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标题: 简单上手SpringBean的整个装配过程 [打印本页]

作者: 天空闲话 时间: 2024-5-20 06:33
标题: 简单上手SpringBean的整个装配过程
你好，这里是codetrend专栏“Spring6全攻略”。
典型的企业级应用程序并非仅由单个对象（在Spring术语中称为bean）组成。即使是最简单的应用程序，也会包含一些协同工作的对象，共同呈现出终端用户眼中连贯一致的应用程序形态。
以下mermaid流程图简单展示了Spring工作过程。
graph LR A[业务类POJO] --> C[Spring容器ApplicationContext] B[配置元数据Configuration Metadata] --> C C --产生--> D[可执行的体系/应用程序]业务类与配置元数据相结合，使得在Spring容器ApplicationContext被创建并初始化后，得到的是一个完全配置好且可执行的体系或应用程序。
下文将从定义一系列独立的bean定义出发，进而构建出一个对象间相互协作以达成目标的完全成型的应用程序。
配置元数据 Configuration Metadata

Spring IoC 容器通过消费一种形式的配置元数据。这些配置元数据代表了您作为应用程序开发者告诉 Spring 容器如何实例化、配置和组装应用程序中的对象。
配置元数据方式如下：

基于 XML 格式配置
基于 Groovy 格式配置
基于Java类和注解进行配置

虽然配置的形式不一样，但是配置内容和api基本一样的。
以下是基于 XML 格式、Groovy 格式和 Java 类与注解的方式来配置 Spring IoC 容器的示例：

基于 XML 格式配置：

<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">
<bean id="userService" >
<property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>
<bean id="userDao" />
</beans>

复制代码

基于 Groovy 格式配置：

// applicationContext.groovy
beans {
userService(com.example.UserService) {
userDao = ref('userDao')
}
userDao(com.example.UserDao)
}

复制代码

基于 Java 类和注解进行配置：

// AppConfig.java
@Configuration
public class AppConfig {
@Bean
public UserService userService() {
UserService userService = new UserService();
userService.setUserDao(userDao());
return userService;
}
@Bean
public UserDao userDao() {
return new UserDao();
}
}

复制代码

以上示例分别展示了利用 XML、Groovy 和 Java 类与注解的方式来配置 Spring IoC 容器。无论利用哪种配置方式，都可以定义和组装应用程序中的对象，并且相应的 API 在实现上基本一致。
这三种配置方式各有优劣，开发者可以根据项目需求和个人喜好选择合适的方式。
Ioc容器利用初体验

Ioc容器在Spring6框架中也就是各种BeanFactory的实现类来创建和管理对象。
ClassPathXmlApplicationContext就是通过读取xml配置初始化bean的一种方法。
启动类的代码如下：

/**
* 宠物测试app
* @author nine
* @since 1.0
*/
public class PetApp {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个类路径下的XML应用上下文，并指定配置文件
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("s104/services.xml", "s104/daos.xml");
// 从上下文中获取名为"petStore"的bean，其类型为PetStoreServiceImpl，其中petStoreAlias是别名
PetStoreService petStoreService = context.getBean("petStoreAlias", PetStoreServiceImpl.class);
// 调用获取的bean的buyPet方法
petStoreService.buyPet(new Pet("Tom", "Cat",1));
}
}

复制代码

bean的配置如下：

<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">
<bean id="userService" >
<property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>
<bean id="userDao" />
</beans><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">
<bean id="userService" >
<property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>
<bean id="userDao" />
</beans>

复制代码

对应bean如下。其中这些bean也就是简单的业务bean。

@Slf4j
@Data
public class PetStoreServiceImpl implements PetStoreService {
private AccountDao accountDao;
private ItemDao itemDao;
@Override
public boolean buyPet(Pet pet) {
log.info("buy pet: {}", pet);
accountDao.store(pet);
itemDao.minus(pet);
return true;
}
}
@Slf4j
public class ItemDao {
public void minus(Pet pet) {
log.info("minus pet num: {}", pet.getNum());
}
}
@Slf4j
public class AccountDao {
public void store(Pet pet) {
log.info("增加收入: {}", pet);
}
}

复制代码

这个过程与开发者编写工具类一样，没有任何注解、导入依靠这些配置。习惯利用springboot的开发者可能对此表示有点不习惯。
但是xml元数据配置+BeanFactory一起，就组合成了一个单独的app。运行起来就和springboot无异。
讲上述代码修改为基于Java类和注解进行配置的代码如下。

public class PetAppJavaConfig {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个基于 Java Config 的应用上下文
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
// 从上下文中获取名为"petStoreService"的bean，其类型为PetStoreService
PetStoreService petStoreService = context.getBean(PetStoreService.class);
// 调用获取的bean的buyPet方法
petStoreService.buyPet(new Pet("Tom", "Cat", 1));
}
}
@Configuration
class AppConfig {
@Bean
public PetStoreService petStoreService(AccountDao accountDao, ItemDao itemDao) {
PetStoreServiceImpl petStoreService = new PetStoreServiceImpl();
petStoreService.setAccountDao(accountDao);
petStoreService.setItemDao(itemDao);
return petStoreService;
}
@Bean
public AccountDao accountDao() {
return new AccountDao();
}
@Bean
public ItemDao itemDao() {
return new ItemDao();
}
}

复制代码

可以看出代码简洁明了不少，代码输出结果都是一致的。

11:38:11.646 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.PetStoreServiceImpl -- buy pet: Pet(name=Tom, type=Cat, num=1)
11:38:11.653 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.AccountDao -- 增加收入: Pet(name=Tom, type=Cat, num=1)
11:38:11.653 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.ItemDao -- minus pet num: 1

复制代码

完备项目源码信息检察可以在gitee或者github上搜刮r0ad检察。（外链考核太严酷~木办法）
配置Bean初体验

Spring IoC容器管理一个或多个bean。这些bean是根据您提供给容器的配置元数据创建的（例如，以XML 定义的形式）。
在容器内部，bean 定义被表示为 BeanDefinition 对象，其中包含（除其他信息外）以下元数据：

一个包限定的类名：通常是所定义的 bean 的实际实现类。
Bean 行为配置元素，用于说明 bean 在容器中应如何运行（作用域、生命周期回调等）。
引用其他 bean，这些 bean 是该 bean 执行工作所需的。这些引用也称为协作者或依靠项。
其他配置设置用于设置新创建对象中的值，例如，管理连接池的 bean 中的池巨细限定或要利用的连接数。

/**
* 说明备案definition的例子
*
* @author nine
* @since 1.0
*/
public class BeanDefinitionProcessDemo {
public static void main(String[] args) {
// ️GenericApplicationContext 是一个【干净】的容器
GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
// 用原始方法注册三个 bean
context.registerBean("bean1", Bean1.class);
// 初始化容器
// 执行beanFactory后处理器, 添加bean后处理器, 初始化所有单例
context.refresh();
Bean1 bean = context.getBean(Bean1.class);
bean.print();
// 销毁容器
context.close();
}
}
@Slf4j
class Bean1 {
public void print() {
log.info("I am bean1");
}
}

复制代码

通过这个代码可以发现，Bean1在调用registerBean接口后从一个普通的pojo类变成了一个bean。
org.springframework.context.support.GenericApplicationContext#registerBean为了方便利用有很多重载方法。
通过源码可以发现，普通类通过ClassDerivedBeanDefinition的构造函数转换为BeanDefinition。也就是该class通过setBeanClass成为BeanDefinition的属性beanClass。
后续通过一些列操作，自定义、名字处理、注册容器等等添加了其他的属性信息或者进行二次处理。
具体源码如下。

public <T> void registerBean(@Nullable String beanName, Class<T> beanClass, @Nullable Supplier<T> supplier, BeanDefinitionCustomizer... customizers) {
// 创建一个 ClassDerivedBeanDefinition 对象，用于封装 Bean 的定义信息
ClassDerivedBeanDefinition beanDefinition = new ClassDerivedBeanDefinition(beanClass);
// 如果存在 supplier，则设置到 BeanDefinition 中
if (supplier != null) {
beanDefinition.setInstanceSupplier(supplier);
}
// 对 BeanDefinition 进行定制处理
for (BeanDefinitionCustomizer customizer : customizers) {
customizer.customize(beanDefinition);
}
// 如果指定了 beanName，则使用指定的名称，否则使用 beanClass 的名称
String nameToUse = (beanName != null ? beanName : beanClass.getName());
// 将封装好的 BeanDefinition 注册到容器中
registerBeanDefinition(nameToUse, beanDefinition);
}

复制代码

bean的生命周期回调

Spring6 中 Bean 的生命周期可以通过 InitializingBean 和 DisposableBean 接口、@PostConstruct 和 @PreDestroy 注解以及配置文件中的 init-method 和 destroy-method 方法来管理。
把上面手动注入的bean的demo修改，增长实现 Bean 的初始化和烧毁回调：

public class BeanDefinitionProcessDemo {
public static void main(String[] args) {
// GenericApplicationContext 是一个干净的容器
GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
// 用原始方法注册 bean1，并指定初始化和销毁方法
context.registerBean("bean1", Bean1.class, Bean1::new, beanDefinition -> {
beanDefinition.setInitMethodName("init");
beanDefinition.setDestroyMethodName("destroy");
});
// 初始化容器
context.refresh();
Bean1 bean = context.getBean(Bean1.class);
bean.print();
// 销毁容器
context.close();
}
}
@Slf4j
class Bean1 {
public void print() {
log.info("I am bean1");
}
public void init() {
log.info("Bean1 is being initialized");
}
public void destroy() {
log.info("Bean1 is being destroyed");
}
}

复制代码

通过输出可以发现，bean1的初始化和烧毁回调被调用了。

15:14:23.631 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.Bean1 -- Bean1 is being initialized
15:14:23.669 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.Bean1 -- I am bean1
15:14:23.670 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.Bean1 -- Bean1 is being destroyed

复制代码

把整个过程改为更熟悉的基于注解驱动开发的方式，代码如下。

import jakarta.annotation.PostConstruct;
import jakarta.annotation.PreDestroy;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
/**
* 通过注解方式配置Bean
* @author nine
* @since 1.0
*/
public class BeanDefinitionProcessAnnotationDemo {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
context.register(BeanAnnotation1.class);
context.refresh();
BeanAnnotation1 bean = context.getBean(BeanAnnotation1.class);
bean.print();
context.close();
}
}
@Slf4j
class BeanAnnotation1 {
public void print() {
log.info("I am BeanAnnotation1");
}
@PostConstruct
public void init() {
log.info("BeanAnnotation1 is being initialized");
}
@PreDestroy
public void destroy() {
log.info("BeanAnnotation1 is being destroyed");
}
}

复制代码

输出结果基本一致的。
通过这个转换过程可以更能清晰的发现，Spring如何从基于xml配置、Java配置、注解配置的转换。也能更加深刻体会到Spring的强大兼容性。
实例化Bean

必要利用bean就必须实例化这个类，最简单的方式就是new 一个对象。
但是在Spring6框架中提供了更多的配置来实现实例化bean。
如果利用基于XML的配置元数据，可以在元素的class属性中指定要实例化的对象的范例（或类）。
这个class属性（在BeanDefinition实例上内部是一个Class属性）通常是必需的。
利用Class属性的两种方式之一：

通常情况下，为了指定要构造的bean类，在容器本身通过调用其构造函数反射性地直接创建bean的情况下，类似于利用new运算符的Java代码。
在较不常见的情况下，为了指定包含静态工厂方法的实际类，容器调用该类上的静态工厂方法来创建bean。从调用静态工厂方法返回的对象范例可以是相同的类，也可以是完全差别的类。

构造器实例化bean

当通过构造函数方式创建一个bean时，所有普通类都可以被Spring利用并与之兼容。
也就是说，正在开发的类不必要实现任何特定的接口或以特定方式编码。只需指定bean类即可。
然而，根据为该特定bean利用的IoC范例，可能必要一个默认（空）构造函数。
Spring IoC容器可以管理险些任何希望它管理的类。它不范围于管理真正的JavaBeans。
大多数Spring用户更喜欢具有仅默认（无参数）构造函数。
Spring容器还可以管理非bean的类。例如，如果必要利用不符合JavaBean规范的传统连接池，Spring也可以进行管理。
下面通过一个例子说明基于构造器实例化bean的例子。

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
* SpringBean创建demo
*
* @author nine
* @since 1.0
*/
public class SpringBeanCreateDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个基于 Java Config 的应用上下文
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppCreateConfig.class);
// 从上下文中获取名bean，其类型为PetStoreService
MyClass bean = context.getBean(MyClass.class);
// 调用获取的bean的方法
bean.hello("jack");
}
}
@Configuration
@Slf4j
class AppCreateConfig {
@Bean
public MyClass exampleBean() {
return new MyClass("exampleConstructorArg");
}
}
@Slf4j
class MyClass {
public MyClass(String constructorArg) {
log.info(constructorArg);
}
public void hello(String name) {
log.info("hello " + name);
}
}

复制代码

输出结果如下。可以看到MyClass类被正确初始化和被IoC容器管理。

09:44:57.211 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.MyClass -- exampleConstructorArg
09:44:57.262 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.MyClass -- hello jack

复制代码

静态工厂方法实例化bean

在定义利用静态工厂方法创建的bean时，利用class属性指定包含静态工厂方法的类，并利用名为factory-method的属性指定工厂方法本身的名称。
应该能够调用这个方法（带有可选参数，如后面所述），并返回一个活动对象，随后将其视为通过构造函数创建的对象。
如许一个bean定义的用途之一是在遗留代码中调用静态工厂。

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
* SpringBean创建demo
*
* @author nine
* @since 1.0
*/
public class SpringBeanFactoryMethodCreateDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个基于 Java Config 的应用上下文
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppFactoryConfig.class);
// 从上下文中获取名bean，其类型为PetStoreService
AppFactoryConfig.MyBean bean = context.getBean(AppFactoryConfig.MyBean.class);
// 调用获取的bean的方法
bean.hello();
}
}
@Slf4j
@Configuration
class AppFactoryConfig {
@Bean
public MyBean myBean() {
// 调用带有可选参数的静态工厂方法创建 bean
return MyBeanFactory.createBean("Tom");
}
static class MyBean {
private String name;
public MyBean(String name) {
this.name = name;
}
public void hello() {
log.info("Hello, " + name);
}
}
static class MyBeanFactory {
public static MyBean createBean(String parameter) {
return new MyBean(parameter);
}
}
}

复制代码

通过实例工厂方法实例化bean

类似于通过静态工厂方法进行实例化，利用实例工厂方法进行实例化会调用容器中现有 bean 的非静态方法来创建一个新的 bean。
要利用这种机制，将class属性留空，在factory-bean属性中指定当前（或父级或祖先）容器中包含要被调用以创建对象的实例方法的 bean 的名称。
利用factory-method属性设置工厂方法本身的名称。
这个例子是基于java config来实现的。
可以发现MyBean通过现著名为MyBeanFactory的bean来创建的。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class AppBeanCreateConfig {
@Bean
public MyBeanFactory myBeanFactory() {
return new MyBeanFactory();
}
@Bean
public MyBean myBean(MyBeanFactory myBeanFactory) {
// 调用实例工厂方法创建 bean
return myBeanFactory.createBean("optionalParameter");
}
static class MyBean {
private String name;
public MyBean(String name) {
this.name = name;
}
public void hello() {
System.out.println("Hello, " + name);
}
}
static class MyBeanFactory {
public MyBean createBean(String parameter) {
return new MyBean(parameter);
}
}
}

复制代码

确定Bean的运行时范例

确定Spring框架中一个特定bean的运行时范例确实必要思量到多种复杂情况。
在bean元数据定义中指定的类只是一个初始类引用，可能与声明的工厂方法结合，或者是一个可能导致bean具有差别运行时范例的FactoryBean类，或者在实例级工厂方法的情况下根本没有设置（这是通过指定的工厂-bean 名称来剖析的）。
此外，AOP署理可能会用基于接口的署理包装一个bean实例，只袒露目标bean的实际范例（仅袒露其实现的接口）。
查找特定bean的实际运行时范例的推荐方法是利用BeanFactory.getType调用指定的bean名称。
这思量了上述所有情况，并返回BeanFactory.getBean调用将为相同的bean名称返回的对象范例。
以上面的通过实例工厂方法实例化bean为例说明利用BeanFactory.getType。

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
@Slf4j
public class BeanRunTimeTypeTest {
@Test
public void test() {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppBeanCreateConfig.class);
// 获取 BeanFactory 实例
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
// 使用 BeanFactory.getType 方法获取特定 bean 的运行时类型
Class<?> beanType = beanFactory.getType("myBean");
log.info("The runtime type of 'myBean' is: " + beanType.getName());
// 使用 BeanFactory.getBean 方法获取特定 bean 的实例对象
AppBeanCreateConfig.MyBean myBeanInstance = (AppBeanCreateConfig.MyBean) beanFactory.getBean("myBean");
myBeanInstance.hello();
// 关闭应用上下文
context.close();
}
}

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输出结果如下。可以看到实例工厂方法没有设置class，但是运行时范例为MyBean。

10:51:25.111 [main] INFO io.yulin.learn.spring.s104.BeanRunTimeTypeTest -- The runtime type of 'myBean' is: io.yulin.learn.spring.s104.AppBeanCreateConfig$MyBean
Hello, optionalParameter

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BeanFactory.getType()一些常见用途：

范例检查：通过调用 getType() 方法，可以获取特定 bean 的实际范例，并根据这些范例信息执行相应的操作。这对于在运行时进行范例检查和验证非常有用。
动态处理：在某些情况下，您可能必要根据 bean 的范例来动态地决定如何处理该 bean。通过 getType() 方法可以获取 bean 的范例信息，并根据必要执行相应的处理逻辑。
条件化配置：在 Spring 应用程序中，有时根据 bean 的范例来进行条件化的配置会很有用。通过 getType() 方法可以获取 bean 的范例，从而根据差别的范例执行差别的配置。
自定义逻辑：某些情况下，可能必要根据 bean 的范例来编写特定的业务逻辑。通过 getType() 方法可以获取 bean 的准确范例信息，并在代码中编写相应的逻辑。

关于作者

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