Spring揭秘:ClassPathScanningProvider接口应用场景及实现原理!

简介: ClassPathScanningCandidateComponentProvider是Spring框架中一个非常核心的类,它主要用于在类路径下扫描并发现带有特定注解的组件,支持诸如@ComponentScan、@Component、@Service、@Repository和@Controller等注解的自动扫描和注册。

Spring揭秘:ClassPathScanningCandidateComponentProvider接口应用场景及实现原理! - 程序员古德

技术应用场景

ClassPathScanningCandidateComponentProvider是Spring框架中一个非常核心的类,它主要用于在类路径下扫描并发现带有特定注解的组件,支持诸如@ComponentScan@Component@Service@Repository@Controller等注解的自动扫描和注册。

ClassPathScanningCandidateComponentProvider 解决了以下几个技术问题:

  1. 组件自动发现:在Spring应用程序中,会有大量的组件(如服务、控制器、存储库等),这些组件通常使用Spring的注解进行标记,手动配置这些组件可能会非常繁琐且容易出错,使用ClassPathScanningCandidateComponentProvider,Spring可以自动扫描类路径,发现并注册这些组件,从而大大简化了配置过程。
  2. 可扩展性:这个类提供了高度的可扩展性,可以通过覆盖其方法或提供自定义的过滤器来定制扫描过程,例如,可以指定只扫描特定包下的组件,或者只扫描带有特定注解的组件。
  3. 与Spring容器集成ClassPathScanningCandidateComponentProvider与Spring的ApplicationContext容器紧密集成,使用它发现的组件可以直接注册到容器中,使得这些组件能够在应用程序的其他部分中被自动装配和使用。
  4. 支持多种注解类型:这个类不仅支持Spring自带的注解(如@Component@Service等),还支持自定义注解,因此可以创建自己的注解,并使用ClassPathScanningCandidateComponentProvider在类路径中扫描带有这些注解的组件。

伪代码案例

下面是一个简单的示例,演示了如何使用 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 类来扫描指定包路径下带有特定注解的类。

在这个例子中,使用带有 @Component 注解的类进行测试,如下代码。

首先,创建一些带有 @Component 注解的组件类作为扫描的目标。

// MyComponent1.java  
package com.example.components;  

import org.springframework.stereotype.Component;  

@Component  
public class MyComponent1 {
   
     
    // ...  
}  

// MyComponent2.java  
package com.example.components;  

import org.springframework.stereotype.Component;  

@Component  
public class MyComponent2 {
   
     
    // ...  
}

然后,编写一个客户端类,该类使用 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 来扫描这些组件。

// ComponentScannerClient.java  
package com.example;  

import org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateComponentProvider;  
import org.springframework.core.type.filter.AnnotationTypeFilter;  
import org.springframework.stereotype.Component;  

import java.io.IOException;  
import java.util.Set;  

public class ComponentScannerClient {
   
     

    public static void main(String[] args) {
   
     
        // 创建一个 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 实例  
        ClassPathScanningCandidateComponentProvider scanner = new ClassPathScanningCandidateComponentProvider(false);  

        // 添加一个过滤器,只包含带有 @Component 注解的类  
        scanner.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(Component.class));  

        // 指定要扫描的包路径  
        String basePackage = "com.example.components";  

        // 执行扫描并获取候选组件  
        Set<BeanDefinition> candidateComponents = scanner.findCandidateComponents(basePackage);  

        // 输出扫描结果  
        for (BeanDefinition beanDefinition : candidateComponents) {
   
     
            System.out.println("Found component: " + beanDefinition.getBeanClassName());  
        }  
    }  
}

运行这个示例,控制台会输出类似下面的内容:

Found component: com.example.components.MyComponent1  
Found component: com.example.components.MyComponent2

核心API

ClassPathScanningCandidateComponentProvider 类提供了一系列的方法,用于配置扫描过程、执行扫描以及处理扫描结果。以下是该类中一些主要方法的含义:

  1. ClassPathScanningCandidateComponentProvider(boolean useDefaultFilters)
    • 构造函数,用于创建一个新的 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 实例。
    • 参数 useDefaultFilters 指定是否应用默认的过滤器。如果为 true,则会自动包含对 @Component@Repository@Service@Controller 的支持。
  2. addIncludeFilter(TypeFilter includeFilter)
    • 添加一个包含过滤器,用于指定哪些类型的组件应该被包含在扫描结果中。
    • TypeFilter 是一个接口,可以通过实现该接口来定义自定义的过滤逻辑。
  3. addExcludeFilter(TypeFilter excludeFilter)
    • 添加一个排除过滤器,用于指定哪些类型的组件应该被排除在扫描结果之外。
    • 同样,TypeFilter 可以用于定义自定义的排除逻辑。
  4. findCandidateComponents(String basePackage)
    • 执行扫描操作,查找指定基础包及其子包下的候选组件。
    • 返回的是一个 Set<BeanDefinition>
  5. isCandidateComponent(MetadataReader metadataReader)
    • 判断给定的 MetadataReader 是否是一个候选组件。
    • 这个方法通常用于内部逻辑,但也可以被覆盖以实现自定义的候选组件判断逻辑。
  6. resetFilters(boolean includeDefaultFilters)
    • 重置之前添加的所有过滤器,并可以选择是否包含默认过滤器。
    • 这允许重用同一个 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 实例进行多次不同的扫描操作。
  7. setEnvironment(Environment environment)
    • 设置用于解析属性占位符的 Environment 实例。
    • 这允许在扫描过程中使用 Spring 的环境抽象来解析例如占位符配置的值。
  8. setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader)
    • 设置用于加载资源的 ResourceLoader 实例。
    • 这允许在扫描过程中访问和加载类路径资源。
  9. setMetadataReaderFactory(MetadataReaderFactory metadataReaderFactory)
    • 设置用于创建 MetadataReader 实例的工厂。
    • 这允许自定义如何读取类的元数据。
  10. registerDefaultFilters()
    • 注册默认的过滤器。这个方法通常在构造函数中被调用,但也可以被覆盖以实现自定义的默认过滤器注册逻辑。

注意:这里列出的是一些核心方法,可能在不同的Spring版本中方法的数量会不一样,但是总体上差距不会非常大。

技术原理

ClassPathScanningCandidateComponentProvider类是Spring框架中用于扫描类路径以查找带特定注解的组件的关键类。它的实现原理基于Java的反射机制、类加载器以及Spring的内部元数据处理机制。

实现原理

1、类加载器和资源访问

  1. ClassPathScanningCandidateComponentProvider使用Java的类加载器(ClassLoader)来访问类路径上的资源,类加载器负责从文件系统、JAR文件或其他资源位置加载类。
  2. Spring利用类加载器的getResources方法来获取所有匹配给定包名的资源路径。

2、扫描和过滤

  1. 一旦获取了资源路径,ClassPathScanningCandidateComponentProvider就会扫描这些路径以查找候选组件。

  2. 扫描过程中,可以使用包含(include)和排除(exclude)过滤器来进一步细化扫描结果,这些过滤器基于注解、类名、包名或其他条件来过滤组件。

  3. 默认的过滤器通常会包含标注有@Component@Repository@Service@Controller注解的类。

3、元数据处理

  1. 对于扫描到的每个类,ClassPathScanningCandidateComponentProvider会使用MetadataReader来读取类的元数据,MetadataReader是Spring内部的一个接口,用于访问类的元数据而无需实际加载类。

  2. MetadataReaderFactory负责创建MetadataReader实例,默认情况下,它使用ASM库来读取类的字节码并提取元数据。

4、候选组件识别

  1. 通过分析元数据,ClassPathScanningCandidateComponentProvider能够确定一个类是否是一个候选组件,这是通过检查类上的注解来实现的。

  2. 如果一个类被识别为候选组件,它将被添加到扫描结果的集合中。

运行机制

底层算法大致如下:

  1. 初始化:配置 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 实例,包括是否使用默认过滤器以及添加自定义的包含或排除过滤器。
  2. 扫描:调用 findCandidateComponents 方法并传入要扫描的基础包名,该方法内部会:1、使用类加载器的 getResources 方法获取所有匹配包名的资源路径。2、遍历这些资源路径,对每个路径执行扫描操作。
  3. 过滤和读取元数据:对于扫描到的每个资源(通常是 .class 文件),使用 MetadataReader 读取其元数据,并应用过滤器来确定是否应该将其包含为候选组件。
  4. 收集结果:将识别为候选组件的类信息收集起来并返回,这些信息通常用于后续的 Spring 容器初始化过程,如创建 Bean 定义等。

相关接口和类

  • TypeFilter:用于定义包含或排除过滤器的接口,实现该接口可以自定义过滤逻辑。
  • MetadataReaderMetadataReaderFactory:用于读取类的元数据而不实际加载类,这是通过直接访问类的字节码来实现的,通常使用 ASM 库来完成。
  • ResourceLoaderEnvironment:这些接口和类在扫描过程中不是必需的,但在某些情况下可以用于解析属性占位符或加载资源,它们提供了与 Spring 环境更紧密的集成。

关注我,每天学习互联网编程技术 - 程序员古德

END!
END!
END!

往期回顾

精品文章

Spring揭秘:Environment接口应用场景及实现原理!

Spring揭秘:AnnotationMetadata接口应用场景及实现原理!

Spring揭秘:BeanDefinitionBuilder接口应用场景及实现原理!

Spring揭秘:@import注解应用场景及实现原理!

Java并发基础:原子类之AtomicMarkableReference全面解析!

精彩视频

相关文章
|
5天前
|
Java 应用服务中间件 Nacos
Spring Cloud 常用各个组件详解及实现原理(附加源码+实现逻辑图)
Spring Cloud 常用各个组件详解及实现原理(附加源码+实现逻辑图)
37 0
|
5天前
|
Java API 微服务
【Spring Boot系列】通过OpenAPI规范构建微服务服务接口
【4月更文挑战第5天】通过OpenAPI接口构建Spring Boot服务RestAPI接口
60 0
|
5天前
|
设计模式 Java 测试技术
Spring状态机的实现原理和业务场景
**Spring State Machine**是Spring框架的一部分,它提供了一种实现状态机的方式,允许开发者定义状态机的状态、事件、行为和转换。状态机是一种计算模型,根据一系列规则从一个状态转移到另一个状态。【5月更文挑战第4天】
|
5天前
|
Java Spring
spring boot访问接口报500
spring boot访问接口报500
13 2
|
5天前
|
监控 Java API
Spring Boot与异步任务:整合与应用场景
【4月更文挑战第29天】异步任务在现代应用程序开发中扮演着重要的角色,它们可以提高应用程序的性能和响应速度,尤其适用于处理长时间运行的任务或需要等待外部资源的场景。Spring Boot提供了强大的支持来简化异步任务的实现。
26 0
|
5天前
|
Java 数据库连接 数据库
spring+mybatis_编写一个简单的增删改查接口
spring+mybatis_编写一个简单的增删改查接口
17 2
|
5天前
|
运维 Java 程序员
Spring5深入浅出篇:AOP底层实现原理
该文档介绍了Spring AOP的底层实现原理,核心问题包括动态代理类的创建。JDK动态代理通过`Proxy.newProxyInstance()`创建接口的实现类,而CGlib则是通过子类继承父类的方式生成代理对象。文中还提供了JDK和CGlib动态代理的代码示例。最后总结,JDK代理基于接口,CGlib则基于继承父类来实现。
|
5天前
|
算法 NoSQL Java
限流艺术:Spring Boot接口限流的实用指南
限流艺术:Spring Boot接口限流的实用指南
108 0
限流艺术:Spring Boot接口限流的实用指南
|
5天前
|
Java Spring 容器
Bean背后的魔法:揭秘Spring配置Bean的实现原理
Bean背后的魔法:揭秘Spring配置Bean的实现原理
22 0
Bean背后的魔法:揭秘Spring配置Bean的实现原理
|
5天前
|
数据采集 前端开发 NoSQL
Spring Boot反爬虫,防止接口盗刷
Spring Boot反爬虫,防止接口盗刷
26 1