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【后端-Spring】一、初识Spring中核心知识点

Ric
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2021-09-08 / 0 评论 / 1 点赞 / 1,857 阅读 / 5,903 字 / 正在检测是否收录...
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本文章会对Spring中核心知识点进行串讲,达到对Spring的底层有一个整体的大致了解的目的,比如:

  1. Bean的生命周期底层原理
  2. 依赖注入底层原理
  3. 初始化底层原理
  4. 推断构造方法底层原理
  5. AOP底层原理
  6. Spring事务底层原理

但都只是大致流程,后续会针对每个流程详细深入的讲解并分析源码实现

先来看看入门使用Spring的代码:

ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

对于这三行代码应该,大部分同学应该都是比较熟悉,这是学习Spring的hello world。可是,这三行代码底层都做了什么,比如:

  1. 第一行代码,会构造一个ClassPathXmlApplicationContext对象,ClassPathXmlApplicationContext该如何理解,调用该构造方法除开会实例化得到一个对象,还会做哪些事情?
  2. 第二行代码,会调用ClassPathXmlApplicationContext的getBean方法,会得到一个UserService对象,getBean()是如何实现的?返回的UserService对象和我们自己直接new的UserService对象有区别吗?
  3. 第三行代码,就是简单的调用UserService的test()方法,不难理解。

光看这三行代码,其实并不能体现出来Spring的强大之处,也不能理解为什么需要ClassPathXmlApplicationContext和getBean()方法,随着课程的深入将会改变你此时的观念,而对于上面的这些疑问,也会随着课程深入逐步得到解决。对于这三行代码,你现在可以认为:如果你要用Spring,你就得这么写。就像你要用Mybatis,你就得写各种Mapper接口。

但是用ClassPathXmlApplicationContext其实已经过时了,在新版的Spring MVC和Spring Boot的底层主要用的都是AnnotationConfigApplicationContext,比如:

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
//ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

可以看到AnnotationConfigApplicationContext的用法和ClassPathXmlApplicationContext是非常类似的,只不过需要传入的是一个class,而不是一个xml文件。

而AppConfig.class和spring.xml一样,表示Spring的配置,比如可以指定扫描路径,可以直接定义Bean,比如:

spring.xml中的内容为:

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

AppConfig中的内容为:

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

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

}

所以spring.xml和AppConfig.class本质上是一样的。

目前,我们基本很少直接使用上面这种方式来用Spring,而是使用Spring MVC,或者Spring Boot,但是它们都是基于上面这种方式的,都需要在内部去创建一个ApplicationContext的,只不过:

  1. Spring MVC创建的是XmlWebApplicationContext,和ClassPathXmlApplicationContext类似,都是基于XML配置的
  2. Spring Boot创建的是AnnotationConfigApplicationContext

因为AnnotationConfigApplicationContext是比较重要的,并且AnnotationConfigApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext大部分底层都是共同的,后续我们会着重看AnnotationConfigApplicationContext的底层实现,对于ClassPathXmlApplicationContext,可以在课程结束后作为作业,业余时间看看相关源码即可。

Spring中是如何创建一个对象?

其实不管是AnnotationConfigApplicationContext还是ClassPathXmlApplicationContext,目前,我们都可以简单的将它们理解为就是用来创建Java对象的,比如调用getBean()就会去创建对象(此处不严谨,getBean可能也不会去创建对象,后续课程详解)。

在Java语言中,肯定是根据某个类来创建一个对象的。我们在看一下实例代码:

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

当我们调用context.getBean("userService")时,就会去创建一个对象,但是getBean方法内部怎么知道"userService"对应的是UserService类呢?

所以,我们就可以分析出来,在调用AnnotationConfigApplicationContext的构造方法时,也就是第一行代码,会去做一些事情:

  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,后续课程会讲到
  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,但调用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

那么Spring到底是如何来创建一个Bean的呢,这个就是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(但是如何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,但是如果一个类存在多个构造方法,Spring会使用哪个呢?

Spring的判断逻辑如下:

  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

Spring的设计思想是这样的:

  1. 如果一个类只有一个构造方法,那么没得选择,只能用这个构造方法
  2. 如果一个类存在多个构造方法,Spring不知道如何选择,就会看是否有无参的构造方法,因为无参构造方法本身表示了一种默认的意义
  3. 不过如果某个构造方法上加了@Autowired注解,那就表示程序员告诉Spring就用这个加了注解的方法,那Spring就会用这个加了@Autowired注解构造方法了

需要重视的是,如果Spring选择了一个有参的构造方法,Spring在调用这个有参构造方法时,需要传入参数,那这个参数是怎么来的呢?

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
  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。

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