Spring底层原理由浅入深探究

2023-02-24 11:02:59 底层 由浅入深 探究

Spring简介

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

上面一段代码是我们开始学习spring时看到的，光看这三行代码，其实并不能体现出来Spring的强大之处。

但其实ClassPathXmlApplicationContext早已经过时，新版的Spring mvc和SpringBoot的底层中主要用的都是AnnotationConfigApplication，例如：

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

两者写法基本类似，区别在于前者需要传入的是一个xml文件，后者传入的是一个class。都可以指定扫描路径，也可以定义Bean。例如：

spring.xml文件样例：

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

AppConfig.java文件样例：

@ComponentScan("com.zhouyu")
public class AppConfig {
	@Bean
	public UserService userService(){
		return new UserService();
	}
}

不过我们很少这样使用Spring，而是使用Spring MVC 或者 SpringBoot，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：

  • Spring MVC创建的是XmlWEBApplicationContext，和ClassPathXmlApplicationContext类似，都是基于XML配置的
  • Spring Boot创建的是AnnotationConfigApplicationContext

Spring中是如何创建一个对象

先看下面代码

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：

  • 解析APPConfig.class，得到包扫描路径
  • 遍历扫描路径下的所有Java类，如果如果发现带有@Component、@Service等注解时，Spring会把这个类记录下来，存在一个Map中，比如Map<String,Class>。（实际上,Srping源码中确实存在这么类似的Map，叫BeanDefinitionMap）
  • Spring会根据某个规则生成当前类对应的beanName，作为key存入Map，并把当前作为Value存入

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

  • 利用该类的构造方法来实例化得到一个对象
  • 得到一个对象后，Spring 会判断该对象中是否存在被@Autowire注解了的属性，吧这些属性找出来并由Spring进行赋值（依赖注入）。
  • 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）
  • 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）。
  • 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afterPropertiesSet()方法，那Spring就会调用当前对象中的afterPropertiesSet()方法（初始化）
  • 最后Spring会判断当前对象需不需进行AOP，如果不需要，那么Bean就创建完成了，如果需要进行AOP，则会进行动态代理并生成一个代理对象作为Bean（初始化后）。

通过最后一步，我们发现，当Spring根据UserService类来创建一个Bean时：

  • 如果不用进行AOP，那么Bean就是UserService累的构造方法所得到的对象。
  • 如果进行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创建出来后：

  • 如果当前Bean是单例Bean，那么会把该Bean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Bean对象了。（实际上，在Spring源码中，这个Map就是单例池）
  • 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。

UserService.class —> 无参构造方法 —>普通对象—>依赖注入（属性赋值、BeanNameAware接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware接口）—>初始化前（postconstruct)—>初始化（initializingBean)—>初始化后（aop)—>代理对象—>Bean

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：

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都会使用这个构造方法。

如果一个类存在多个构造方法

  • 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
  • 这些构造方法中，如果不存在无参的构造方法，那么Spring就会报错

Spring的设计思想是这样的：

  • 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
  • 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
  • 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

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？

  • 现根据入参类型找，如果只找到一个，那么久直接用来作为入参
  • 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
  • 最终如果没有找到，则会报错，无法创建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就是动态代理，在创建一个Bean的过程中，Spring在最后一步会去判断这个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对象是否需要进行AOP：

  • 找出所有的切面Bean
  • 遍历切面中的每个方法，看看是否写了@before、@After等注解
  • 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。
  • 如果匹配则表示当前Bean对象有匹配的pointcut，表示需要进行AOP

利用cglib进行AOP的大致流程：

生成代理类UserServiceProxy，代理类继承UserService

代理类中重写了父类的方法，比如UserService的Test()方法

代理类中还会有一个target属性，该属性的值为被代理的对象

代理类中的test()方法被执行时逻辑如下：

  • 执行切面逻辑（@Before）
  • 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

Spring事务的代理对象执行某个方法时的步骤：

  • 判断当前执行的方法是否存在@Transactional注解
  • 如果存在，则利用事务管理器（transactionManager）新建一个数据库连接
  • 修改数据库连接的autocommit为false
  • 执行target.test()，执行业务逻辑代码，执行sql
  • 执行完成如果无异常，则提交，否则回滚。

Spring事务是否会失效的判断标准：某个加了@Transaction注解的方法被调用时，要判断到底是不是直接被代理的对象调用的，如果是则事务会生效，如果不是则失败。

到此这篇关于Spring底层原理由浅入深探究的文章就介绍到这了,更多相关Spring底层原理内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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