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多圖詳解Spring框架的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)模式

Spring作為現(xiàn)在最優(yōu)秀的框架之一,已被廣泛的使用,也曾經(jīng)針對(duì)Spring框架中的JDBC應(yīng)用做過(guò)報(bào)道。本文將從另外一個(gè)視角試圖剖析出Spring框架的作者設(shè)計(jì)Spring框架的骨骼架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念,有那幾個(gè)核心組件?為什么需要這些組件?它們又是如何結(jié)合在一起構(gòu)成Spring的骨骼架構(gòu)?Spring的AOP特性又是如何利用這些基礎(chǔ)的骨骼架構(gòu)來(lái)工作的?Spring中又使用了那些設(shè)計(jì)模式來(lái)完成它的這種設(shè)計(jì)的?它的這種 設(shè)計(jì)理念對(duì)對(duì)我們以后的軟件設(shè)計(jì)有何啟示?本文將詳細(xì)解答這些問(wèn)題。

創(chuàng)新互聯(lián)建站于2013年開始,是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司,擁有項(xiàng)目網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站制作網(wǎng)站策劃,項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢(mèng)想脫穎而出為使命,1280元海州做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為海州各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:18982081108

Spring的骨骼架構(gòu)

Spring總共有十幾個(gè)組件,但是真正核心的組件只有幾個(gè),下面是Spring框架的總體架構(gòu)圖:

圖1.Spring框架的總體架構(gòu)圖

從上圖中可以看出Spring框架中的核心組件只有三個(gè):Core、Context和Beans。它們構(gòu)建起了整個(gè)Spring的骨骼架構(gòu)。沒有它們就不可能有AOP、Web等上層的特性功能。下面也將主要從這三個(gè)組件入手分析Spring。

Spring的設(shè)計(jì)理念

前面介紹了Spring的三個(gè)核心組件,如果再在它們?nèi)齻€(gè)中選出核心的話,那就非Beans組件莫屬了,為何這樣說(shuō),其實(shí)Spring就是面向Bean的編程(BOP,Bean Oriented Programming),Bean在Spring 中才是真正的主角。

Bean在Spring中作用就像Object對(duì)OOP的意義一樣,沒有對(duì)象的概念就像沒有面向?qū)ο缶幊?,Spring中沒有Bean也就沒有Spring存在的意義。就像一次演出舞臺(tái)都準(zhǔn)備好了但是卻沒有演員一樣。為什 么要Bean這種角色Bean或者為何在Spring如此重要,這由Spring框架的設(shè)計(jì)目標(biāo)決定,Spring為何如此流行,我們用Spring的原因是什么,想想你會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)Spring解決了一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題他可以讓 你把對(duì)象之間的依賴關(guān)系轉(zhuǎn)而用配置文件來(lái)管理,也就是他的依賴注入機(jī)制。而這個(gè)注入關(guān)系在一個(gè)叫Ioc容器中管理,那Ioc容器中有又是什么就是被Bean包裹的對(duì)象。Spring正是通過(guò)把對(duì)象包裝在 Bean中而達(dá)到對(duì)這些對(duì)象管理以及一些列額外操作的目的。

它這種設(shè)計(jì)策略完全類似于Java實(shí)現(xiàn)OOP的設(shè)計(jì)理念,當(dāng)然了Java本身的設(shè)計(jì)要比Spring復(fù)雜太多太多,但是都是構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),然后根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)他的生存環(huán)境,并讓它在這個(gè)環(huán)境中 按照一定的規(guī)律在不停的運(yùn)動(dòng),在它們的不停運(yùn)動(dòng)中設(shè)計(jì)一系列與環(huán)境或者與其他個(gè)體完成信息交換。這樣想來(lái)回過(guò)頭想想我們用到的其他框架都是大慨類似的設(shè)計(jì)理念。

核心組件如何協(xié)同工作

前面說(shuō)Bean是Spring中關(guān)鍵因素,那Context和Core又有何作用呢?前面吧Bean比作一場(chǎng)演出中的演員的話,那Context就是這場(chǎng)演出的舞臺(tái)背景,而Core應(yīng)該就是演出的道具了。只有他們?cè)谝黄鸩拍?具備能演出一場(chǎng)好戲的最基本的條件。當(dāng)然有最基本的條件還不能使這場(chǎng)演出脫穎而出,還要他表演的節(jié)目足夠的精彩,這些節(jié)目就是Spring能提供的特色功能了。

我們知道Bean包裝的是Object,而Object必然有數(shù)據(jù),如何給這些數(shù)據(jù)提供生存環(huán)境就是Context要解決的問(wèn)題,對(duì)Context來(lái)說(shuō)他就是要發(fā)現(xiàn)每個(gè)Bean之間的關(guān)系,為它們建立這種關(guān)系并且要維護(hù)好 這種關(guān)系。所以Context就是一個(gè)Bean關(guān)系的集合,這個(gè)關(guān)系集合又叫Ioc容器,一旦建立起這個(gè)Ioc容器后Spring就可以為你工作了。那Core組件又有什么用武之地呢?其實(shí)Core就是發(fā)現(xiàn)、建立和維護(hù)每 個(gè)Bean之間的關(guān)系所需要的一些列的工具,從這個(gè)角度看來(lái),Core這個(gè)組件叫Util更能讓你理解。

#p#

它們之間可以用下圖來(lái)表示:

圖2.三個(gè)組件關(guān)系

核心組件詳解

這里將詳細(xì)介紹每個(gè)組件內(nèi)部類的層次關(guān)系,以及它們?cè)谶\(yùn)行時(shí)的時(shí)序順序。我們?cè)谑褂肧pring是應(yīng)該注意的地方。

Bean組件

前面已經(jīng)說(shuō)明了Bean組件對(duì)Spring的重要性,下面看看Bean這個(gè)組件式怎么設(shè)計(jì)的。Bean組件在Spring的org.springframework.beans包下。這個(gè)包下的所有類主要解決了三件事:Bean的定義、Bean 的創(chuàng)建以及對(duì)Bean的解析。對(duì)Spring的使用者來(lái)說(shuō)唯一需要關(guān)心的就是Bean的創(chuàng)建,其他兩個(gè)由Spring在內(nèi)部幫你完成了,對(duì)你來(lái)說(shuō)是透明的。

SpringBean的創(chuàng)建時(shí)典型的工廠模式,他的頂級(jí)接口是BeanFactory,下圖是這個(gè)工廠的繼承層次關(guān)系:

 
圖4.Bean工廠的繼承關(guān)系

BeanFactory有三個(gè)子類:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory和Autowire Capable Bean Factory。但是從上圖中我們可以發(fā)現(xiàn)最終的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)類是DefaultListableBeanFactory,他實(shí) 現(xiàn)了所有的接口。那為何要定義這么多層次的接口呢?查閱這些接口的源碼和說(shuō)明發(fā)現(xiàn),每個(gè)接口都有他使用的場(chǎng)合,它主要是為了區(qū)分在Spring內(nèi)部在操作過(guò)程中對(duì)象的傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程中,對(duì)對(duì)象的 數(shù)據(jù)訪問(wèn)所做的限制。例如ListableBeanFactory接口表示這些Bean是可列表的,而HierarchicalBeanFactory表示的是這些Bean是有繼承關(guān)系的,也就是每個(gè)Bean有可能有父Bean。 AutowireCapableBeanFactory接口定義Bean的自動(dòng)裝配規(guī)則。這四個(gè)接口共同定義了Bean的集合、Bean之間的關(guān)系、以及Bean行為。

#p#

Bean的定義主要有BeanDefinition描述,如下圖說(shuō)明了這些類的層次關(guān)系:

圖5.Bean定義的類層次關(guān)系圖

Bean的定義就是完整的描述了在Spring的配置文件中你定義的 節(jié)點(diǎn)中所有的信息,包括各種子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)Spring成功解析你定義的一個(gè) 節(jié)點(diǎn)后,在Spring的內(nèi)部他就被轉(zhuǎn)化 成BeanDefinition對(duì)象。以后所有的操作都是對(duì)這個(gè)對(duì)象完成的。

Bean的解析過(guò)程非常復(fù)雜,功能被分的很細(xì),因?yàn)檫@里需要被擴(kuò)展的地方很多,必須保證有足夠的靈活性,以應(yīng)對(duì)可能的變化。Bean的解析主要就是對(duì)Spring配置文件的解析。這個(gè)解析過(guò)程主要通過(guò) 下圖中的類完成:

圖6.Bean的解析類

當(dāng)然還有具體對(duì)tag的解析這里并沒有列出。

Context組件

Context在Spring的org.springframework.context包下,前面已經(jīng)講解了Context組件在Spring中的作用,他實(shí)際上就是給Spring提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)的環(huán)境,用以保存各個(gè)對(duì)象的狀態(tài)。下面看一下這個(gè) 環(huán)境是如何構(gòu)建的。

ApplicationContext是Context的頂級(jí)父類,他除了能標(biāo)識(shí)一個(gè)應(yīng)用環(huán)境的基本信息外,他還繼承了五個(gè)接口,這五個(gè)接口主要是擴(kuò)展了Context的功能。下面是Context的類結(jié)構(gòu)圖:

圖7.Context相關(guān)的類結(jié)構(gòu)圖

從上圖中可以看出ApplicationContext繼承了BeanFactory,這也說(shuō)明了Spring容器中運(yùn)行的主體對(duì)象是Bean,另外ApplicationContext繼承了ResourceLoader接口,使得ApplicationContext可以訪 問(wèn)到任何外部資源,這將在Core中詳細(xì)說(shuō)明。

ApplicationContext的子類主要包含兩個(gè)方面:

ConfigurableApplicationContext表示該Context是可修改的,也就是在構(gòu)建Context中用戶可以動(dòng)態(tài)添加或修改已有的配置信息,它下面又有多個(gè)子類,其中最經(jīng)常使用的是可更新的Context,即 AbstractRefreshableApplicationContext類。

WebApplicationContext顧名思義,就是為web準(zhǔn)備的Context他可以直接訪問(wèn)到ServletContext,通常情況下,這個(gè)接口使用的少。

再往下分就是按照構(gòu)建Context的文件類型,接著就是訪問(wèn)Context的方式。這樣一級(jí)一級(jí)構(gòu)成了完整的Context等級(jí)層次。

總體來(lái)說(shuō)ApplicationContext必須要完成以下幾件事:

◆標(biāo)識(shí)一個(gè)應(yīng)用環(huán)境

◆利用BeanFactory創(chuàng)建Bean對(duì)象

◆保存對(duì)象關(guān)系表

◆能夠捕獲各種事件

Context作為Spring的Ioc容器,基本上整合了Spring的大部分功能,或者說(shuō)是大部分功能的基礎(chǔ)。

#p#

Core組件

Core組件作為Spring的核心組件,他其中包含了很多的關(guān)鍵類,其中一個(gè)重要組成部分就是定義了資源的訪問(wèn)方式。這種把所有資源都抽象成一個(gè)接口的方式很值得在以后的設(shè)計(jì)中拿來(lái)學(xué)習(xí)。下面就 重要看一下這個(gè)部分在Spring的作用。

下圖是Resource相關(guān)的類結(jié)構(gòu)圖:

圖8.Resource相關(guān)的類結(jié)構(gòu)圖

從上圖可以看出Resource接口封裝了各種可能的資源類型,也就是對(duì)使用者來(lái)說(shuō)屏蔽了文件類型的不同。對(duì)資源的提供者來(lái)說(shuō),如何把資源包裝起來(lái)交給其他人用這也是一個(gè)問(wèn)題,我們看到Resource 接口繼承了InputStreamSource接口,這個(gè)接口中有個(gè)getInputStream方法,返回的是InputStream類。這樣所有的資源都被可以通過(guò)InputStream這個(gè)類來(lái)獲取,所以也屏蔽了資源的提供者。另外還有一 個(gè)問(wèn)題就是加載資源的問(wèn)題,也就是資源的加載者要統(tǒng)一,從上圖中可以看出這個(gè)任務(wù)是由ResourceLoader接口完成,他屏蔽了所有的資源加載者的差異,只需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口就可以加載所有的資源, 他的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是DefaultResourceLoader。

下面看一下Context和Resource是如何建立關(guān)系的?首先看一下他們的類關(guān)系圖:

圖9.Context和Resource的類關(guān)系圖

從上圖可以看出,Context是把資源的加載、解析和描述工作委托給了ResourcePatternResolver類來(lái)完成,他相當(dāng)于一個(gè)接頭人,他把資源的加載、解析和資源的定義整合在一起便于其他組件使用。 Core組件中還有很多類似的方式。

Ioc容器如何工作

前面介紹了Core組件、Bean組件和Context組件的結(jié)構(gòu)與相互關(guān)系,下面這里從使用者角度看一下他們是如何運(yùn)行的,以及我們?nèi)绾巫孲pring完成各種功能,Spring到底能有那些功能,這些功能是如 何得來(lái)的,下面介紹。

#p#

如何創(chuàng)建BeanFactory工廠

正如圖2描述的那樣,Ioc容器實(shí)際上就是Context組件結(jié)合其他兩個(gè)組件共同構(gòu)建了一個(gè)Bean關(guān)系網(wǎng),如何構(gòu)建這個(gè)關(guān)系網(wǎng)?構(gòu)建的入口就在AbstractApplicationContext類的refresh方法中。這個(gè)方 法的代碼如下:

清單1.AbstractApplicationContext.refresh

 
 
 
 
  1. public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {  
  2.  
  3.     synchronized (this.startupShutdownMonitor) {  
  4.  
  5.         // Prepare this context for refreshing.  
  6.  
  7.         prepareRefresh();  
  8.  
  9.         // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.  
  10.  
  11.         ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();  
  12.  
  13.         // Prepare the bean factory for use in this context.  
  14.  
  15.         prepareBeanFactory(beanFactory);  
  16.  
  17.         try {  
  18.  
  19.             // Allows post- processing of the bean factory in context subclasses.  
  20.  
  21.             postProcessBeanFactory(beanFactory);  
  22.  
  23.             // Invoke factory processors registered as beans in& nbsp;the context.  
  24.  
  25.             invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);  
  26.  
  27.             // Register bean processors that intercept bean crea tion.  
  28.  
  29.             registerBeanPostProcessors (beanFactory);  
  30.  
  31.             // Initialize message source for this context.  
  32.  
  33.             initMessageSource();  
  34.  
  35.             // Initialize event multicaster for this context.  
  36.  
  37.             initApplicationEventMulticaster();  
  38.  
  39.             // Initialize other special beans in specific contex t subclasses.  
  40.  
  41.             onRefresh();  
  42.  
  43.             // Check for listener beans and register them.  
  44.  
  45.             registerListeners();  
  46.  
  47.             // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.  
  48.  
  49.             finishBeanFactoryInitialization (beanFactory);  
  50.  
  51.             // Last step: publish corresponding event.  
  52.  
  53.             finishRefresh();  
  54.  
  55.         }  
  56.  
  57.         catch (BeansException ex) {  
  58.  
  59.             // Destroy already created singletons to avoid dangl ing resources.  
  60.  
  61.             destroyBeans();  
  62.  
  63.             // Reset 'active' flag.  
  64.  
  65.             cancelRefresh(ex);  
  66.  
  67.             // Propagate exception to caller.  
  68.  
  69.             throw ex;  
  70.  
  71.         }  
  72.  
  73.     }  
  74.  
  75. }  
  76.  

這個(gè)方法就是構(gòu)建整個(gè)Ioc容器過(guò)程的完整的代碼,了解了里面的每一行代碼基本上就了解大部分Spring的原理和功能了。

#p#

這段代碼主要包含這樣幾個(gè)步驟:

◆構(gòu)建BeanFactory,以便于產(chǎn)生所需的“演員”

◆注冊(cè)可能感興趣的事件

◆創(chuàng)建Bean實(shí)例對(duì)象

◆觸發(fā)被監(jiān)聽的事件

下面就結(jié)合代碼分析這幾個(gè)過(guò)程。

第二三句就是在創(chuàng)建和配置BeanFactory。這里是refresh也就是刷新配置,前面介紹了Context有可更新的子類,這里正是實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,當(dāng)BeanFactory已存在是就更新,如果沒有就新創(chuàng)建。下面是 更新BeanFactory的方法代碼:

清單2. AbstractRefreshableApplicationContext. refreshBeanFactory

 
 
 
 
  1. protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {  
  2.  
  3.     if (hasBeanFactory()) {  
  4.  
  5.         destroyBeans();  
  6.  
  7.         closeBeanFactory();  
  8.  
  9.     }  
  10.  
  11.     try {  
  12.  
  13.         DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();  
  14.  
  15.         beanFactory.setSerializationId(getId());  
  16.  
  17.         customizeBeanFactory(beanFactory);  
  18.  
  19.         loadBeanDefinitions(beanFactory);  
  20.  
  21.         synchronized (this.beanFactoryMonitor) {  
  22.  
  23.             this.beanFactory = beanFactory;  
  24.  
  25.         }  
  26.  
  27.     }  
  28.  
  29.     catch (IOException ex) {  
  30.  
  31.         throw new ApplicationContextException(  
  32.  
  33.                        "I/O error& nbsp;parsing bean definition source for "  
  34.  
  35.                        + getDisplayName (), ex);  
  36.  
  37.     }  
  38.  
  39. }  
  40.  

這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)了AbstractApplicationContext的抽象方法refreshBeanFactory,這段代碼清楚的說(shuō)明了BeanFactory的創(chuàng)建過(guò)程。注意BeanFactory對(duì)象的類型的變化,前 面介紹了他有很多子類,在什么情況下使用不同的子類這非常關(guān)鍵。BeanFactory的原始對(duì)象是DefaultListableBeanFactory,這個(gè)非常關(guān)鍵,因?yàn)樗O(shè)計(jì)到后面對(duì)這個(gè)對(duì)象的多種操作,下面看一下這個(gè) 類的繼承層次類圖:

圖10.DefaultListableBeanFactory類繼承關(guān)系圖

從這個(gè)圖中發(fā)現(xiàn)除了BeanFactory相關(guān)的類外,還發(fā)現(xiàn)了與Bean的register相關(guān)。這在refreshBeanFactory方法中有一行l(wèi)oadBeanDefinitions(beanFactory)將找到答案,這個(gè)方法將開始加載、解析 Bean的定義,也就是把用戶定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為Ioc容器中的特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

#p#

這個(gè)過(guò)程可以用下面時(shí)序圖解釋:

圖11.創(chuàng)建BeanFactory時(shí)序圖

Bean的解析和登記流程時(shí)序圖如下:

圖12.解析和登記Bean對(duì)象時(shí)序圖

創(chuàng)建好BeanFactory后,接下去添加一些Spring本身需要的一些工具類,這個(gè)操作在AbstractApplicationContext的prepareBeanFactory方法完成。

AbstractApplicationContext中接下來(lái)的三行代碼對(duì)Spring的功能擴(kuò)展性起了至關(guān)重要的作用。前兩行主要是讓你現(xiàn)在可以對(duì)已經(jīng)構(gòu)建的BeanFactory的配置做修改,后面一行就是讓你可以對(duì)以后再 創(chuàng)建Bean的實(shí)例對(duì)象時(shí)添加一些自定義的操作。所以他們都是擴(kuò)展了Spring的功能,所以我們要學(xué)習(xí)使用Spring必須對(duì)這一部分搞清楚。

其中在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中主要是獲取實(shí)現(xiàn)BeanFactoryPostProcessor接口的子類。并執(zhí)行它的postProcessBeanFactory方法,這個(gè)方法的聲明如下:

清單3.BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory

 
 
 
 
  1. void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)  
  2.  
  3.     throws BeansException;  

它的參數(shù)是beanFactory,說(shuō)明可以對(duì)beanFactory做修改,這里注意這個(gè)beanFactory是ConfigurableListableBeanFactory類型的,這也印證了前面介紹的不同BeanFactory所使用的場(chǎng)合不同,這里 只能是可配置的BeanFactory,防止一些數(shù)據(jù)被用戶隨意修改。

registerBeanPostProcessors方法也是可以獲取用戶定義的實(shí)現(xiàn)了BeanPostProcessor接口的子類,并執(zhí)行把它們注冊(cè)到BeanFactory對(duì)象中的beanPostProcessors變量中。BeanPostProcessor中聲明 了兩個(gè)方法:postProcessBeforeInitialization、postProcessAfterInitialization分別用于在Bean對(duì)象初始化時(shí)執(zhí)行。可以執(zhí)行用戶自定義的操作。

后面的幾行代碼是初始化監(jiān)聽事件和對(duì)系統(tǒng)的其他監(jiān)聽者的注冊(cè),監(jiān)聽者必須是ApplicationListener的子類。

如何創(chuàng)建Bean實(shí)例并構(gòu)建Bean的關(guān)系網(wǎng)

下面就是Bean的實(shí)例化代碼,是從finishBeanFactoryInitialization方法開始的。

#p#

清單4.AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization

 
 
 
 
  1. protected void finishBeanFactoryInitialization(  
  2.  
  3.         ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {  
  4.  
  5.    
  6.  
  7.     // Stop using the temporary ClassLoader for type matching.  
  8.  
  9.     beanFactory.setTempClassLoader(null);  
  10.  
  11.    
  12.  
  13.     // Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes .  
  14.  
  15.     beanFactory.freezeConfiguration();  
  16.  
  17.    
  18.  
  19.     // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.  
  20.  
  21.     beanFactory.preInstantiateSingletons();  
  22.  
  23. }  
  24.  

從上面代碼中可以發(fā)現(xiàn)Bean的實(shí)例化是在BeanFactory中發(fā)生的。preInstantiateSingletons方法的代碼如下:

清單5.DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons

 
 
 
 
  1. public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {  
  2.  
  3.     if (this.logger.isInfoEnabled()) {  
  4.  
  5.         this.logger.info("Pre- instantiating singletons in " + this);  
  6.  
  7.     }  
  8.  
  9.     synchronized (this.beanDefinitionMap) {  
  10.  
  11.         for  (String beanName : this.beanDefinitionNames) {  
  12.  
  13.             RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);  
  14.  
  15.             if (!bd.isAbstract()  && bd.isSingleton()  
  16.  
  17.                 && !bd.isLazyInit()) {  
  18.  
  19.                 if  (isFactoryBean(beanName)) {  
  20.  
  21.                     final FactoryBean  factory =  
  22.  
  23.                         (FactoryBean)  getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX+ beanName);  
  24.  
  25.                     boolean isEagerInit;  
  26.  
  27.                     if (System.getSecurityManager()  != null  
  28.  
  29.                         &&  ;factory instanceof SmartFactoryBean) {  
  30.  
  31.                         isEagerInit = AccessController.doPrivileged(  
  32.  
  33.                           &nb sp; new PrivilegedAction() {  
  34.  
  35.                           &nb sp; public Boolean run() {  
  36.  
  37.  return ((SmartFactoryBean)  factory).isEagerInit();  
  38.  
  39.                           &nb sp; }  
  40.  
  41.                         }, getAcce ssControlContext());  
  42.  
  43.                     }  
  44.  
  45.                     else {  
  46.  
  47.                         isEagerInit = factory instanceof SmartFactoryBean  
  48.  
  49.                           &nb sp; && ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit();  
  50.  
  51.                     }  
  52.  
  53.                     if (isEagerInit) {  
  54.  
  55.                         getBean (beanName);  
  56.  
  57.                     }  
  58.  
  59.                 }  
  60.  
  61.                 else {  
  62.  
  63.                     getBean(beanName);  
  64.  
  65.                 }  
  66.  
  67.             }  
  68.  
  69.         }  
  70.  
  71.     }  
  72.  
  73. }  
  74.  

#p#

這里出現(xiàn)了一個(gè)非常重要的Bean——FactoryBean,可以說(shuō)Spring一大半的擴(kuò)展的功能都與這個(gè)Bean有關(guān),這是個(gè)特殊的Bean他是個(gè)工廠Bean,可以產(chǎn)生Bean的Bean,這里的產(chǎn)生Bean是指 Bean的實(shí)例,如果一個(gè)類繼承FactoryBean用戶可以自己定義產(chǎn)生實(shí)例對(duì)象的方法只要實(shí)現(xiàn)他的getObject方法。然而在Spring內(nèi)部這個(gè)Bean的實(shí)例對(duì)象是FactoryBean,通過(guò)調(diào)用這個(gè)對(duì)象的getObject方 法就能獲取用戶自定義產(chǎn)生的對(duì)象,從而為Spring提供了很好的擴(kuò)展性。Spring獲取FactoryBean本身的對(duì)象是在前面加上&來(lái)完成的。

如何創(chuàng)建Bean的實(shí)例對(duì)象以及如何構(gòu)建Bean實(shí)例對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系式Spring中的一個(gè)核心關(guān)鍵,下面是這個(gè)過(guò)程的流程圖。

圖13.Bean實(shí)例創(chuàng)建流程圖

如果是普通的Bean就直接創(chuàng)建他的實(shí)例,是通過(guò)調(diào)用getBean方法。下面是創(chuàng)建Bean實(shí)例的時(shí)序圖:

圖14.Bean實(shí)例創(chuàng)建時(shí)序圖

#p#

還有一個(gè)非常重要的部分就是建立Bean對(duì)象實(shí)例之間的關(guān)系,這也是Spring框架的核心競(jìng)爭(zhēng)力,何時(shí)、如何建立他們之間的關(guān)系請(qǐng)看下面的時(shí)序圖:

圖15.Bean對(duì)象關(guān)系建立

Ioc容器的擴(kuò)展點(diǎn)

現(xiàn)在還有一個(gè)問(wèn)題就是如何讓這些Bean對(duì)象有一定的擴(kuò)展性,就是可以加入用戶的一些操作。那么有哪些擴(kuò)展點(diǎn)呢?Spring又是如何調(diào)用到這些擴(kuò)展點(diǎn)的?

對(duì)Spring的Ioc容器來(lái)說(shuō),主要有這么幾個(gè)。BeanFactoryPostProcessor,BeanPostProcessor。他們分別是在構(gòu)建BeanFactory和構(gòu)建Bean對(duì)象時(shí)調(diào)用。還有就是InitializingBean和DisposableBean 他們分別是在Bean實(shí)例創(chuàng)建和銷毀時(shí)被調(diào)用。用戶可以實(shí)現(xiàn)這些接口中定義的方法,Spring就會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用他們。還有一個(gè)是FactoryBean他是個(gè)特殊的Bean,這個(gè)Bean可以被用戶更多的控制。

這些擴(kuò)展點(diǎn)通常也是我們使用Spring來(lái)完成我們特定任務(wù)的地方,如何精通Spring就看你有沒有掌握好Spring有哪些擴(kuò)展點(diǎn),并且如何使用他們,要知道如何使用他們就必須了解他們內(nèi)在的機(jī)理???以用下面一個(gè)比喻來(lái)解釋。

我們把Ioc容器比作一個(gè)箱子,這個(gè)箱子里有若干個(gè)球的模子,可以用這些模子來(lái)造很多種不同的球,還有一個(gè)造這些球模的機(jī)器,這個(gè)機(jī)器可以產(chǎn)生球模。那么他們的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是BeanFactory就是 那個(gè)造球模的機(jī)器,球模就是Bean,而球模造出來(lái)的球就是Bean的實(shí)例。那前面所說(shuō)的幾個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)又在什么地方呢?BeanFactoryPostProcessor對(duì)應(yīng)到當(dāng)造球模被造出來(lái)時(shí),你將有機(jī)會(huì)可以對(duì)其做出設(shè) 當(dāng)?shù)男拚簿褪撬梢詭湍阈薷那蚰?。而InitializingBean和DisposableBean是在球模造球的開始和結(jié)束階段,你可以完成一些預(yù)備和掃尾工作。BeanPostProcessor就可以讓你對(duì)球模造出來(lái)的球做出 適當(dāng)?shù)男拚W詈筮€有一個(gè)FactoryBean,它可是一個(gè)神奇的球模。這個(gè)球模不是預(yù)先就定型了,而是由你來(lái)給他確定它的形狀,既然你可以確定這個(gè)球模型的形狀,當(dāng)然他造出來(lái)的球肯定就是你想要的 球了,這樣在這個(gè)箱子里尼可以發(fā)現(xiàn)所有你想要的球

Ioc容器如何為我所用

前面的介紹了Spring容器的構(gòu)建過(guò)程,那Spring能為我們做什么,Spring的Ioc容器又能做什么呢?我們使用Spring必須要首先構(gòu)建Ioc容器,沒有它Spring無(wú)法工作,ApplicatonContext.xml就是Ioc 容器的默認(rèn)配置文件,Spring的所有特性功能都是基于這個(gè)Ioc容器工作的,比如后面要介紹的AOP。

Ioc它實(shí)際上就是為你構(gòu)建了一個(gè)魔方,Spring為你搭好了骨骼架構(gòu),這個(gè)魔方到底能變出什么好的東西出來(lái),這必須要有你的參與。那我們?cè)趺磪⑴c?這就是前面說(shuō)的要了解Spring中那有些擴(kuò)展點(diǎn) ,我們通過(guò)實(shí)現(xiàn)那些擴(kuò)展點(diǎn)來(lái)改變Spring的通用行為。至于如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展點(diǎn)來(lái)得到我們想要的個(gè)性結(jié)果,Spring中有很多例子,其中AOP的實(shí)現(xiàn)就是Spring本身實(shí)現(xiàn)了其擴(kuò)展點(diǎn)來(lái)達(dá)到了它想要的特性功能 ,可以拿來(lái)參考。

#p#

Spring中AOP特性詳解

動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)原理

要了解Spring的AOP就必須先了解的動(dòng)態(tài)代理的原理,因?yàn)锳OP就是基于動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)代理還要從JDK本身說(shuō)起。

在Jdk的java.lang.reflect包下有個(gè)Proxy類,它正是構(gòu)造代理類的入口。這個(gè)類的結(jié)構(gòu)入下:

圖16.Proxy類結(jié)構(gòu)

從上圖發(fā)現(xiàn)最后面四個(gè)是公有方法。而最后一個(gè)方法newProxyInstance就是創(chuàng)建代理對(duì)象的方法。這個(gè)方法的源碼如下:

清單6.Proxy.newProxyInstance

 
 
 
 
  1. public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,  
  2.  
  3.     Class> [] interfaces,  
  4.  
  5.     InvocationHandler h)  
  6.  
  7.     throws IllegalArgumentException {  
  8.  
  9.      
  10.  
  11.         if (h == null) {  
  12.  
  13.         throw new NullPointerException();  
  14.  
  15.     }  
  16.  
  17.     Class cl = getProxyClass (loader, interfaces);  
  18.  
  19.     try {  
  20.  
  21.         Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);  
  22.  
  23.         return (Object) cons.newInstance(new Object[]  { h });  
  24.  
  25.     } catch (NoSuchMethodException e) {  
  26.  
  27.         throw new InternalError(e.toString());  
  28.  
  29.     } catch (IllegalAccessException e) {  
  30.  
  31.         throw new InternalError(e.toString());  
  32.  
  33.     } catch (InstantiationException e) {  
  34.  
  35.         throw new InternalError(e.toString());  
  36.  
  37.     } catch (InvocationTargetException e) {  
  38.  
  39.         throw new InternalError(e.toString());  
  40.  
  41.     }  
  42.  
  43. }  
  44.  

這個(gè)方法需要三個(gè)參數(shù):ClassLoader,用于加載代理類的Loader類,通常這個(gè)Loader和被代理的類是同一個(gè)Loader類。Interfaces,是要被代理的那些那些接口。InvocationHandler,就是用于執(zhí)行 除了被代理接口中方法之外的用戶自定義的操作,他也是用戶需要代理的最終目的。用戶調(diào)用目標(biāo)方法都被代理到InvocationHandler類中定義的唯一方法invoke中。這在后面再詳解。

#p#

下面還是看看Proxy如何產(chǎn)生代理類的過(guò)程,他構(gòu)造出來(lái)的代理類到底是什么樣子?下面揭曉啦。

圖17.創(chuàng)建代理對(duì)象時(shí)序圖

其實(shí)從上圖中可以發(fā)現(xiàn)正在構(gòu)造代理類的是在ProxyGenerator的generateProxyClass的方法中。ProxyGenerator類在sun.misc包下,感興趣的話可以看看他的源碼。

假如有這樣一個(gè)接口,如下:

清單7.SimpleProxy類

 
 
 
 
  1. public interface SimpleProxy {  
  2.  
  3.    
  4.  
  5.     public void simpleMethod1();  
  6.  
  7.          
  8.  
  9.     public void simpleMethod2();  
  10.  
  11.    
  12.  
  13. }  
  14.  

#p#

代理來(lái)生成的類結(jié)構(gòu)如下:

清單 8.$Proxy2類

 
 
 
 
  1. public class $Proxy2 extends java.lang.reflect.Proxy implements SimpleProxy{  
  2.  
  3.     java.lang.reflect.Method m0;  
  4.  
  5.     java.lang.reflect.Method m1;  
  6.  
  7.     java.lang.reflect.Method m2;  
  8.  
  9.     java.lang.reflect.Method m3;  
  10.  
  11.     java.lang.reflect.Method m4;  
  12.  
  13.    
  14.  
  15.     int hashCode();  
  16.  
  17.     boolean equals(java.lang.Object);  
  18.  
  19.     java.lang.String toString();  
  20.  
  21.     void simpleMethod1();  
  22.  
  23.     void simpleMethod2();  
  24.  
  25. }  
  26.  

這個(gè)類中的方法里面將會(huì)是調(diào)用InvocationHandler的invoke方法,而每個(gè)方法也將對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性變量,這個(gè)屬性變量m也將傳給invoke方法中的Method參數(shù)。整個(gè)代理就是這樣實(shí)現(xiàn)的。

#p#

SpringAOP如何實(shí)現(xiàn)

從前面代理的原理我們知道,代理的目的是調(diào)用目標(biāo)方法時(shí)我們可以轉(zhuǎn)而執(zhí)行InvocationHandler類的invoke方法,所以如何在InvocationHandler上做文章就是Spring實(shí)現(xiàn)Aop的關(guān)鍵所在。

Spring的Aop實(shí)現(xiàn)是遵守Aop聯(lián)盟的約定。同時(shí)Spring又?jǐn)U展了它,增加了如Pointcut、Advisor等一些接口使得更加靈活。

下面是Jdk動(dòng)態(tài)代理的類圖:

圖18.Jdk動(dòng)態(tài)代理的類圖

上圖清楚的顯示了Spring引用了Aop Alliance定義的接口。姑且不討論Spring如何擴(kuò)展Aop Alliance,先看看Spring如何實(shí)現(xiàn)代理類的,要實(shí)現(xiàn)代理類在Spring的配置文件中通常是這樣定一個(gè)Bean的 ,如下:

清單9.配置代理類Bean

 
 
 
 
  1.  
  2.     class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean"> 
  3.  
  4.      
  5.  
  6.          
  7.  
  8.             org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean  
  9.  
  10.         value> 
  11.  
  12.     property> 
  13.  
  14.     ref> property> 
  15.  
  16.     truevalue>property> 
  17.  
  18.      
  19.  
  20.          
  21.  
  22.             testInterceptorvalue> 
  23.  
  24.             testInterceptor2value> 
  25.  
  26.         list> 
  27.  
  28.     property> 
  29.  
  30. bean> 
  31.  

配置上看到要設(shè)置被代理的接口,和接口的實(shí)現(xiàn)類也就是目標(biāo)類,以及攔截器也就在執(zhí)行目標(biāo)方法之前被調(diào)用,這里Spring中定義的各種各樣的攔截器,可以選擇使用。

下面看看Spring如何完成了代理以及是如何調(diào)用攔截器的。

前面提到Spring Aop也是實(shí)現(xiàn)其自身的擴(kuò)展點(diǎn)來(lái)完成這個(gè)特性的,從這個(gè)代理類可以看出它正是繼承了Factory Bean的ProxyFactoryBean,F(xiàn)actoryBean之所以特別就在它可以讓你自定義對(duì)象的創(chuàng)建 方法。當(dāng)然代理對(duì)象要通過(guò)Proxy類來(lái)動(dòng)態(tài)生成。

#p#

下面是Spring創(chuàng)建的代理對(duì)象的時(shí)序圖:

圖19.Spring代理對(duì)象的產(chǎn)生

Spring創(chuàng)建了代理對(duì)象后,當(dāng)你調(diào)用目標(biāo)對(duì)象上的方法時(shí),將都會(huì)被代理到InvocationHandler類的invoke方法中執(zhí)行,這在前面已經(jīng)解釋。在這里JdkDynamicAopProxy類實(shí)現(xiàn)了InvocationHandler接 口。

下面再看看Spring是如何調(diào)用攔截器的,下面是這個(gè)過(guò)程的時(shí)序圖:

圖20.Spring調(diào)用攔截器

以上所說(shuō)的都是Jdk動(dòng)態(tài)代理,Spring還支持一種CGLIB類代理,感興趣自己看吧。

#p#

Spring中設(shè)計(jì)模式分析

Spring中使用的設(shè)計(jì)模式也很多,比如工廠模式、單例模式、模版模式等,在《Webx框架的系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計(jì)模式》、《Tomcat的系統(tǒng)架構(gòu)與模式設(shè)計(jì)分析》已經(jīng)有介紹,這里就不贅述了。這里主要介 紹代理模式和策略模式。

代理模式

代理模式原理

代理模式就是給某一個(gè)對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象,而由這個(gè)代理對(duì)象控制對(duì)原對(duì)象的引用,而創(chuàng)建這個(gè)代理對(duì)象就是可以在調(diào)用原對(duì)象是可以增加一些額外的操作。下面是代理模式的結(jié)構(gòu):

圖21.代理模式的結(jié)構(gòu)

Subject:抽象主題,它是代理對(duì)象的真實(shí)對(duì)象要實(shí)現(xiàn)的接口,當(dāng)然這可以是多個(gè)接口組成。

ProxySubject:代理類除了實(shí)現(xiàn)抽象主題定義的接口外,還必須持有所代理對(duì)象的引用

RealSubject:被代理的類,是目標(biāo)對(duì)象。

Spring中如何實(shí)現(xiàn)代理模式

Spring Aop中Jdk動(dòng)態(tài)代理就是利用代理模式技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。在Spring中除了實(shí)現(xiàn)被代理對(duì)象的接口外,還會(huì)有org.springframework.aop.SpringProxy和org.springframework.aop.framework.Advised 兩個(gè)接口。Spring中使用代理模式的結(jié)構(gòu)圖如下:

圖22.Spring中使用代理模式的結(jié)構(gòu)圖

$Proxy就是創(chuàng)建的代理對(duì)象,而Subject是抽象主題,代理對(duì)象是通過(guò)InvocationHandler來(lái)持有對(duì)目標(biāo)對(duì)象的引用的。

#p#

Spring中一個(gè)真實(shí)的代理對(duì)象結(jié)構(gòu)如下:

清單10代理對(duì)象$Proxy4

 
 
 
 
  1. public class $Proxy4 extends java.lang.reflect.Proxy implements  
  2.  
  3.     org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean  
  4.  
  5.         org.springframework.aop.SpringProxy  
  6.  
  7.         org.springframework.aop.framework.Advised  
  8.  
  9. {  
  10.  
  11.     java.lang.reflect.Method m16;  
  12.  
  13.     java.lang.reflect.Method m9;  
  14.  
  15.     java.lang.reflect.Method m25;  
  16.  
  17.     java.lang.reflect.Method m5;  
  18.  
  19.     java.lang.reflect.Method m2;  
  20.  
  21.     java.lang.reflect.Method m23;  
  22.  
  23.     java.lang.reflect.Method m18;  
  24.  
  25.     java.lang.reflect.Method m26;  
  26.  
  27.     java.lang.reflect.Method m6;  
  28.  
  29.     java.lang.reflect.Method m28;  
  30.  
  31.     java.lang.reflect.Method m14;  
  32.  
  33.     java.lang.reflect.Method m12;  
  34.  
  35.     java.lang.reflect.Method m27;  
  36.  
  37.     java.lang.reflect.Method m11;  
  38.  
  39.     java.lang.reflect.Method m22;  
  40.  
  41.     java.lang.reflect.Method m3;  
  42.  
  43.     java.lang.reflect.Method m8;  
  44.  
  45.     java.lang.reflect.Method m4;  
  46.  
  47.     java.lang.reflect.Method m19;  
  48.  
  49.     java.lang.reflect.Method m7;  
  50.  
  51.     java.lang.reflect.Method m15;  
  52.  
  53.     java.lang.reflect.Method m20;  
  54.  
  55.     java.lang.reflect.Method m10;  
  56.  
  57.     java.lang.reflect.Method m1;  
  58.  
  59.     java.lang.reflect.Method m17;  
  60.  
  61.     java.lang.reflect.Method m21;  
  62.  
  63.     java.lang.reflect.Method m0;  
  64.  
  65.     java.lang.reflect.Method m13;  
  66.  
  67.     java.lang.reflect.Method m24;  
  68.  
  69.    
  70.  
  71.     int hashCode();  
  72.  
  73.     int indexOf(org.springframework.aop.Advisor);  
  74.  
  75.     int indexOf(org.aopalliance.aop.Advice);  
  76.  
  77.     boolean equals(java.lang.Object);  
  78.  
  79.     java.lang.String toString();  
  80.  
  81.     void sayhello();  
  82.  
  83.     void doSomething();  
  84.  
  85.     void doSomething2();  
  86.  
  87.     java.lang.Class getProxiedInterfaces();  
  88.  
  89.     java.lang.Class getTargetClass();  
  90.  
  91.     boolean isProxyTargetClass();  
  92.  
  93.     org.springframework.aop.Advisor; getAdvisors();  
  94.  
  95.     void addAdvisor(int, org.springframework.aop.Advisor)  
  96.  
  97.                throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException;  
  98.  
  99.     void addAdvisor(org.springframework.aop.Advisor)  
  100.  
  101.                throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException;  
  102.  
  103.     void setTargetSource(org.springframework.aop.TargetSource);  
  104.  
  105.     org.springframework.aop.TargetSource getTargetSource();  
  106.  
  107.     void setPreFiltered(boolean);  
  108.  
  109.     boolean isPreFi
    名稱欄目:多圖詳解Spring框架的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)模式
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