Spring原理-核心模块

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-09-26 02:26 180阅读 0赞

最近想了解一下Spring的原理，看了一些文章和书还有源码，稍微了解了一点，把这些东西总结一下，方便以后回忆。

一，Spring核心模块介绍

在这之前，需要看一下这篇文章（https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-spring-principle/\#icomments），

这篇文章把Spring核心模块的轮廓描述的非常清晰，文章把核心模块分为三个：Beans，Context，Core。实际上，Spring的Jar包也是这样分的，Spring-Beans-X.X.X.jar，Spring-Context-X.X.X.jar，Spring-Core-X.X.X.jar。在这三个模块中，最重要的是Beans模块，这个模块用来生成和管理Spring的Beans，Spring所有的功能都是围绕Bean来进行的。

二，Spring核心模块解析

如果 你已经看完了上面介绍的文章，那你对Spring的核心有了大概的了解，接下来我们解析一下每个模块大概的功能。

为了好理解，把上面文章中的图给拿过来参考。

![图 4. Bean 工厂的继承关系][4. Bean]

**Bean模块：**

首先要介绍的是Bean模块，这里介绍一下这个模块比较重要的接口，不介绍接口的实现类。因为这个模块中，可供我们进行配置或定制的地方比较少，用的比较多的还是Context模块中的ApplicationContext接口和它的实现类，所以会在后台多介绍一下ApplicationContext。

重要的接口如下：

- BeanFactory

- HierarchicalBeanFactory

- ConfigurableBeanFactory

- ListableBeanFactory

- ConfigurableListableBeanFactory

- AutowireCapableBeanFactory

BeanFactory：

BeanFactory是Spring bean容器的根接口。它只提供了一些最基本的接口，查找是否包含Bean，取得Bean，Bean是Singleton还是Prototype的等操作。  
每个bean都是通过string类型bean name进行标识.这边提供了设计模式单例,原型的替代实现。它的实现类其实就是利用BeanDefinition来生成Bean，而这些BeanDefinition是用名字来实现唯一性的。  
  
HierarchicalBeanFactory：

继承了BeanFactory，增加了两个方法containsLocalBean(String name)，getParentBeanFactory()，增加了取得对父容器对象的操作。至于如何使用，可以参看这个例子：http://www.java3z.com/article/article2/spring4.html。但在我们的实际应用中，应该在什么场景下使用这个Factory，还没有想到。  
  
ConfigurableBeanFactory：

这个接口的前面有Configurable，意思是这个一个可以添加一些自定义配置的BeanFactory。例如增加了addBeanPostProcessor这类方法，可以在Bean初始化后，增加一些用户自定义的操作。继承了很多接口，其中有一个接口就是HierarchicalBeanFactory，在继承这个接口后，增加了一个和这个接口相关的方法：setParentBeanFactory (BeanFactory parentBeanFactory)。有了这个方法后，就可以设置父容器对象了。一般HierarchicalBeanFactory和ConfigurableBeanFactory都是成对继承的，如果只继承HierarchicalBeanFactory，而不继承ConfigurableBeanFactory的话，就无法设置父容器了。  
  
  
ListableBeanFactory：

BeanFactory只定义了取得单个Bean的方法，并没有定义取得所有Bean，和所有BeanName，以及所有BeanDefinition的方法。ListableBeanFactory就定义了上面说的BeanFactory没有定义的方法，可以把它看作是BeanFactory的增强版。比如增加了对BeanDefinition的找到和取得方法containsBeanDefinition， getBeanDefinitionNames， getBeanDefinitionCount等。和取得所有BeanName的方法：getBeanNamesForAnnotation，getBeanNamesForType，它们的返回类型都是String\[\]。和取得所有Bean的方法getBeansOfType，getBeansWithAnnotation等。  
  
  
ConfigurableListableBeanFactory：

看名字就能看出来，它是一个可配置的ListableBeanFactory。这个接口集成了很多接口算是一个大集合。除了实现了ConfigurableBeanFactory的功能，还提供了分析和修改BeanDefinition，预先初始化singleton的功能。  
  
  
AutowireCapableBeanFactory：

在BeanFactory基础上实现对已存在实例的管理。可以使用这个接口集成其它框架,捆绑并填充并不由Spring管理生命周期并已存在的实例.像集成WebWork的Actions 和Tapestry Page就很实用。一般应用开发者不会使用这个接口,所以像ApplicationContext这样的外观实现类不会实现这个接口,如果真手痒痒可以通过ApplicationContext的getAutowireCapableBeanFactory接口获取。

关于实现类，其中的一个实现类就是DefaultListableBeanFactory，它是一非常重要的IoC实现。这个类实现了XmlBeanFactory就是使用这个类作为基类。ApplicationContext接口的实现类（AbstractRefreshableApplicationContext），也是通过持有DefaultListableBeanFactory的对象，来实现IoC容器的基本功能。

对于XmlBeanFactory这个类，它也是实现类之一，它的实现方式是以编程的方式来使用DefaultListableBeanFactory。从中可以看到IoC容器使用的一些基本过程。尽管我们在应用中使用IoC容器时，很少会使用这种原始的方式，但了解一下这个基本过程，对我们理解IoC容器的工作原理是非常有帮助的。因为这个编程式使用容器的过程，很清楚地揭示了IoC容器实现中的那些关键的类（比如：Resource，DefaultListableBeanFactory和BeanDefinitionReader）之间的关系，例如他们是如何把IoC容器的功能解耦合的，又是如何在一起为IoC容器服务的。

例如：XmlBeanFactory的实现方式就是以下的代码

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory \{  
  
    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException \{  
        super(parentBeanFactory);  
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);  
    \}  
\}

1，private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

声明一个Reader，并把自己（XmlBeanFactory）当做参数传Reader。因为DefaultListableBeanFactory实现了ResourceLoader接口，使用这个功能来读取Resource。

2，this.reader.loadBeanDefinitions(resource);

使用Reader的loadBeanDefinitions方法，来读取Resource中的BeanDefinition，把Bean加载到Factory里（todo:应该是，还没有仔细读源码去验证。。。）。

上面使用了简单的2步就实现了一个XmlBeanFactory，我们也可以尝试去做做，例如：

ClassPathResource res = new ClassPathResource("beans.xml")

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();

XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);

reader.loadBeanDefinitions(res);

看看，是不是很简单！

最后，在《SPRING技术内幕》上说，下面的这个继承路线，是一条主要的BeanFactory的设计路径

BeanFactory->HierarchicalBeanFactory->ConfigurableBeanFactory

看了一下，可能是因为就是上面的图画的一样，ConfigurableListableBeanFactory接口和AbstractAutowireCapableBeanFactory抽象类都实现了这个接口，所以说它是一条主要的设计路径吧。

Bean模块的接口就先介绍这些，接下来我们介绍ApplicationContext的相关接口和实现类，以及一些源码的介绍。

**Context模块：**

这个模块中，非常重要的接口就是ApplicationContext接口。这个接口继承了BeanFactory接口，也就是说它也有管理Bean的功能。但他和BeanFactory有什么不同呢？它是在BeanFactory基础之上，又增加了国际化，容器事件（可以监听容器的一些事件，来做一些操作）等。

下面介绍和ApplicationContext接口相关的一些接口。介绍之前，我们先看一下接口的关系图，有助于理解。

![origin_image006.png][]

- ApplicationEventPublisher  
    - BeanFactory  
    - EnvironmentCapable  
    - HierarchicalBeanFactory  
    - ListableBeanFactory  
    - MessageSource  
    - ResourceLoader  
    - ResourcePatternResolver

（BeanFactory，HierarchicalBeanFactory，ListableBeanFactory在前面已经介绍完了，就不在再介绍了）  
  
ApplicationEventPublisher：

spring的事件发布者接口，定义了发布事件的接口方法publishEvent。因为ApplicationContext实现了该接口，因此spring的ApplicationContext实例具有发布事件的功能(publishEvent方法在AbstractApplicationContext中有实现)。在使用的时候，只需要把ApplicationEventPublisher的引用定义到ApplicationEventPublisherAware的实现中，spring容器会完成对ApplicationEventPublisher的注入。

下面是两个关于ApplicationEventPublisher的文章，有兴趣可以看一下：

http://www.cnblogs.com/beenupper/archive/2012/12/01/2797303.html  
    http://enjiex.iteye.com/blog/1070094  
  
EnvironmentCapable：

是一个包含和暴露Enviroment引用的组件。所有的spring的application context都继承了EnvironmentCapable接口。

Enviroment是干什么用的呢？Environment包含两方便的抽象，profile和 property。profile的作用是，根据定义的profile，让哪一组Bean的定义生效，例如：用profile来定义不同环境的数据库连接。后者是提供方便的抽象，应用程序可以方便的访问 system property 环境变量自定义属性等。

关于Environment的文章，有兴趣可以看一下：http://blog.csdn.net/windsunmoon/article/details/45197361  
  
MessageSource：

这个策略模式的接口（这个接口主要用于实现设置模式中的策略模式）是整个国际化消息支持的基础，它定义了国际化的主要接口。  
关于之方面的文章，有兴趣可以看一下：http://book.51cto.com/art/201004/193394.htm  
  
ResourceLoader：

这个策略模式的接口（这个接口主要用于实现设置模式中的策略模式）加载Resources。例如：ClassPathResource或FileSystemResources等。  
关于Resoure，前面说了一点，Resource 接口是具体资源访问策略的抽象，也是所有资源访问类所实现的接口。Resource 接口主要提供了如下几个方法：  
    getInputStream()：定位并打开资源，返回资源对应的输入流。每次调用都返回新的输入流。调用者必须负责关闭输入流。  
   exists()：返回 Resource 所指向的资源是否存在。  
    isOpen()：返回资源文件是否打开，如果资源文件不能多次读取，每次读取结束应该显式关闭，以防止资源泄漏。  
    getDescription()：返回资源的描述信息，通常用于资源处理出错时输出该信息，通常是全限定文件名或实际 URL。  
    getFile：返回资源对应的 File 对象。  
    getURL：返回资源对应的 URL 对象。  
从方法来看，这个接口主要定义了一些访问资源的方式，为了方便使用。功能强大的抽象类AbstractApplicationContext的基类DefaultResourceLoader，只实现了一个接口，就是这个接口。FileSystemXmlApplicationContext等实现类，都是从AbstractApplicationContext一点点继承过来的。  
  
ResourcePatternResolver：

这个策略模式的接口（这个接口主要用于实现设置模式中的策略模式）用来把一个路径解析成Resources对象。这个接口继承了ResourceLoader接口，是ResourceLoader接口的一个扩展。它ResourceLoader接口相比，重载了一个方法getResources(String locationPattern)，这个方法返回值是Resource数组（Resource\[\]），而ResourceLoader接口的返回值只是单个Resources。Spring提供了一个ResourcePatternResolver实现PathMatchingResourcePatternResolver（它提供了很多方法来添加和查找Resources），  
它是基于模式匹配的，默认使用AntPathMatcher进行路径匹配，它除了支持ResourceLoader支持的前缀外，还额外支持“classpath\*:”用于加载所有匹配的类路径Resource，ResourceLoader不支持前缀“classpath\*:”：  
  
介绍完上面的接口，我们就知道了ApplicationContext这个接口大概有什么功能了。  
  
  
我们从FileSystemXmlApplicationContext再来看看接口的实现类，看看它都实现了哪些接口和实现类的功能大概是什么。  
它的继承结构如下：  
java.lang.Object  
  org.springframework.core.io.DefaultResourceLoader  
    org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext  
     org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext  
      org.springframework.context.support.AbstractRefreshableConfigApplicationContext  
       org.springframework.context.support.AbstractXmlApplicationContext  
        org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext  
  
  
DefaultResourceLoader：

这个实现类，实现了ResourceLoader接口，说明这个实现类具有通过给定的路径加载Resource的功能。由此可见，ApplicationContext第一个实现类的功能，就是加载Resources功能。  
  
AbstractApplicationContext：

这个实现类，继承了DefaultResourceLoader这个类，并且实现了ConfigurableApplicationContext接口。ConfigurableApplicationContext这个接口实现了ApplicationContext接口和Lifecycle、Closeable两个接口。既然它实现了ApplicationContext接口，也就说明它实现了上面讲的那些接口。所以AbstractApplicationContext实现类，算是一个核心实现类了。  
  
AbstractRefreshableApplicationContext：

从名字可以看出来，主要实现了刷新Context内部的BeanFactory功能，通过refreshBeanFactory()方法。看了原代码可以看出，在AbstractApplicationContext类中，实现了“准备刷新，获取新BeanFactory，配置新的BeanFactory”等功能。但具体的实现细节没有被实现，还是抽象方法，就像refreshBeanFactory()方法，AbstractRefreshableApplicationContext类和GenericApplicationContext类都实现了这个抽象方法，做了不同的实现。这个类里有一个要被子类实现的抽象方法loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)。这个实现类没有实现其它接口。  
  
AbstractRefreshableConfigApplicationContext：

它实现了BeanNameAware, InitializingBean这两个接口。从源代码可以看出，这个类主要作用是用来配置Resource的路径。这个方法在FileSystemXmlApplicationContext的构造函数中被调用。它配置路径的方法主要是和通过和Environment一起来解析路径。  
  
AbstractXmlApplicationContext：这个类实现了读取XML类型的Resources。读取XML类型Resources，是使用了XmlBeanDefinitionReader，通过这个Reader来读取XML类型的Resources。这个实现类没有实现其它接口。  
  
FileSystemXmlApplicationContext：基本的功能在基类上都已经实现了。这个类主要重写了getResourceByPath(String path) 方法，返回一个FileSystemResource类型的Resource。同样继承于AbstractXmlApplicationContext类的ClassPathXmlApplicationContext类，就没有实现这个方法，这是什么？这个方法最早是在DefaultResourceLoader定义的，在定义时默认就是使用了ClassPathContextResource做为返回Resource类型。这个实现类没有实现其它接口。

[4. Bean]: /images/20220717/83234261afe14f71bfc307b74058560d.png
[origin_image006.png]: /images/20220717/aab5fec879224dc8abace79874d6de60.png