架构师对Spring的理解

Spring 组件构成

• 核心容器
  • spring-core：控制反转IOC
  • spring-beans：依赖注入DI
    • BeanFactory是spring框架中的核心接口，是工厂模式的具体实现
    • BeanFactory容器实例化后并不会自动实例化Bean，只有当Bean被使用时，才会对Bean进行实例化以及依赖注入。
  • spring-context：核心模块之上，扩展了BeanFactory
    • 增加了Bean生命周期控制，框架事件体系以及资源加载透明化等功能。
    • 提供了许多企业级支持，邮件访问，远程访问，任务调度等。
    • applicationContext是核心接口，超类是BeanFactory，不同是实例化后会自动对所有单实例Bean进行实例化和依赖注入，处于使用状态。
  • spring-context-support：对spring IOC的扩展支持，以及IOC子容器
  • spring-context-indexer：spring的类管理组件和Classpath扫描
  • spring-expression：统一表达式EL的拓展模块，可以查询、管理运行中的对象，同时也方便的可以调用对象方法，操作数组，集合等。类似EL，但拓展了额外功能
• AOP设备支持
  • spring-aop：另一个核心模块AOP主要实现模块。
    • 以JVM的动态代理技术为基础，设计出了一系列AOP横切实现，比如前置通知，返回通知，异常通知等，同时，Pointcut接口匹配切入点，可以使用现有的切入点来设计横切面，也可以扩展相关方法根据需求进行切入
  • spring-aspects：集成自AspectJ框架，主要是提供多种AOP实现方法。
  • spring-instrument：基于 JAVA SE 设计的，AOP的支援模块，主要作用是JVM启动时，生成一个代理类，程序员通过代理类在运行时修改类的字节，从而改变一个类的功能，实现AOP功能
• 数据访问与集成
  • spring-jdbc：JDBC抽象框架的主要实现模块
    • 提供JDBC模版方式，关系数据库对象化方式，simpleJdbc方式，事务管理来简化JDBC编程
    • JdbcTemplate，SimpleJdbcTemplate，NamedParameterJdbcTemplate
  • spring-tx：Spring JDBC事务控制实现模块
    • 使用Spring框架，对事务做了很好的封装，通过AOP配置，可以灵活配置在任何一层
    • 许多需求和应用，直接说过JDBC事务控制，可以灵活配置在任何一层；
    • 一个完整的业务应该对应业务层里的一个方法；业务失败，整个事务回滚；
    • 事务控制放在业务层，但是持久层的设计应遵循一个很重要原则：保证操作原子性，即持久层里面的方法不可分割，所以使用spring JDBC事务控制时，注意其特殊型。
  • spring-orm：ORM框架支持模块
    • 主要集成Hibernate，JPA和Java Data Object（JDO）用于资源管理，数据访问对象（DAO）的实现和事务策略
  • spring-oxm：
    • O/M-mapper，将java对象映射成XML数据，或者将XML数据映射成java对象
  • spring-jms：发送和接收信息，4.1以后还提供对spring-messageing的支撑
• Web组件
  • spring-web：最基础的Web支持，建立与核心容器之上，通过Servlet或Listeners来初始化IOC容器
  • spring-webmvc：Web-Servlet模块，实现了Spring MVC的Web应用
  • spring-websocket：与Web前端的全双工通讯协议
  • spring-webflux：一个新的非阻塞函数式Reactive Web框架，用来建立异步的，非阻塞的，事件驱动的服务，并且扩展性非常好。
• 通信报文
  • spring-messaging：为Spring 框架集成一些基础的报文传送
• 集成测试
  • spring-test：测试提供支持
• 集成兼容
  • spring-framework-bom：Bill of materials 解决spring不同模块依赖版本问题

Spring 常用注解

• @Configuration：方法头如果注册了@Bean，将为注册到spring容器中
• @ComponentScan：默认扫描该类所在包下所有的配置类
• @Scope：用于指定scope作用域用在类上
• @Lazy：表示延迟加载
• @Conditional：spring4开始，按照一定条件进行判断满足则注册到spring中
• @Import：导入外部资源
• 生命周期控制
  • @PostConstruct：用于指定初始化方法
  • @PreDestory：用于销毁方法
  • @DependsOn：定义Bean初始化及销毁时间的顺序
• @Component：泛指组件，当组件不好归类时，可以用这个注解标注
• @Service：业务层组件
• @Controller：控制层组件
• @Repository：数据访问组件
• @Value：普通数据类型赋值
• @Autowired：类型装配，（如果按名字，结合@Qualifier一起使用）
• @PropertySource：读取i配置文件赋值
• @Qualifier：存在多个实例配合使用
• @Primary：自动装配时当出现多个Bean候选者时，@Primary作为首选，否则跑异常
• @Resource：按名次装配，当找不到与名称匹配的bean才会按类型装配
• ApplicationContextAware：通过上下文缓解对象得到Spring容器中的Bean
• BeanDefinitionRegistyPostProcessor
  • BeanFactoryPostProcessor接口是BeanDefinitionRegistry的后处理器，用来注册额外的BeanDefinition
• @EnableTransactionManagement：添加对事务管理的支持
• @Transactional：配置声明式事务信息

Spring IOC

• 定位配置资源
  • ApplicationContext
  • BeanFactroy
  • BeanDefinition
  • BeanDefinitionReader
  • BeanDefinitionScanner
  • AbstractApplicationContext.refresh()
    • obtainFreshBeanFactory()//注册Bean
      • createBeanFactory()//创建Bean工程
      • AbstractRefreshableApplicationContext.loadBecanFactory()//加载资源
        • ClassPathBeanFactoryScanner.scan(this.pageages)//扫描包中的class
        • AnnocationBeanFactoryReader.registry(classes) //读取注解中的Bean
          • DefaultListableBeanFactory.registryBeanDefinition(beanName)
          • beanDefinitionMap.put(beanName,beanDefinition)//存入容器
    • postProcessBeanFactory(beanFactory)//用于拓展BeanFactory后置处理器
    • invokeBeanFactoryPostProcess(beanFactory)//调用拓展的BeanFactory后置处理器
      • postProcess.postProcessBeanFactoryRegistry(registry)
        • registry.registryBeanDefinition(beanName,definition)//循环注册
    • onRefresh()//启动Tomcat容器
    • registryListeners()//注册监听器
    • finishRefresh()//完成，发布事件以及生命周期的处理

实例化 DI操作

• DefaultListableBeanFactory.getBean()
• AbstractBeanFactory.doGetBean()//从ioc容器获取bean并依赖注入
  • transformedBeanName(name)转换成规范的bean名称
  • getSingleton(beanName)从单例ioc容器中创建
  • getObjectForBeanInstance()创建工程Bean
  • markBeanAsCreated(beanName)标记已经创建
  • getMergedLocalBeanDefinition(beanName).getDependsOn()//获取依赖
  • getBean(dep)注册以来并给当前Bean
  • createBean(beanName,mdb,args)创建Bean
  • scope.get(beanName,createBean())创建request，session范围的Bean
  • getTypeConverter().convertIfNecessary(bean,requiredType);类型检查
• AbstractBeanFactory.crateBean(BeanName,mdb,args)创建Bean实例化对象
  • resolveBeanClass(mdb,beanName)
  • resolveBeforeInstantiation(beanName,mdbToUse)
  • doCreateBean()
    • BeanWrapper.createBeanInstance(beanName,mdb,args);
      • instantiateUsingFactoryMethod();//工厂方法进行实例化
      • getInstiatetionStrategy().instantiate();//策略进行实例化
      • BeanUtils.instantiateClass()//反射创建Bean实例
    • AbstractAutowireCapableBeanFactory().initBeanWrapper(bw);
    • AbstractAutowireCapableBeanFactory().populateBean();//赋值（属性实力
      • applyPropertyValues()
        • resolveValueIfNecessary()解析属性值，对类型转换
        • resolveReference()解析引用类型的属性值
        • bw.setPropertyValues()依赖注入
    • AbstractAutowireCapableBeanFactory().initlializeBean();

Spring 初始化容器的拓展点（生命周期）

• ApplicationContextInitializer.initialize()整个容器在刷新之前的回调接口
• BeanDefinitionRegistryPostProcess.postProcessBeanDefinitionRegistry()beanDefinition之后执行
• beanFcatoryPostProessor.postProcessBeanFactory()读取beanDefinition之后，实例化之前执行
• InstanctiationAwareBeanPostProcessor初始化阶段
  • postProcessBeforeInstantiation实例化bean之前
  • postProcessAfterInstantiation实例化bean之后
  • postProcessPropertyValues实例化完成，属性注入时触发
  • postProcessBeforeInitialization初始化bean之前
  • postProcessAfterInitialization初始化Bean之后
• SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor
  • predictBeanType 实例化之前，无法得到bean类型时回调该方法决定类型信息
  • determineCandidateConstructors 实例化之前，构造函数之后返回列表
  • getEarlyBeanReference 实例化之后调用
• BeanFactoryAware 注入属性之前，获取BeanFactory
• AppicationContextAwareProcessor 实例化之后，初始化之前
  • EnvironmentAware 系统内所有参数
  • EmbeddedValueResolverAware 与@Value类似
  • ResourceLoaderAware 获取ResourceLoader对象
  • ApplicationEventPublisherAware 发布事件
  • MessageSourceAware 国际化拓展
  • ApplicationContextAware 获取上下文
• BeanNameAware setBeanName时触发
• @PostConstruct 在postProcessBeforeInitialization之后，InitializingBean.afterPropertiesSet()之前
• InitializingBean.afterPropertiesSet() 在postProcessAfterInitialization之前
• FactoryBean 拓展这个类，为实例化bean做一个代理
• SmartInitializingSingleton.afterSingletonsInstantiated 初始化之后回调，postProcessAfterInitialization 之后
• CommandLineRunner 启动完毕后，自动执行。多个Order排序
• DisposableBean.destroy()销毁时触发
• ApplicationListener Spring的内置监听器
  • ContextRefreshedEvent 上下文refresh()时被触发
  • ContextStartedEvent 上下文start()时触发
  • ContexttoppedEvent 上下文 stop()时触发
  • RequestHandledEvent 用户请求结束后，触发

Spring MVC

• DispatcherServlet：请求调度
  • 主要属性
    • applicationContext：上下文
    • handlerMappings：url与方法名的匹配
    • handlerAdapter：增强了调用方法时需要的参数等，方便直接调用
    • viewResolver：试图渲染
  • 初始化init操作
    • 初始化applicaitonContext
    • 初始化九大组件
      • MultipartResolver：多文件上传
      • LocalResolver：本地语言环境
      • ThemeResolver：主题模版处理器
      • HandlerMapping：URL映射关系
      • HandlerAdapter：动态参数适配器
      • HandlerExceptionResolver：异常拦截器
      • RequestToViewNameTranslator：视图提取器
      • ViewResovlers：视图转换器
      • FlashMapManager：参数缓存器
  • 执行步骤
    • 用户请求url到 DispatcherServlet 中
    • 委派到HandlerMapping 查找handler
    • 返回执行链 HandlerExecutionChain
    • 查找对应适配器
    • 根据适配器进行执行handler
    • 返回modelAndView到DispatcherServlet
    • 如果需要视图解析就请求ViewResolver返回view
    • 将视图渲染模型数据赋值到request
    • 返回reponse响应

Spring AOP

• AopProxy：代理接口
  • JdkDynamicAopProxy：jdk动态代理
  • cglibAopProxy：cglib动态代理
• Target Object：目标对象
• Pointcut：切入点
• AdvisedSupport配置解析
  • 属性解析
    • Aspect：切面
    • targetClass：目标对象Class
    • Target：目标
    • config：aop配置
    • pointCutpattern：切点规则
    • methodCache：命中的方法
  • 实现步骤
    • 通过配置文件解析正则
    • 通过正则匹配符合aop的配置
    • 通过配置通知前置，后置，异常，环绕等定义，配置成执行链放入advices中
    • 最后封装成methodCache中，对于一个方法，一个List
• Advice 通知回调
  • 前置，后置，返回后，异常，环绕
• 与IOC的衔接
  • 实例化对象时，加入aop的判断
  • 如果配置了aop则生成代理实例对象，没有则原生对象

源码分析 DI时对bean的拓展

• postProcessAfterInitialization()
  • wrapIfNecessary()
  • createProxy()
  • DefaultAopProxyFactory.createAopProxy()
  • invoke
    • this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice();返回经过aop代理的通知责任链
    • proceed()触发拦截器链的执行
    • invokeJoinpointUsingReflection()反射调用

SpringBoot 自动装配原理