IOC
我们学Java的基本上都会使用Spring进行开发,而Spring中最为核心的又是IOC和AOP,接下来的内容是在学习手写Spring渐进式源码实践
这本书后的学习总结,看是否我们能开发出一个mini-Spring
。因为后期代码会很多,而且基本上都是在前一版的基础上进行扩展。这里我只声明每一章的目标扩展点是啥,具体从Github上获取源码:
第一章:实现一个简单的Spring Bean容器
先不深究Spring源码,我就看自己平时使用Spring时的体会,使用Spring时,通过XML配置文件或者通过注解,声明哪些类是需要注入到容器中的,到自己使用时,可以从容器中获取该类对象。那这不就是我们基础中学的Collection或者Map就能实现的操作嘛,因为我需要频繁的从容器中获取指定类对象,所以查询返回的效率需要非常高,那就我们就用Map来实现,先不要想那么多。
public class BeanFactory { // 用Map来存储Bean private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(); // 获取 public Object getBean(String name) { return beanDefinitionMap.get(name).getBean(); } // 注册 public void registerBeanDefinition(String name, BeanDefinition beanDefinition) { beanDefinitionMap.put(name, beanDefinition); } }
这里我们使用BeanDefinition来包裹实际的对象,因为我们知道一个Bean不仅拥有自己属性,还拥有一些通用属性,比如:单例模式还是原型模式,Bean内需要填充的属性,这里我们只做包裹,其余的后面实现。
public class BeanDefinition { // 实际填充的对象 private Object bean; // 省略 构造器 和 get方法。。 }
我们来测试一下:
/@Test public void test_BeanFactory(){ // 1.初始化 BeanFactory BeanFactory beanFactory = new BeanFactory(); // 2.注入bean BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(new UserService()); beanFactory.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition); // 3.获取bean UserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService"); userService.queryUserInfo(); }
第二章:实现Bean对象的定义,注册和获取
在上面我们可以看到我是创建好了的UserService
放入容器中,这和我们之前学的依赖倒置并不符合,我们应只指定哪些Bean需要加载到容器中,具体的对象实例应又BeanFactory自己管理,所以我们修改BeanDefinition,在内只存放Bean的Class对象。
public class BeanDefinition { private Class beanClass; // 构造器 get,set方法 }
BeanFactory也修改为接口,定义获取Bean的方式,具体Bean存储与获取交给子类来实现,使职责单一。
我们在这里先假设每个Bean都是单例的,创建SingletonBeanRegistry接口,定义注册和获取单例对象的方式,剩下的交给子类具体实现。
现在系统中有两个容器,一个是BeanDefinitionMap
负责存储加载到容器的Bean信息,一个是singletonObjects
负责存储已经创建好的单例对象。具体可看下面的UML类图,关系还是很清楚的。BeanFactory在实例化对象时,通过BeanDefinitionMap中的类信息,通过反射直接创建对象,并放入容器中。
Spring中有大量的接口与抽象类,我个人感觉是将职责划分清楚,容易未来系统的扩展性,有一点是通过抽象类去实现接口,并定义自己的抽象方法,而且可以实现一部分的接口方法,这样既可以扩容接口,又能保证自己可以只实现自己职责内的方法。
第三章:基于Cglib实现含有构造函数的类实例化策略
在第二章中我们在AbstractAutowireCapableBeanFactory::createBean
中通过反射进行Bean的实例化,这一章我们引入了实例化策略:InstantiationStrategy
,并通过JDK和Cglib两个种方式去实现。
JDK 和 Cglib实例化对象有什么区别
CGLib创建的动态代理对象性能比JDK创建的动态代理对象的性能高不少,但是CGLib在创建代理对象时所花费的时间却比JDK多得多,所以对于单例的对象,因为无需频繁创建对象,用CGLib合适,反之,使用JDK方式要更为合适一些。同时,由于CGLib由于是采用动态创建子类的方法,对于final方法,无法进行代理。
第四章:注入属性与依赖对象
比方说我UserService内需要注入UserDao来操作数据库,所以我在实例化Bean后,应将所需的属性和依赖注入到Bean中,而这部分信息通过PropertyValues记录,并封装到BeanDefinition中。在实例化后应通过对应BeanDefinition获取到需要哪些内容,并进行填充处理。
第五章:资源加载器解析文件注册对象
这里我们要加入XML解析,在上面我们都是手动将所有信息通过Java注册到BeanFactory的,这不利于维护,现实Spring中我们都是使用Xml进行配置或者注解开发,所以我们需要定义一个ResourceLoader去加载各种数据(XML文件,URL,Classpath)。
资源加载,读取指定资源,转化为Resource,核心是获取文件的二进制流为后面解析
资源解析:利用XML解析器解析
Spring.xml
文件,获取所有Bean信息定义,并将其封装为BeanDefinition并注册
容器初始化:完成实例的实例化与属性填充
这一章类扩展的很多,建议仔细读两遍源码,着重关注资源加载解析部分即可,其余流程大体不变。
第六章:实现应用上下文
重点:
引入应用上下文,进行资源扫描与加载,为Bean对象实例化过程添加扩展机制,允许加载Bean对象和在其实例化前后进行修改和扩展。
核心:
增加BeanPostProcessor 和 BeanFactoryPostProcessor
有啥用:
比如说我们想在Bean的实例化之前,对BeanDefinition做出记录或修改,影响Bean的实例化,或者在Bean的初始化方法前后进行一系列操作,这是后面章节的基础部分,实现容器感知,AOP等技术的实现
AbstractApplicationContext::refresh() 刷新容器
@Override public void refresh() throws BeansException { // 1. 创建 BeanFactory,并加载 BeanDefinition refreshBeanFactory(); // 2. 获取 BeanFactory ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(); // 3. 在 Bean 实例化之前,执行 BeanFactoryPostProcessor ,这时候Bean还没有实例化,找到所有的BeanFactoryPostProcessor,进行处理,可以修改BeanDefinition !!! invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // 4. BeanPostProcessor 需要提前于其他 Bean 对象实例化之前执行注册操作,找到所有的BeanPostProcessor,添加到一个容器中,等对象实例化时进行处理 !!! registerBeanPostProcessors(beanFactory); // 5. 提前实例化单例Bean对象 beanFactory.preInstantiateSingletons(); }
加载出所有注册的BeanFactoryPostProcessor
,普通Bean实例化前操作
private void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { Map<String, BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessorMap = beanFactory.getBeansOfType(BeanFactoryPostProcessor.class); for (BeanFactoryPostProcessor beanFactoryPostProcessor : beanFactoryPostProcessorMap.values()) { beanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory(beanFactory); } }
加载出所有注册的BeanPostProcessor
,必须加载并注册,因为这些Bean是转为针对普通Bean实例化后操作的。
private void registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { Map<String, BeanPostProcessor> beanPostProcessorMap = beanFactory.getBeansOfType(BeanPostProcessor.class); for (BeanPostProcessor beanPostProcessor : beanPostProcessorMap.values()) { beanFactory.addBeanPostProcessor(beanPostProcessor); } }
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException { // 实例化所有未实例化的Bean beanDefinitionMap.keySet().forEach(this::getBean); } protected <T> T doGetBean(final String name, final Object[] args) { // 先从单例工厂找,有则直接返回,这样就不担心之前加载的Processor再被加载处理了 Object bean = getSingleton(name); if (bean != null) { return (T) bean; } // 获取Bean对应的定义信息 BeanDefinition beanDefinition = getBeanDefinition(name); // 实例化Bean return (T) createBean(name, beanDefinition, args); } @Override protected Object createBean(String beanName, BeanDefinition beanDefinition, Object[] args) throws BeansException { Object bean = null; try { // 将 Bean 实例化,执行构造器方法 bean = createBeanInstance(beanDefinition, beanName, args); // 给 Bean 填充属性 applyPropertyValues(beanName, bean, beanDefinition); // 执行 Bean 的初始化方法和 BeanPostProcessor 的前置和后置处理方法 bean = initializeBean(beanName, bean, beanDefinition); } catch (Exception e) { throw new BeansException("Instantiation of bean failed", e); } // 将Bean注入单例容器中 registerSingleton(beanName, bean); return bean; } private Object initializeBean(String beanName, Object bean, BeanDefinition beanDefinition) { // 1. 执行 BeanPostProcessor Before 处理 !!! Object wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(bean, beanName); // 待完成内容:invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, beanDefinition); 这里就是未来init方法调用的地方 invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, beanDefinition); // 2. 执行 BeanPostProcessor After 处理 !!! wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName); return wrappedBean; }
第七章:Bean对象的初始化与销毁
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans> <bean id="userDao" class="cn.bugstack.springframework.test.bean.UserDao" init-method="initDataMethod" destroy-method="destroyDataMethod"/> </beans>
在Bean定义信息中我们指定了初始化方法(和对象构造器方法无关)和销毁方法。加入了init-method 和 destroy-method
。我们可以在Xml解析中,读取出该数据,并把该数据保存到BeanDefinition中。这里的销毁方法,我们利用JVM的Hook进行调用。
public class BeanDefinition { private Class beanClass; private PropertyValues propertyValues; private String initMethodName; private String destroyMethodName; // ...get/set/construct方法 }
除了在Xml中进行设置初始化和销毁方式外,我们也可以设计两个接口,让Bean来实现对应的方法,未来初始化时执行相应方法。
public interface InitializingBean { /** * Bean 处理了属性填充后调用 */ void afterPropertiesSet() throws Exception; } public interface DisposableBean { /** * Bean 销毁时执行 */ void destroy() throws Exception; }