Spring 源码学习(七)扩展功能 下篇

栏目: Java · 发布时间: 5年前

内容简介:在上一篇文章中,深入分析和学习了本篇思路:Table of Contents

在上一篇文章中,深入分析和学习了 BeanFactoryPostProcessor ,主体是 BeanFactory 的后处理器,这次来学习主体是 Bean 的后处理器: BeanPostProcessor

定义:它也是 Spring 对外提供的接口,用来给用户扩展自定义的功能。执行的时机在 bean 实例化阶段前后

本篇思路:

BeanPostProcessor

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前言

BeanFactoryPostProcessor 不同的是, BeanFactoryPostProcessor 的注册和执行都在同一个方法内,而 BeanPostProcessor 分开两个方法,分为 注册调用 两个步骤。

常规的 BeanFactory 中是没有实现后处理器的自动注册,所以在调用的时候没有进行手动注册是无法使用的,但在 ApplicationContext 中添加了自动注册功能(在这个 registerBeanPostProcessors 方法中),最后在 bean 实例化时执行 BeanPostProcessor 对应的方法。

本次主要介绍 BeanPostProcessor ,同时也会将剩下的 context 扩展功能一起学习~

BeanPostProcessor

经过上一篇文章的学习,应该对 bean 的后处理理解起来更顺利,下面直奔主题,来看下它是如何使用和结合源码分析

如何使用

新建一个 bean 后处理器

这个后处理器需要引用 InstantiationAwareBeanPostProcessor 接口(实际继承自 BeanPostProcessor ),然后重载以下两个方法:

public class CarBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		// 这里没有区分 bean 类型,只是用来测试打印的顺序和时间
		System.out.println("Bean name : " + beanName + ", before Initialization, time : " + System.currentTimeMillis());
		return null;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		System.out.println("Bean name : " + beanName + ", after Initialization, time : " + System.currentTimeMillis());
		return null;
	}
}

在配置文件中注册 bean-post-processor.xml

在配置文件配置我们写的自定义后处理器和两个普通 bean ,用来测试打印时间和顺序

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
	<!-- beanPostProcessor -->
	<bean id="carPostProcessor" class="context.bean.CarBeanPostProcessor"/>

	<!--用以下两个 bean 进行测试打印时间和顺序-->
	<bean id="car" class="base.factory.bean.Car">
		<property name="price" value="10000"/>
		<property name="brand" value="奔驰"/>
	</bean>

	<bean id="book" class="domain.ComplexBook"/>

</beans>

启动代码和打印结果

public class CarBeanPostProcessorBootstrap {

	public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("factory.bean/bean-post-processor.xml");
		Car car = (Car) context.getBean("car");
		ComplexBook book = (ComplexBook) context.getBean("book");
		System.out.println(car);
		System.out.println(book);
	}
}

输出:

Bean name : car, before Initialization, time : 1560772863996
Bean name : car, after Initialization, time : 1560772863996
Bean name : book, before Initialization, time : 1560772863999
Bean name : book, after Initialization, time : 1560772863999
Car{maxSpeed=0, brand='奔驰', price=10000.0}
domain.ComplexBook@77be656f

从输出接口看出,打印顺序是先框架内部,再到应用层,框架内部中,在顺序实例化每个 bean 时,前面也提到 执行时机:先执行 postProcessBeforeInitialization 方法,然后实例化 bean 后,执行 postProcessAfterInitialization

所以我们重载的两个接口按照前后顺序打印出来了~

注册 BeanPostProcessor

上面介绍了使用例子,应该不难理解,接着来看下源码注册的方法:

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#registerBeanPostProcessors

实际委托给了 PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(beanFactory, this);

public static void registerBeanPostProcessors(
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, AbstractApplicationContext applicationContext) {
		// 注释 7.2 从注册表中取出 class 类型为 BeanPostProcessor 的 bean 名称列表
		String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);

		int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;
		beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));
		// 将带有 权限顺序、顺序和其余的 beanPostProcessor 分开
		List<BeanPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();
		// 类型是 MergedBeanDefinitionPostProcessor
		List<BeanPostProcessor> internalPostProcessors = new ArrayList<>();
		List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
		List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
		for (String ppName : postProcessorNames) {
            // 分类,添加到对应数组中
			...
		}
		// 首先,注册实现了 PriorityOrdered 接口的 bean 后处理器
		sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
		registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);
		// 下一步,注册实现了 Ordered 接口的 bean 后处理器
		List<BeanPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>(orderedPostProcessorNames.size());
		for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {
			BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);
			orderedPostProcessors.add(pp);
			if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
				internalPostProcessors.add(pp);
			}
		}
		sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
		registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);
		// 现在,注册常规 bean 后处理器,其实就是不带顺序
		List<BeanPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(nonOrderedPostProcessorNames.size());
		for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {
			BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);
			nonOrderedPostProcessors.add(pp);
			if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
				internalPostProcessors.add(pp);
			}
		}
		registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);
		// 最后,重新注册 MergedBeanDefinitionPostProcessor 类型的后处理器
		// 看起来是重复注册了,但是每次注册调用的底层方法都会先移除已存在的 beanPostProcessor,然后再加进去,最后还是保存唯一
		sortPostProcessors(internalPostProcessors, beanFactory);
		registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);
		// 添加 ApplicationContext 探测器
		beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));
	}

跟之前的 BeanFactoryPostProcessor 处理是不是很相似,也是进行分类,将带有权重顺序、顺序和普通 BeanPostProcessor 添加到对应的列表后,然后排序,统一注册到 beanPostProcessors 列表末尾。

BeanPostProcessor 与之前的 BeanFactoryPostProcessor 进行对比后发现,少了硬编码注册的代码,只处理了配置文件方式的注册 bean 。通过书中阐释,对少了硬编码的处理有些理解:

对于 BeanFactoryPostProcessor 的处理,在一个方法内实现了注册和实现,所以需要载入配置中的定义,并进行激活;而对于 BeanPostProcessor 并不需要马上调用, 硬编码的方式实现的功能是将后处理器提取并调用,对于 BeanPostProcessor,注册阶段不需要调用,所以没有考虑处理硬编码 ,在这里只需要将配置文件的 BeanPostProcessor 提取出来并注册进入 beanFactory 就可以了。

而且我在测试过程,想在应用代码中进行硬编码注册, 发现由于 ClassPathXmlApplicationContext 最后一个方法是实例化非延迟加载的 bean ,在上下文创建好时, BeanPostProcessor 就已经执行完成了,于是硬编码注册的后处理器无法执行 ,只能通过设定延迟加载或者在配置文件配置中进行注册,或者其它 BeanFactory 能支持硬编码。

剩下顺序 Order 类型的后处理器注册 BeanFactoryPostProcessor 类似就不重复多讲解了,这段代码的逻辑挺清晰的~

小结

结束两个扩展功能, BeanFactoryPostProcessorBeanPostProcessor 的学习使用后,还有其它的扩展功能没学习到, 在一开始基础机构篇就提到剩下的方法:

Spring 源码学习(七)扩展功能 下篇

这这些扩展功能中,个人感觉 事件传播器、监听器和发送广播事件 这三个会用得比较多,所以下面的内容会花比较大篇幅讲这三个扩展。

初始化消息资源

根据书中的内容介绍,这个消息资源 messageSource 是跟 Spring 国际化相关。

例如中美之间的中英文差别,在不同地区显示不同的资源。对于有国际化需求的系统,要为每种提供一套相应的 资源文件 ,并以规范化命名的形式保存在特定的目录中,由系统自动根据客户端的语言或者配置选择合适的资源文件。

举个:chestnut:: 定义了两个资源文件,简单配置如下

  • 中文地区: test=测试
  • 英文地区: test=test

所以可以通过 Applicationcontext.getMessage() 方法访问国际化信息,在不同的环境中获取对应的数据。

由于个人感觉这种配置相关的,可以通过 profile 切换来实现,所以没有去细看和使用,具体实现和使用请感兴趣的同学们深入了解吧。

事件监听

事件传播器的使用很像我们 设计模式 中的 观察者模式 ,被观察者变动后通知观察者进行相应的逻辑处理。

在了解 Spring 如何初始化事件传播器之前,来看下 Spring 监听的简单用法。

定义监听事件 Event

新建一个类,继承于 ApplicationEvent ,并且需要在构造方法中调用父类的构造函数 supre(source)

public class CarEvent extends ApplicationEvent {

	/**
	 * 自定义一个消息
	 */
	private String msg;

	public CarEvent(Object source) {
		super(source);
	}

	public CarEvent(Object source, String msg) {
		super(source);
		this.msg = msg;
	}
}

定义监听器 Listener

新建一个类,引用 ApplicationListener 接口,然后重载 onApplicationEvent 方法:

public class CarEventListener implements ApplicationListener {
	@Override
	public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
		if (event instanceof CarEvent) {
			CarEvent carEvent = (CarEvent) event;
			System.out.println("source : " + event.getSource() + ",  custom message : " + carEvent.getMsg());
		}
	}
}

由于 Spring 的消息监听器不像 kafka 等主流 MQ 可以指定发送队列或者监听主题,只要发送消息后,所有注册的监听器都会收到消息进行处理,所以这边加了一个判断,如果是我业务上需要的消息,才会进行处理。

配置文件

<bean id="testListener" class="context.event.CarEventListener"/>

将刚才写的监听器注册到 Spring 容器中

测试代码

public class EventBootstrap {
	public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("factory.bean/bean-post-processor.xml");
		// 第一个参数是来源,第二个参数是自定义
		CarEvent carEvent = new CarEvent("hello",  "world");
		context.publishEvent(carEvent);
		// 消息发送之后,打印以下内容
		// source : hello,  custom message : world
	}
}

由于在配置文件中注册了监听器,然后在启动代码汇总初始化了监听事件,最终通过 context 发送消息,发现输出结果与预想的一致。

这种观察者模式实现很经典,使用起来也很简单,下面来结合源码分析一下 Spring 是如何实现消息监听的功能。

消息监听代码分析

从源码中分析,发现主要是下面三个步骤:

初始化 ApplicationEvenMulticaster

protected void initApplicationEventMulticaster() {
	ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
	// 如有有自己注册class Name 是 applicationEventMulticaster,使用自定义广播器
	if (beanFactory.containsLocalBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME)) {
		this.applicationEventMulticaster =
				beanFactory.getBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, ApplicationEventMulticaster.class);
		}
	}
	else {
		// 没有自定义,使用默认的事件广播器
		this.applicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster(beanFactory);
		beanFactory.registerSingleton(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, this.applicationEventMulticaster);
	}
}

广播器的作用是用来广播消息,在默认的广播器 SimpleApplicationEventMulticaster 类中发现了这个方法 multicastEvent

public void multicastEvent(final ApplicationEvent event, @Nullable ResolvableType eventType) {
	ResolvableType type = (eventType != null ? eventType : resolveDefaultEventType(event));
	Executor executor = getTaskExecutor();
	// 遍历注册的消息监听器
	for (ApplicationListener<?> listener : getApplicationListeners(event, type)) {
		if (executor != null) {
			executor.execute(() -> invokeListener(listener, event));
		}
		else {
			invokeListener(listener, event);
		}
	}
}

可以看到,在广播事件时,会遍历所有注册的监听器进行调用 invokeListener 方法,底层调用的是监听器重载的 listener.onApplicationEvent(event) ,所以再次强调一次,如果使用 Spring 自带的事件监听,请在业务处理方判断事件来源,避免处理错误。

注册监听器

在上一步中,已经初始化好了广播器,所以下一步来看下,监听器的注册流程,入口方法如下:

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#registerListeners
protected void registerListeners() {
	// 这里是硬编码注册的监听器
	for (ApplicationListener<?> listener : getApplicationListeners()) {
		getApplicationEventMulticaster().addApplicationListener(listener);
	}
	// 不要在这里初始化 factoryBean : 我们需要保留所有常规 bean 未初始化,以便让后处理程序应用于它们!
	// 这一步是配置文件中注册的监听器
	String[] listenerBeanNames = getBeanNamesForType(ApplicationListener.class, true, false);
	for (String listenerBeanName : listenerBeanNames) {
		getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName);
	}

	// 发布早期的应用程序事件,现在我们终于有了一个多播器=-=
	Set<ApplicationEvent> earlyEventsToProcess = this.earlyApplicationEvents;
	this.earlyApplicationEvents = null;
	if (earlyEventsToProcess != null) {
		for (ApplicationEvent earlyEvent : earlyEventsToProcess) {
			getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(earlyEvent);
		}
	}
}

这一个方法代码不多,也没啥嵌套功能,按照注释顺序将流程梳理了一遍,将我们注册的监听器加入到 applicationEventMulticaster 列表中,等待之后调用。

publishEvent

广播器和监听器都准备好了,剩下的就是发送事件,通知监听器做相应的处理:

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#publishEvent(java.lang.Object, org.springframework.core.ResolvableType)

核心是这行代码:

getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(applicationEvent, eventType);

通过获取事件广播器,调用 multicastEvent 方法,进行广播事件,这一步前面也介绍过了,不再细说。

总结

这次学习,省略了书中的一些内容,有关属性编辑器、 SPEL 语言和初始化非延迟加载等内容,请感兴趣的同学继续深入了解~

我们也能从 Spring 提供的这些扩展功能中学习到,通过预留后处理器,可以在 bean 实例化之前修改配置信息,或者做其他的自定义操作,例如替换占位符、过滤敏感信息等;

也可以通过广播事件,定义事件和监听器,在监听器中实现业务逻辑,由于不是直接调用监听器,而是通过事件广播器进行中转,达到了代码解耦的效果。

所以在之后的代码设计和编写中,在整体设计上,有必要的话,考虑在更高的抽象层要预留扩展功能,然后让子类重载或者实现,实现扩展的功能。

由于个人技术有限,如果有理解不到位或者错误的地方,请留下评论,我会根据朋友们的建议进行修正

代码和注释都在里面,小伙伴们可以下载我上传的代码,亲测可运行~

Gitee 地址:https://gitee.com/vip-augus/spring-analysis-note.git

Github 地址:https://github.com/Vip-Augus/spring-analysis-note

参考资料

  1. Spring 源码深度解析 / 郝佳编著. – 北京 : 人民邮电出版社

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网

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