手寫spring筆記

《Spring 手擼專欄》筆記

IoC部分

Bean初始化和屬性注入

Bean的信息封裝在BeanDefinition中

/*** 用于記錄Bean的相關信息*/
public class BeanDefinition {/*** Bean對象的類型*/private Class beanClass;/*** Bean對象中的屬性信息*/private PropertyValues propertyValues;/*** 初始化方法的名稱*/private String initMethodName;/*** 銷毀方法的名稱*/private String destroyMethodName;/*** 默認為單例模式*/private String scope;
}

Bean注入過程中有一下幾個主要接口：

BeanFactory：Bean工廠接口，其中聲明了獲取Bean對象的方法
SingletonBeanRegistry: Bean的單例模式創建接口，聲明了單例對象的創建方法和銷毀方法
InstantiationStrategy：實例化Bean對象的策略接口，申明了Bean對象使用何種方式實例化對象的方法，在實現類中使用反射的方式獲取構造方法來得到Bean對象，有JDK和Cglib兩種實現
BeanDefinitionRegistry：管理BeanDefinition的注冊，其實現類中包含存有BeanDefinition的Map

其具體流程為：
從BeanDefinitionRegistry得到BeanDefinition信息，調用BeanFactory的getBean()方法，判斷是否為單例模式，若為單例模式則調用SingletonBeanRegistry的getSingleton()方法，如果容器中存在Bean則直接返回，不存在則調用InstantiationStrategy的instantiate()方法，使用反射的方式生成Bean對象

在屬性注入中，需要注入的屬性信息封裝在BeanDefinition的PropertyValues中，其本質為一個PropertyValue列表。

在創建Bean對象時，若存在無參構造方法，則使用無參構造方法，若沒有，則從PropertyValues去除構造方法需要的屬性。

/*** Bean對象中的屬性值*/
public class PropertyValue {/*** Bean對象屬性的名稱*/private String name;/*** Bean對象中屬性的實例化對象*/private Object value;
}

資源加載器

Spring需要解析配置文件，對此，定義了一下接口：

Resource：資源信息接，用于處理資源加載流，其實現類根據配置文件地址得到資源信息，并向外聲明有得到輸入流的接口，其包含XML文件配置和URL文件配置等方式
ResourceLoader：資源加載器接口，通過該接口獲取路徑對應的資源對象，用于獲得資源對象
BeanDefinitionReader：BeanDefinition讀取接口，用于讀取配置文件并調用BeanDefinitionRegistry加載BeanDefinition

Bean生命周期

Bean的初始化操作，提供了Bean的初始化和銷毀等方法接口，其包括：

InitializingBean：提供了初始化方法的Bean，如果Bean實現了該接口，則會在創建Bean時調用初始化方法
DisposableBean：提供了Bean銷毀方法，若實現了該接口，則在容器銷毀時調用其銷毀方法

此外，在BeanDefinition中包含有initMethodName和destroyMethodName兩個屬性，用于指派Bean的初始化方法和銷毀方法，可以在不實現上述接口的情況下使用反射的方式實現初始化和銷毀方法，在XML中配置init-method和destroy-method兩個屬性即可

同時，定義有一下兩個接口，來管理Bean的初始化操作

/*** Bean實例化前對其進行預處理的接口，提供修改BeanDefinition的方法*/
public interface BeanFactoryPostProcessor {/*** 所有的BeanDefinition加載完成后而Bean對象實例化之前調用，提供修改BeanDefinition的機制** @param beanFactory* @throws BeansException*/void postProcessorBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
}

/*** 對Bean對象初始化前后進行處理的接口，提供Bean初始化前后對其進行操作的方法*/
public interface BeanPostProcessor {/*** 在Bean對象執行初始化前對Bean實例對象進行操作** @param bean     被操作的Bean對象* @param beanName 被操作的Bean對象的名稱* @return* @throws BeansException*/Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;/*** 在Bean對象執行初始化后對Bean實例對象進行操作** @param bean     被操作的Bean對象* @param beanName 被操作的Bean對象的名稱* @return* @throws BeansException*/Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

Bean工廠接口

對于復雜類型的Bean，其提供了FactoryBean<T>接口，對于實現了該接口的類，spring在創建Bean對象時，不是直接生成該對象，而是調用getObject方法來生成Bean對象

/*** Bean對象的工廠接口，聲明了從工廠獲得Bean對象的方法*/
public interface BeanFactory {/*** 有參方式獲取Bean** @param name Bean名稱* @return Bean對象實例* @throws BeansException Bean創建時異常*/Object getBean(String name) throws BeansException;/*** 有參方式獲取Bean** @param name Bean名稱* @param args 參數* @return Bean對象實例* @throws BeansException Bean創建時異常*/Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;/*** 按類型獲取Bean對象** @param name         Bean對象名稱* @param requiredType Bean對象類型* @param <T>          Bean對象類型* @return Bean對象實例*/<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
}

Aware感知接口

對于實現了Aware接口的Bean，在spring創建實例時，會將對應的信息注入到Bean中，方便使用者對spring進行自定義擴展開發，其包括如下幾類接口

BeanFactoryAware
BeanClassLoaderAware
BeanNameAware
ApplicationContextAware

事件監聽機制

使用觀察者模式，設置了事件監聽機制

ApplicationEvent：繼承自EventObject接口，Spring Event事件抽象類，后續的所有事件類都繼承自該類
ApplicationListener<E extends ApplicationEvent>：繼承自EventListener接口，其泛型類型為該監聽器關注的事件類型
ApplicationEventMulticaster：事件廣播器接口，定義有添加和刪除監聽器以及廣播監聽事件的方法

在使用過程中，首先調用ApplicationEventMulticaster的addApplicationListener方法將自定義監聽器加入到廣播器中，當要發布事件時，調用multicastEvent方法，該方法會便利已注冊的所有監聽器，并向關注該事件的監聽器發送通知，調用其onApplicationEvent方法

應用上下文

接口ApplicationContext整合了上述的各種方法，并提供了向外的操作接口。其中，ApplicationContext的實現類中定義了核心方法refresh()，其具體內容如下：

    @Overridepublic void refresh() throws BeansException {// 創建BeanFactory，并加載BeanDefinitionrefreshBeanFactory();// 獲取BeanFactoryConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();// 添加ApplicationContextAwareProcessor對象處理ApplicationContextAwarebeanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));// 在Bean實例化之前，執行BeanFactoryPostProcessor方法invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// 將BeanPostProcessor提前注冊到容器中registerBeanPostProcessors(beanFactory);// 提前實例化單例Bean對象beanFactory.preInstantiateSingletons();// 初始化事件發布者initApplicationEventMulticaster();// 注冊事件監聽器registerListeners();// 發布容器刷新完成事件finishRefresh();}

三級緩存機制

為了解決循環依賴，spring使用了三級緩存，如下所示：

    /*** Bean容器一級緩存，用于存儲Bean的完整實例化對象*/private Map<String, Object> singletonObjects = new HashMap<>();/*** Bean容器二級緩存，用于存儲Bean的早期非完整實例化對象*/private Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>();/*** Bean容器三級緩存，用于存儲Bean的代理對象*/private Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>();/**

其中，三級緩存存儲的不是Bean對象，而是一個工廠對象，其目的是為了提早暴露Bean，等到后續的Bean依賴該Bean的時候，就會調用工廠的getObject方法獲取到Bean對象。三級緩存的順序如下：

    @Overridepublic Object getSingleton(String beanName) throws BeansException {Object singletonObject = singletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {// 如果沒有完整對象，則從二級緩存中獲取未完整實例化的對象singletonObject = earlySingletonObjects.get(beanName);if (singletonObject == null) {// 如果二級緩存中也沒有，則從代理對象處生成未完成的實例化對象，并刪除代理對象ObjectFactory<?> singletonFactory = singletonFactories.get(beanName);if (singletonFactory != null) {singletonObject = singletonFactory.getObject();earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);singletonFactories.remove(beanName);}}}return singletonObject;}

注解配置信息

這里給出了一下幾個注解功能的實現：

@Component：將類注入到容器中
@Autowired：對Bean對象對應的該屬性進行依賴注入
@Scope：配置該類的作用域為單例還是原型
@Value：注入配置文件中的信息

通過讀取配置文件中<context:component-scan />指定的路徑，對其下所有的類進行掃描，若標注有@Component注解，則生成對應的BeanDefinition，并讀取其屬性，生成對應的PropertyValue，若屬性標注有@Value注解，表示屬性值為配置文件中的對應數值，若標注有@Autowired注解，則表示屬性值為Bean。生成好BeanDefinition后，就和原本流程一樣了