory的基础上,支持 在创建Bean的过程中能对Bean进行自动装配
  12. AbstractBeanFactory:实现了ConfigurableBeanFactory接口,继承了 FactoryBeanRegistrySupport,这个BeanFactory的功能已经很全面了,但是不能自动装配和 获取beanNames
  13. ConfigurableListableBeanFactory:继承了ListableBeanFactory、 AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactory
  14. AbstractAutowireCapableBeanFactory:继承了AbstractBeanFactory,实现了 AutowireCapableBeanFactory,拥有了自动装配的功能
  15. DefaultListableBeanFactory:继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory,实现了 ConfigurableListableBeanFactory接口和BeanDefinitionRegistry接口,所以 DefaultListableBeanFactory的功能很强大

4、ApplicationContext

  1. HierarchicalBeanFactory:拥有获取父BeanFactory的功能
  2. ListableBeanFactory:拥有获取beanNames的功能
  3. ResourcePatternResolver:资源加载器,可以一次性获取多个资源(文件资源等等)
  4. EnvironmentCapable:可以获取运行时环境(没有设置运行时环境功能)
  5. ApplicationEventPublisher:拥有广播事件的功能(没有添加事件监听器的功能)
  6. MessageSource:拥有国际化功能

ApplicationContext两个比较重要的实现类:AnnotationConfigApplicationContext、ClassPathXmlApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext

ClassPathXmlApplicationContext

国际化

ApplicationContext拥有国际化的功能

    @Bean
    public MessageSource messageSource()
        ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
        messageSource.setBasename("message");
        return messageSource;
    

有了这个Bean,你可以在你任意想要进行国际化的地方使用该MessageSource。 同时,因为 ApplicationContext也拥有国家化的功能,所以可以直接用

context.getMessage("test", null, new Locale("en_CN")

资源加载

ApplicationContext还拥有资源加载的功能,可以直接得上用ApplicationContext获取某个文件的内容

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        Resource resource = context.getResource("file://D:\\\\testaa001.txt");
        System.out.println(resource.contentLength());
        System.out.println(resource.getFilename());

        Resource resource1 = context.getResource("https://www.baidu.com");
        System.out.println(resource1.contentLength());
        System.out.println(resource1.getURL());

        Resource resource2 = context.getResource("classpath:com/example/spring/Test.class");
        System.out.println(resource2.contentLength());
        System.out.println(resource2.getURL());

        Resource[] resources = context.getResources("classpath:com/example/spring/*.class");
        for (Resource resource3 : resources) 
            System.out.println(resource3.contentLength());
            System.out.println(resource3.getFilename());
        

运行结果:

获取运行时环境

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        Map<String,Object> systemEnvironment = context.getEnvironment().getSystemEnvironment();
        System.out.println(systemEnvironment);

        Map<String,Object> systemProperties = context.getEnvironment().getSystemProperties();
        System.out.println(systemProperties);

        MutablePropertySources propertySources = context.getEnvironment().getPropertySources();
        System.out.println(propertySources);

        System.out.println("---------------------");
        System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("NO_PROXY"));
        System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("sun.jnu.encoding"));
        System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("spring"));

可以通过@PropertySource(“classpath:spring.properties”)来使得某个properties文件中的参数添加到运行时环境中。

事件发布

定义一个事件监听器

@Bean
    public ApplicationListener applicationListener()
        return new ApplicationListener() 
            @Override
            public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) 
                System.out.println("接收到了一个事件");
            
        ;
    

然后再发布一个事件

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        context.publishEvent("aaa");

类型转化

1、JDK中提供的类型转化工具:PropertyEditor

public class StringToUser extends PropertyEditorSupport implements PropertyEditor 

    @Override
    public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException 
        User user = new User();
        user.setName(text);
        this.setValue(user);
    

StringToUser stringToUser = new StringToUser();
stringToUser.setAsText("小明");
User user = (User) stringToUser.getValue();
System.out.println(user);

向Spring中注册propertyEditor

    @Bean
    public CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer() 
        CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer = new CustomEditorConfigurer();
        Map<Class<?>, Class<? extends PropertyEditor>> propertyEditorMap = new HashMap<>();
        // 表示StringToUserPropertyEditor可以将String转化成User类型,在Spring源码中,如果发现当前
        //对象是String,而需要的类型是User,就会使用该PropertyEditor来做类型转化
        propertyEditorMap.put(User.class, StringToUser.class);
        customEditorConfigurer.setCustomEditors(propertyEditorMap);
        return customEditorConfigurer;
    

假设有如下的Bean

@Component
public class UserService 

    @Value("小ming")
    private User user;

    public void test()
        System.out.println(user.getName());
    


2、Spring中提供的类型转化服务ConversionService,它比PropertyEditor更强大

写一个类实现ConditionalGenericConverter,重写里面的方法

public class StringToUserConverter implements ConditionalGenericConverter 
    @Override
    public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) 
        return sourceType.getType().equals(String.class) && targetType.getType().equals(User.class);
    

    @Override
    public Set<ConvertiblePair> getConvertibleTypes() 
        return Collections.singleton(new ConvertiblePair(String.class,User.class));
    

    @Override
    public Object convert(Object source, TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) 
        User user = new User();
        user.setName((String) source);
        return user;
    

DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
        conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
        User user = conversionService.convert("小明",User.class);
        System.out.println(user.getName());


向Spring中注册ConversionService

@Bean
    public ConversionServiceFactoryBean conversionService()
        ConversionServiceFactoryBean conversionServiceFactoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
        conversionServiceFactoryBean.setConverters(Collections.singleton(new StringToUserConverter()));
        return conversionServiceFactoryBean;
    

3、TypeConverter整合了PropertyEditor和ConversionService的功能,是Spring内部用的

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
typeConverter.registerCustomEditor(User.class,new StringToUser());
User user = typeConverter.convertIfNecessary("小明明",User.class);
System.out.println(user.getName());


OrderComparator

OrderComparator是Spring提供的一种比较器,可以用来根据@Order注解或实现Ordered接口来执行值进行比较,从而可以进行排序。

public class A implements Ordered 
    @Override
    public int getOrder() 
        return 3;
    

    @Override
    public String toString() 
        return this.getClass().getSimpleName();
    

public class B implements Ordered 
    @Override
    public int getOrder() 
        return 2;
    

    @Override
    public String toString() 
        return this.getClass().getSimpleName();
    

 A a = new A();
 B b = new B();
 OrderComparator comparator = new OrderComparator();
 System.out.println(comparator.compare(a,b));

List list = new ArrayList<>();
list.add(a);
list.add(b);
list.sort(comparator);
System.out.println(list);


Spring中还提供了一个OrderComparator的子类:AnnotationAwareOrderComparator,它支持用@Order来指定order值。

@Order(3)
public class A 

    @Override
    public String toString() 
        return this.getClass().getSimpleName();
    

@Order(2)
public class B

    @Override
    public String toString() 
        return this.getClass().getSimpleName();
    

A a = new A();
B b = new B();
AnnotationAwareOrderComparator comparator = new AnnotationAwareOrderComparator();
System.out.println(comparator.compare(a,b));

List list = new ArrayList<>();
list.add(a);
list.add(b);
list.sort(comparator);
System.out.println(list);

5、BeanPostProcessor

BeanPostProcess表示Bena的后置处理器,我们可以定义一个或多个BeanPostProcessor

@Component
public class WlBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor 

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException 
        if("userService".equals(beanName))
            System.out.println("初始化前");
        
        return bean;
    

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException 
        if("userService".equals(beanName))
            System.out.println("初始化后");
        
        return bean;
    


一个BeanPostProcessor可以在任意一个Bean的初始化之前以及初始化之后去额外的做一些用户自 定义的逻辑。我们可以通过判断beanName来进行针对性处理(针对某个Bean或某部门Bean),我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

6、BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor表示Bean工厂的后置处理器,其实和BeanPostProcessor类似。

BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程,BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创 建过程。

@Component
public class WlBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor 
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException 
        System.out.println("加工beanFactory");
    

7、FactoryBean

通过FactoryBean我们可以自己创建一个Bean

@Component
public class WlFactoryBean implements FactoryBean 
    @Override
    public Object getObject() throws Exception 
        UserService userService = new UserService();
        return userService;
    

    @Override
    public Class<?> getObjectType() 
        return UserService.class;
    

通过上面的代码我们创建了一个UserService对象,它也是个Bean,但通过这种方式创建出来的UserService的Bean,只会经过初始化后,其他Spring的生命周期步骤是不会经过的,比如依赖注入。与@Bean生成的对象作为Bean的区别是:@Bean定义的Bean是会经过完整的Bean生命周期的。

8、ExcludeFilter和IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的,ExcludeFilter表示排除过滤器,IncludeFilter表示包含过滤器

以下配置,表示扫描com.example包下所有类时排除UserService类,就算它上面有@Component注解也不会成为Bean

@ComponentScan(value = "com.example",
        excludeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
                classes = UserService.class))
@Configuration
public class AppConfig 

以下配置就算UserService类上没有@Component注解,它也会被扫描成为一个Bean

@ComponentScan(value = "com.example",
        includeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
                classes = UserService.class))
@Configuration
public class AppConfig 

FilterType分为:

  1. ANNOTATION:表示是否包含某个注解
  2. ASSIGNABLE_TYPE:表示是否是某个类
  3. ASPECTJ:表示否是符合某个Aspectj表达式
  4. REGEX:表示是否符合某个正则表达式
  5. CUSTOM:自定义

在Spring的扫描逻辑中,会默认添加一个AnnotationTypeFilter给includeFilters,表示默认情况下Spring扫描过程中会认为类上有@Component注解的就是Bean。

9、MetadataReader、ClassMetadata、 AnnotationMetadata

在Spring中需要去解析类的信息,比如类名,类中的方法,类上的注解,这些都可以称之为类的元数据,所以Spring中对类的元数据做了抽象,并提供了一些工具类。

MetadataReader表示类的元数据读取器,默认实现类为SimpleMetadataReader。SimpleMetadataReader去解析类时,使用的ASM技术。

SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
        //构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.example.spring.UserService");
        //得到一个ClassMetadata,并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
        System.out.println(classMetadata.getClassName());
        //获取一个AnnotationMetadata,并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
        for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) 
            System.out.println(annotationType);
        

以上是关于Spring源码解读---底层核心概念解析的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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