简单上手SpringBean的整个装配过程

2024-05-16 08:36
文章标签 简单 过程 上手 整个 装配 springbean

本文主要是介绍简单上手SpringBean的整个装配过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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。
产生
业务类POJO
Spring容器ApplicationContext
配置元数据Configuration Metadata
可执行的系统/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系统或应用程序。

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：
<!-- applicationContext.xml -->
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><bean id="userService" class="com.example.UserService"><property name="userDao" ref="userDao"/></bean><bean id="userDao" class="com.example.UserDao"/></beans>
  • 基于 Groovy 格式配置：
// applicationContext.groovy
beans {userService(com.example.UserService) {userDao = ref('userDao')}userDao(com.example.UserDao)
}
  • 基于 Java 类和注解进行配置：
// AppConfig.java
@Configuration
public class AppConfig {@Beanpublic UserService userService() {UserService userService = new UserService();userService.setUserDao(userDao());return userService;}@Beanpublic UserDao userDao() {return new UserDao();}
}

以上示例分别展示了使用 XML、Groovy 和 Java 类与注解的方式来配置 Spring IoC 容器。无论使用哪种配置方式，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容器使用初体验

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));}
}

bean的配置如下：

<!-- daos.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttps://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><bean id="accountDao"class="io.yulin.learn.spring.s104.AccountDao"></bean><bean id="itemDao" class="io.yulin.learn.spring.s104.ItemDao"></bean>
</beans><!-- services.xml -->
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttps://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"><!-- services --><bean id="petStore" class="io.yulin.learn.spring.s104.PetStoreServiceImpl" ><property name="accountDao" ref="accountDao"/><property name="itemDao" ref="itemDao"/></bean><!--命名别名--><alias name="petStore" alias="petStoreAlias" />
</beans>

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;@Overridepublic 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);}
}

这个过程与开发者编写工具类一样，没有任何注解、导入依赖这些配置。习惯使用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PetStoreServicePetStoreService 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 {@Beanpublic PetStoreService petStoreService(AccountDao accountDao, ItemDao itemDao) {PetStoreServiceImpl petStoreService = new PetStoreServiceImpl();petStoreService.setAccountDao(accountDao);petStoreService.setItemDao(itemDao);return petStoreService;}@Beanpublic AccountDao accountDao() {return new AccountDao();}@Beanpublic ItemDao itemDao() {return new ItemDao();}
}

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

完整项目源码信息查看可以在gitee或者github上搜索r0ad查看。（外链审核太严格~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 <bean/> 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赖项。
  • 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 中的池大小限制或要使用的连接数。

/*** 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 beancontext.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");}
}

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为了方便使用有很多重载方法。

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);
}

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，增加实现 Bean 的初始化和销毁回调：

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");}
}

通过输出可以发现，bean1的初始化和销毁回调被调用了。

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

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");}@PostConstructpublic void init() {log.info("BeanAnnotation1 is being initialized");}@PreDestroypublic void destroy() {log.info("BeanAnnotation1 is being destroyed");}
}

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

需要使用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。

如果使用基于XML的配置元数据，可以在<bean/>元素的class属性中指定要实例化的对象的类型（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。

使用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，类似于使用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类型可以是相同的类，也可以是完全不同的类。

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使用并与之兼容。

也就是说，正在开发的类不需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使用的IoC类型，可能需要一个默认（空）构造函数。

Spring IoC容器可以管理几乎任何希望它管理的类。它不局限于管理真正的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，如果需要使用不符合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PetStoreServiceMyClass bean = context.getBean(MyClass.class);// 调用获取的bean的方法bean.hello("jack");}
}@Configuration
@Slf4j
class AppCreateConfig {@Beanpublic 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);}
}

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

静态工厂方法实例化bean

在定义使用静态工厂方法创建的bean时，使用class属性指定包含静态工厂方法的类，并使用名为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。

这样一个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PetStoreServiceAppFactoryConfig.MyBean bean = context.getBean(AppFactoryConfig.MyBean.class);// 调用获取的bean的方法bean.hello();}
}@Slf4j
@Configuration
class AppFactoryConfig {@Beanpublic MyBean myBean() {// 调用带有可选参数的静态工厂方法创建 beanreturn 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);}}
}

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，使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。

要使用这种机制，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。

使用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通过现有名为MyBeanFactory的bean来创建的。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class AppBeanCreateConfig {@Beanpublic MyBeanFactory myBeanFactory() {return new MyBeanFactory();}@Beanpublic MyBean myBean(MyBeanFactory myBeanFactory) {// 调用实例工厂方法创建 beanreturn 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);}}
}

确定Bean的运行时类型

确定Spring框架中一个特定bean的运行时类型确实需要考虑到多种复杂情况。

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具有不同运行时类型的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 名称来解析的）。

此外，AOP代理可能会用基于接口的代理包装一个bean实例，只暴露目标bean的实际类型（仅暴露其实现的接口）。

查找特定bean的实际运行时类型的推荐方法是使用BeanFactory.getType调用指定的bean名称。

这考虑了上述所有情况，并返回BeanFactory.getBean调用将为相同的bean名称返回的对象类型。

以上面的通过实例工厂方法实例化bean为例说明使用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 {@Testpublic 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();}
}

输出结果如下。可以看到实例工厂方法没有设置class，但是运行时类型为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

BeanFactory.getType()一些常见用途：

  • 类型检查：通过调用 getType() 方法，可以获取特定 bean 的实际类型，并根据这些类型信息执行相应的操作。这对于在运行时进行类型检查和验证非常有用。
  • 动态处理：在某些情况下，您可能需要根据 bean 的类型来动态地决定如何处理该 bean。通过 getType() 方法可以获取 bean 的类型信息，并根据需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 的类型来进行条件化的配置会很有用。通过 getType() 方法可以获取 bean 的类型，从而根据不同的类型执行不同的配置。
  • 自定义逻辑：某些情况下，可能需要根据 bean 的类型来编写特定的业务逻辑。通过 getType() 方法可以获取 bean 的准确类型信息，并在代码中编写相应的逻辑。

关于作者

来自全栈程序员nine的探索与实践，持续迭代中。

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这篇关于简单上手SpringBean的整个装配过程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/994406。

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