Spring进阶学习 02、Bean的定义与Spring容器

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长路 发表于 2022/11/28 19:24:23 2022/11/28
【摘要】 文章目录前言一、认识对象、JavaBean以及SpringBean的区别二、Bean的定义方式介绍声明式与编程式定义方式①声明式创建Bean@Bean注解②编程式创建Bean(利用BeanDefinition)③通过实现FactoryBean来创建Bean④通过提供Suppiler接口方式来创建Bean总结三、Spring容器3.1、Spring容器中并不是仅仅只是一个单例池(介绍单例与原型)3.

@[toc]

前言

本篇博客是在学习 图灵学院-SPRING源码教程 笔记，若文章中出现相关问题，请指出！

所有博客文件目录索引：博客目录索引(持续更新)

一、认识对象、JavaBean以及SpringBean的区别

基础概念

普通对象：属性公开化public。

  • public class User {
    public String name;  //属性为公开，获取与设置属性可以直接通过属性进行
}

new User(); //使用new创建对象

javabean：属性是私有的，提供了set/get方法。访问与获取某个属性只能通过方法来进行。这种方式肯定比普通的对象兼容性会更好。不允许调用者直接访问属性。

  • public class User {
    private String name;  //属性为私有

	//获取与设置属性都需要通过方法来进行，兼容性更好，不允许调用者直接访问属性
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

new User();  //使用new创建对象

SpringBean：首先需要引入Spring的依赖包，通过Spring框架来帮我们生成的对象！其中包含了一整套的Bean生命周期。

  • //1、使用注解(@Bean、@Component...)、xml形式来定义Bean，通过BeanDefinition来进行定义Bean的结构
    
new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml"); //加载spring的xml文件来让spring容器进行Bean的实例化
    或  
new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class)  //加载spring的注解配置类来进行Bean的实例化

总结：

  1. 普通对象与JavaBean都是通过我们自己手动new来创建的对象。
  2. Spring Bean本质是通过反射来创建对象，此时并不是我们来进行创建，而是交由Spring框架来帮我们创建。

二、Bean的定义方式

介绍声明式与编程式定义方式

四种方式

①声明式定义：包含xml配置(<bean/>)、@Component、@Bean方式。

  • 其中@Bean方式更加的灵活的进行一些配置操作，相较于xml配置更快捷(xml配置会有个读取配置文件操作)。

②编程式定义：自定义BeanDefinition。

③利用FactoryBean方式：实现FactoryBean接口，其中的getObjet()来创建bean实例。

④使用Suppiler方式：通过其函数式接口的getObject()方法创建bean实例。

总结：其中声明式定义的底层实现都是基于通过BeanDefinition来进行定义的。


①声明式创建Bean

@Bean注解

单独使用：

public class Config {  //被ApplicationContext加载时也创建Bean，name为config

    //定义了@Bean注解，此时new User()的Bean对象的name为user1。(根据方法名)
    @Bean
    public User user1(){
        return new User();
    }
}

测试类：

public class Main{
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
        //遍历查看容器中的Bean的name
        String[] beanDefinitionNames = applicationContext.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            System.out.println(beanDefinitionName);
        }
        System.out.println("获取的实例如下：");
        Object bean = applicationContext.getBean("config");
        System.out.println(bean);
        Object bean1 = applicationContext.getBean("user1");
        System.out.println(bean1);
    }

image-20210604154856577

说明：Config类被指定ApplicationContext加载，实际上创建了两个Bean实例。


②编程式创建Bean(利用BeanDefinition)

首先定义一个User类：

public class User {
}

编程式方式来创建Bean对象，通过BeanDefinition来创建：

public class Main{

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //AnnotationConfigApplicationContext由于实现了GenericApplicationContext才有的注册BeanDefinition方法
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();//Spring容器

        //1、获取并设置BeanDefinition对象
        //获取一个BeanDefinition(通过一个工具类来获取，实际上内部就是创建了一个AbstractBeanDefinition)，仅仅比直接创建一个AbstractBeanDefinition多了一个验证操作。
        //但由于AbstractBeanDefinition的构造器是protected，所以无法在不同包非子类中进行手动new创建！
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        //beanDefinition.setBeanClassName("user1");//设置bean的name

        //2、使用容器对象来进行注册与初始化bean对象
        //进行注册
        applicationContext.registerBeanDefinition("user1",beanDefinition);
        applicationContext.refresh(); //真正进行初始化过程，也就是初始化到容器中

        //测验：测试容器中是否有对应的bean对象！！！！
        Object bean = applicationContext.getBean("user1");
        System.out.println(bean);

    }

}

image-20210604161840628

额外说明：在这个AbstractBeanDefinition类中你可以定义一系列的对于要创建Bean的规范，如是否进行懒加载？单例or多实例？初始化方法？销毁方法？等等，其中你在xml或者注解或者编程式方式中配置的信息对应着BeanDefinition中的属性。


③通过实现FactoryBean来创建Bean

image-20210603193311163

自动配置类

@Configuration
@ComponentScan("xyz.changlu")  //自动扫描xyz.changlu包目录下
public class SpringConfig {
}

User类：下面自定义FactoryBean实际创建得到的一个bean

public class User {
}

自定义FactoryBean类：

@Component("clfb")   //这里设置name为clfb。(若是没有自定义参数，就会将类名及其首字母小写作为bean的name名称	)
public class ChangluFactoryBean implements FactoryBean {  //实现FactoryBean接口，并重写两个方法

    //返回的实际bean对象，其name为clfb
    @Override
    public Object getObject() throws Exception {
        return new User();
    }

    //返回bean对象的类型
    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return User.class;
    }

}

测试类：

public class Main{

	 public static void main(String[] args) throws IOException {
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
        //FactoryBean实现类会创建两个Bean对象
        //获取到ChangluFactoryBean创建的bean对象
        Object bean = applicationContext.getBean("clfb");
        System.out.println(bean);
        //获取到ChangluFactoryBean这个bean对象
        Object clfb = applicationContext.getBean("&clfb");
        System.out.println(clfb);
    }
}

运行测试类得到以下结果：

image-20210603193650275

总结：对于上面的FactoryBean实际上对应了两个Bean对象

  1. beanName为"clfb"，bean对象为getObject方法所返回的User对象。(底层并不是Spring容器来创建的对象，而是通过调用getObject()方法来创建的Bean对象)
  2. beanName为"&clfb"，bean对象为ChangluFactoryBean类的实例对象。

④通过提供Suppiler接口方式来创建Bean

思路：通过容器直接进行注册，所需两个条件①指定类的Class。②Suppiler函数式接口，返回要创建Bean的对象。

待创建Bean对象User类：

public class User {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

测试类：通过容器来进行注册

public class Main{
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();

        //1、容器注册与实例化Bean
        //通过容器来进行注册Bean，并传入一个函数式接口(bean实例通过get()方法获取)
        context.registerBean(User.class, new Supplier<User>() {
            @Override
            public User get() {  //本质是调用get()方法获取到实例
                User user = new User();
                user.setName("changlu"); //进行初始化方法
                return user;
            }
        });
        context.refresh();//进行实例化

        //2、根据name(user)获取到指定Bean对象
        User bean = context.getBean("user",User.class);
        System.out.println(bean.getName());

    }

}

总结

Spring中有如下几种定义bean对象的方式：

  1. 声明式创建：即使用xml配置(<bean/>)或注解形式如@Component、@Bean。
    • @Component：创建bean的name为类名及首字母小写。也可以进行自定义name。
    • @Bean：其bean的name为方法名。
  2. 编程式创建：手动创建BeanDefinition，并手动在容器中进行注册与初始化。(声明式创建底层实际就是使用BeanDefinition)
    • name：默认类名及首字母小写或自定义。
  3. 实现FactoryBean接口，通过其中的getObject()方法来返回bean对象。
    • name：默认类名及手写字母小写或自定义。
  4. 直接通过容器进行注册指定类，并提供一个函数式接口Suppiler，通过其中的get()方法返回bean对象。
    • name：默认类名及手写字母小写或自定义。

说明：我们对于业务最多的就是使用前两种。


三、Spring容器

Spring容器中存的就是Bean。


3.1、Spring容器中并不是仅仅只是一个单例池(介绍单例与原型)

介绍单例Bean、单例池、单例模式

单例Bean：需要设置scope="singleton"，即通过指定name获取的bean对象永远是单例的，其存储在一个单例池中，对应使用了单例模式。

  • 若是设置scope="prototype"，那么每次通过name获取到的bean对象不是同一个对象，每次获取都会创建一个新的bean实例。

单例池：底层使用的是ConcurrentHashMap，使用的变量名为singleObject，存储的键值对为beanName与object(即单例对象)，默认情况下是非懒加载单例Bean(IOC容器已启动就创建Bean实例)。


测试scope="singleton"与scope="prototype"的区别

①创建一个User对象

public class User {
}

②编写xml配置文件，配置两个User的Bean实例

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd
           http://www.springframework.org/schema/context
           http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd">

    <!--  默认是scope="singleton"，表示单例  -->
    <bean id="user" class="xyz.changlu.User"/>
    <!--  设置是scope="prototype"，表示原型，每个通过user1获取就会创建一个实例  -->
    <bean id="user1" class="xyz.changlu.User" scope="prototype"/>

</beans>

③进行测试，得出结论：容器中并不仅仅存在一个单例池

public class Main{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
        //获取单例Bean(name为user的就是单例Bean)
        System.out.println(context.getBean("user", User.class));
        System.out.println(context.getBean("user", User.class));
        //获取到的是原型Bean(每次获取name为user1的bean都是不同实例)
        System.out.println(context.getBean("user1", User.class));
        System.out.println(context.getBean("user1", User.class));
    }
}

image-20210604234202882


3.2、认识BeanFactory

BeanFactory：是一个Bean工厂，能够进行创建与获取Bean。主要能够创建对象以及BeanDefinition。


实操

接下来我们手动使用BeanFactory来进行创建与获取Bean对象：

①准备一个Bean类

public class User {
}

②BeanFactory能够以两种形式来定义Bean对象

public class Main{

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建一个BeanFactory,其拥有创建Bean与获取Bean的功能
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        //方式一：注册对象(默认是单例的，存储到单例池中)
        //beanFactory.registerSingleton("user",new User());
        //方式二：注册指定的BeanDefinition
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);//设置指定创建的Class
        //注册指定的BeanDefinition，其name为user(默认也是单例的，存储到单例池中)
        beanFactory.registerBeanDefinition("user",beanDefinition);

        //测试
        User user = beanFactory.getBean("user", User.class);
        User user1 = beanFactory.getBean("user", User.class);
        System.out.println(user);
        System.out.println(user1);
    }

}

image-20210605001730694

第一种方式是直接注册指定的单例对象，这个对象可以直接进行new的方式传入。

第二种方式是创建一个BeanDefinition，接着使用BeanFactory来进行注册该BeanDefinition。

总结：这两种方式来让BeanFactory创建bean对象默认都是单例形式的。


源码：查看BeanFactory中的单例池

首先看一下DefaultListableBeanFactory的继承关系图：

image-20210605001856621

单例池的对象定义在该类继承的DefaultSingletonBeanRegistry类中

image-20210605002100507


3.3、ApplicationContext

3.3.1、ApplicationContext与BeanFactory关系

ApplicationContext与BeanFactory两个接口关系

image-20210821170756024

可以看到实际上ApplicationContext也是一个BeanFactory，并且其除了能够生产bean之外还具有其他额外的功能如事件发布、资源加载、国际化资源以及获取环境资源等。


3.3.2、AnnotationConfigApplicationContext使用

image-20210821174831928

这里拿AnnotationConfigApplicationContext来进行示例，展示一下其具有的功能，相对于ApplicationContext其扩展了其他功能如上面黄色框中提供的方法，下面是拿一些功能方法来测试，感受一下其具有的其他方法`：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    //实例化一个ApplicationContext
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
    AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
    beanDefinition.setBeanClass(User.class);
    //注册BeanDefinition实例：继承DefaultListableBeanFactory实现BeanDefinitionRegistry得到的方法
    context.registerBeanDefinition("user",beanDefinition);
    context.refresh();

    //拿到操作系统级别的环境变量(也就是windows设置的环境变量)
    System.out.println("=====系统环境变量=====");
    context.getEnvironment().getSystemEnvironment().forEach((key,value)->{
        System.out.println(key+"："+value);
    });
    System.out.println("\n\n=====JVM环境变量=====");
    context.getEnvironment().getSystemProperties().forEach((key,value)->{
        System.out.println(key+"："+value);
    });

    //发布事件
    //context.publishEvent();

    //获取资源：更容易的拿到资源
    System.out.println("\n\n=====获取resource目录下的资源并打印=====");
    Resource resource = context.getResource("classpath:spring.xml");
    InputStream is = resource.getInputStream();
    byte[] data = new byte[1024];
    int len;
    while((len = is.read(data))!=-1){
        System.out.print(new String(data,0,len));
    }
    is.close();
    System.out.println(resource);

    //国际化
    //        context.getMessage()

}

运行结果：

image-20210821175221917

image-20210821175230919

image-20210821175243293


3.4、ClassPathXmlApplicationContext与FileSystem…理解

这两个ApplicationContext都可以用来加载spring.xml文件，只不过他们对应的定位路径不相同。

FileSystemXmlApplicationContext

其可以通过相对路径或绝对路径来找到spring.xml文件，需要注意的点是只有FileSystemXmlApplicationContext可以使用绝对路径的，其他不支持使用会报错！

image-20210821210059824

相对路径：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    //使用相对路径时，默认路径位置在当前项目下，所以可以通过src/main/resources/spring.xml来指定文件位置
    FileSystemXmlApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("src/main/resources/spring.xml");
    System.out.println(context.getBean("user"));
}

绝对路径：

//绝对定位
FileSystemXmlApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("F:\\03、框架源码调试demo\\02、spring-demo\\src\\main\\resources\\spring.xml");

ClassPathXmlApplicationContext

其定位在编译项目之后的target目录下：

image-20210821210534569

//直接写配置文件名称就能够进行定位到
ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
System.out.println(applicationContext.getBean("user"));

3.5、refresh()介绍（刷新）

介绍可刷新与不可刷新

对于ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext是可以进行调用refresh()方法进行刷新的，而对于AnnotationConfigApplicationContext使用该方法时就会出现报错异常：

image-20210821211032125

原因：

image-20210821211647000

对于spring-mvc依赖包中的AnnotationConfigWebApplicationContext是可以支持刷新的，并且其还可以通过xml文件配置的方式来配置bean：

image-20210821213125789


refresh()

用途：有相当于重启的动作。会去重新解析对应的spring.xml配置文件。此时之前创建的bean实例对象就会全部进行销毁再重新创建生成了一份。

示例即证明：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    FileSystemXmlApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("src/main/resources/spring.xml");
    System.out.println(context.getBean("user"));
    context.refresh();//刷新spring容器，重新加载spring.xml文件，销毁之前所有的bean实例，重新生成新的bean实例
    System.out.println(context.getBean("user"));
}

image-20210821213415536

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