【Spring】Spring底层核心原理解析

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Spring的简单使用

简单代码:

// 已过时,SpringBoot使用的是AnnotationConfigApplicationContext
// ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

spring.xml内容:

<context:component-scan base-package="com.firechou"/>
<bean id="userService" class="com.firechou.service.UserService"/>

AppConfig.class内容:

@ComponentScan("com.firechou")
public class AppConfig {

	@Bean
	public UserService userService(){
		return new UserService();
	}

}

AppConfig.class替代了spring.xml文件,表示spring的配置文件;

ApplicationContext在Spring、SpringMVC、SpringBoot中的创建方式:
Spring,通过ClassPathXmlApplicationContext创建;
SpringMVC,通过XmlWebApplicationContext创建;
SpringBoot,通过AnnotationConfigApplicationContext创建;

Spring中是如何创建一个对象的

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

创建AnnotationConfigApplicationContext对象时:

  1. 解析AppConfig.class,得到扫描路径;
  2. 遍历扫描路径下的所有Java类,如果发现某个类上存在@Component、@Service等注解,那么Spring就把这个类记录下来,存在一个Map中,比如Map<String, Class>。(实际上,Spring源码中确实存在类似的这么一个Map,叫做BeanDefinitionMap);
  3. Spring会根据某个规则生成当前类对应的beanName,作为key存入Map,当前类作为value;

这样,调用context.getBean(“userService”)时,就可以根据"userService"找到UserService类,从而就可以去创建对象了。

Bean的创建过程

Bean创建的生命周期,大致过程如下:

  1. 利用该类的构造方法来实例化得到一个对象(但是如果一个类中有多个构造方法,Spring则会进行选择,这个叫做推断构造方法
  2. 得到一个对象后,Spring会判断该对象中是否存在被@Autowired注解了的属性,把这些属性找出来并由Spring进行赋值(依赖注入
  3. 依赖注入后,Spring会判断该对象是否实现了BeanNameAware接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware接口,如果实现了,就表示当前对象必须实现该接口中所定义的setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法,那Spring就会调用这些方法并传入相应的参数(Aware回调
  4. Aware回调后,Spring会判断该对象中是否存在某个方法被@PostConstruct注解了,如果存在,Spring会调用当前对象的此方法(初始化前
  5. 紧接着,Spring会判断该对象是否实现了InitializingBean接口,如果实现了,就表示当前对象必须实现该接口中的afterPropertiesSet()方法,那Spring就会调用当前对象中的afterPropertiesSet()方法(初始化
  6. 最后,Spring会判断当前对象需不需要进行AOP,如果不需要那么Bean就创建完了,如果需要进行AOP,则会进行动态代理并生成一个代理对象做为Bean(初始化后

通过最后一步,我们可以发现,当Spring根据UserService类来创建一个Bean时:

  1. 如果不用进行AOP,那么Bean就是UserService类的构造方法所得到的对象。
  2. 如果需要进行AOP,那么Bean就是UserService的代理类所实例化得到的对象,而不是UserService本身所得到的对象。

Bean对象创建出来后:

  1. 如果当前Bean是单例Bean,那么会把该Bean对象存入一个Map<String, Object>,Map的key为beanName,value为Bean对象。这样下次getBean时就可以直接从Map中拿到对应的Bean对象了。(实际上,在Spring源码中,这个Map就是单例池
  2. 如果当前Bean是原型Bean,那么后续没有其他动作,不会存入一个Map,下次getBean时会再次执行上述创建过程,得到一个新的Bean对象。

推断构造方法

Spring在基于某个类生成Bean的过程中,需要利用该类的构造方法来实例化得到一个对象,判断逻辑如下:

  1. 如果一个类只存在一个构造方法,不管该构造方法是无参构造方法,还是有参构造方法,Spring都会用这个构造方法
  2. 如果一个类存在多个构造方法
    1. 这些构造方法中,存在一个无参的构造方法,那么Spring就会用这个无参的构造方法
    2. 这些构造方法中,不存在一个无参的构造方法,那么Spring就会报错

不存在无参构造方法,且存在两个及以上的有参构造方法时,Spring不知如何去选择构造方法,此时就会报错,可以通过在构造方法上加@Autowired注释来指定Spring用哪个构造方法。

Spring在调用有参构造方法时,需要传入参数,Spring会根据入参的类型和入参的名字去Spring中找Bean对象(以单例Bean为例,Spring会从单例池那个Map中去找):

  1. 先根据入参类型找,如果只找到一个,那就直接用来作为入参
  2. 如果根据类型找到多个,则再根据入参名字来确定唯一一个
  3. 最终如果没有找到,则会报错,无法创建当前Bean对象

确定用哪个构造方法,确定入参的Bean对象,这个过程就叫做推断构造方法

AOP大致流程

AOP就是进行动态代理,在创建一个Bean的过程中,Spring在最后一步会去判断当前正在创建的这个Bean是不是需要进行AOP,如果需要则会进行动态代理。

如何判断当前Bean对象需不需要进行AOP:

  1. 找出所有的切面Bean
  2. 遍历切面中的每个方法,看是否写了@Before@After等注解
  3. 如果写了,则判断所对应的Pointcut(定义了方法全限定名)是否和当前Bean对象的类是否匹配
  4. 如果匹配则表示当前Bean对象有匹配的的Pointcut,表示需要进行AOP

利用cglib进行AOP的大致流程:

  1. 生成代理类UserServiceProxy,代理类继承UserService
  2. 代理类中重写了父类的方法,比如UserService中的test()方法
  3. 代理类中还会有一个target属性,该属性的值为被代理对象(也就是通过UserService类推断构造方法实例化出来的对象,进行了依赖注入、初始化等步骤的对象)
  4. 代理类中的test()方法被执行时的逻辑如下:
    1. 执行切面逻辑(@Before)
    2. 调用target.test()

当我们从Spring容器得到UserService的Bean对象时,拿到的就是UserServiceProxy所生成的对象,也就是代理对象;
UserService代理对象.test() -> 执行切面逻辑 -> target.test(),注意target对象不是代理对象,而是被代理对象;

Spring事务

当我们在某个方法上加了@Transactional注解后,就表示该方法在调用时会开启Spring事务,而这个方法所在的类所对应的Bean对象会是该类的代理对象。

Spring事务的代理对象执行某个方法时的步骤:

  1. 判断当前执行的方法是否存在@Transactional注解
  2. 如果存在,则利用事务管理器(TransactionMananger)新建一个数据库连接
  3. 修改数据库连接的autocommit为false,非自动提交事务
  4. 执行target.test(),执行程序员所写的业务逻辑代码,也就是执行sql
  5. 执行完了之后如果没有出现异常,则提交,否则回滚

Spring事务是否会失效的判断标准:某个加了@Transactional注解的方法被调用时,要判断到底是不是直接被代理对象调用的,如果是则事务会生效,如果不是则失效。

同一个类中的方法A调用另一个事务方法B,此时方法B的事务是不生效的,因为调用方法B的对象不是代理对象,而是this对象。解决方案:

  1. 将事务方法B放在另外一个类B中,然后方法A通过调用类B对象(代理对象)中的方法B,此时事务生效;
  2. 在当前类中注册自己,并通过这个注入的变量调用方法B,此时可能会报循环依赖错误,可以通过@Lazy注解来解决;

手写一个Spring大概流程

spring的简单使用,后面的流程也是实现这些代码:

FireApplicationContext applicationContext = new FireApplicationContext(AppConfig.class);
UserInterface userService = (UserInterface) applicationContext.getBean("userService");
userService.test();

流程描述:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-610055.html

  1. 定义一个应用上下文类FireApplicationContext、配置类AppConfig(通过注解ComponentScan注解指定扫描路径),构造FireApplicationContext时将AppConfig传进去;
  2. FireApplicationContext构造方法中
    1. 扫描bean,通过AppConfig的注解扫描该路径下所有有Component注解类
      1. 通过应用程序类加载器加载这些类,根据类的注解生成bean定义,并存入beanDefinitionMap;
      2. 如果对应的类实现了BeanPostProcessor接口,则将这些类通过构造方法实例化成对象存入beanPostProcessorList;
    2. 创建bean,实现AOP切面逻辑
      1. 遍历bean定义beanDefinitionMap,如果scope是单例,则会创建bean对象,存入单例对象池singletonObjects。如果是原型,则不创建bean对象;
      2. 创建对象时,如果检查到属性有@Autowried注解,则通过getBean()获取对应的bean对象。在获取时,如果对象是单例的,则去单例对象池singletonObjects中直接拿(为null时须创建并放入单例对象池,之前的逻辑),如果是原型的,则创建对象;
      3. 如果该类实现了BeanNameAware接口,则回调对应的方法;
      4. 遍历beanPostProcessorList,调用其中的前置方法;
      5. 如果该类实现了InitializingBean接口,则回调对应的方法;
      6. 遍历beanPostProcessorList,调用其中的后置方法;
  3. ctx.getBean()获取bean
    1. 通过入参beanName去bean定义beanDefinitionMap中找,没有则抛出异常,说明bean名称错了;
    2. 找到对应的bean定义,如果是单例,则从单例对象池中直接拿,如果是原型,则去创建并返回新的对象;

到了这里,关于【Spring】Spring底层核心原理解析的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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