Spring框架的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)模式分析.doc

Spring 框架的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)模式分析簡介：Spring 作為現(xiàn)在最優(yōu)秀的框架之一，已被廣泛的使用，并且有很多對其分析的文章。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)來工作的？ Spring 中又使用了那些設(shè)計(jì)模式來完成它的這種設(shè)計(jì)的？它的這種設(shè)計(jì)理念對對我們以后的軟件設(shè)計(jì)有何啟示？本文將詳細(xì)解答這些問題。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，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 OOP 的意義一樣，沒有對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 Spring 解決了一個(gè)非常關(guān)鍵的問題他可以讓你把對象之間的依賴關(guān)系轉(zhuǎn)而用配置文件來管理，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 包裹的對象。Spring 正是通過把對象包裝在 Bean 中而達(dá)到對這些對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。這樣想來回過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 Bean 是 Spring 中關(guān)鍵因素，那 Context 和 Core 又有何作用呢？前面吧 Bean 比作一場演出中的演員的話，那 Context 就是這場演出的舞臺背景，而 Core 應(yīng)該就是演出的道具了。只有他們在一起才能具備能演出一場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 要解決的問題，對 Context 來說他就是要發(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，Core 這個(gè)組件叫 Util 更能讓你理解。它們之間可以用下圖來表示：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，以及它們在運(yùn)行時(shí)的時(shí)序順序。我們在使用 Spring 是應(yīng)該注意的地方。Bean 組件 前面已經(jīng)說明了 Bean 組件對 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 Bean 的解析。對 Spring 的使用者來說唯一需要關(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，對你來說是透明的。Spring Bean 的創(chuàng)建時(shí)典型的工廠模式，他的頂級接口是 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 AutowireCapableBeanFactory。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明發(fā)現(xiàn)，每個(gè)接口都有他使用的場合，它主要是為了區(qū)分在 Spring 內(nèi)部在操作過程中對象的傳遞和轉(zhuǎn)化過程中，對對象的數(shù)據(jù)訪問所做的限制。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。Bean 的定義主要有 BeanDefinition 描述，如下圖說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 對象。以后所有的操作都是對這個(gè)對象完成的。Bean 的解析過程非常復(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)對可能的變化。Bean 的解析主要就是對 Spring 配置文件的解析。這個(gè)解析過程主要通過下圖中的類完成：圖 6. Bean 的解析類當(dāng)然還有具體對 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 的頂級父類，他除了能標(biāo)識一個(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（查看 圖 7 的清晰版本。）從上圖中可以看出 ApplicationContext 繼承了 BeanFactory，這也說明了 Spring 容器中運(yùn)行的主體對象是 Bean，另外 ApplicationContext 繼承了 ResourceLoader 接口，使得 ApplicationContext 可以訪問到任何外部資源，這將在 Core 中詳細(xì)說明。ApplicationContext 的子類主要包含兩個(gè)方面：1. 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。 2. WebApplicationContext 顧名思義，就是為 web 準(zhǔn)備的 Context 他可以直接訪問到 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 Context 的方式。這樣一級一級構(gòu)成了完整的 Context 等級層次?？傮w來說 ApplicationContext 必須要完成以下幾件事： 標(biāo)識一個(gè)應(yīng)用環(huán)境 利用 BeanFactory 創(chuàng)建 Bean 對象 保存對象關(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，或者說是大部分功能的基礎(chǔ)。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（查看 圖 8 的清晰版本。）從上圖可以看出 Resource 接口封裝了各種可能的資源類型，也就是對使用者來說屏蔽了文件類型的不同。對資源的提供者來說，如何把資源包裝起來交給其他人用這也是一個(gè)問題，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 InputStream 這個(gè)類來獲取，所以也屏蔽了資源的提供者。另外還有一個(gè)問題就是加載資源的問題，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?Spring 完成各種功能，Spring 到底能有那些功能，這些功能是如何得來的，下面介紹。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.refreshpublic void refresh() throws BeansException, IllegalStateException synchronized (this.startupShutdownMonitor) / Prepare this context for refreshing. prepareRefresh(); / Tell the subclass to refresh the internal bean factory. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); / Prepare the bean factory for use in this context. prepareBeanFactory(beanFactory); try / Allows post-processing of the bean factory in context subclasses. postProcessBeanFactory(beanFactory); / Invoke factory processors registered as beans in the context. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); / Register bean processors that intercept bean creation. registerBeanPostProcessors(beanFactory); / Initialize message source for this context. initMessageSource(); / Initialize event multicaster for this context. initApplicationEventMulticaster(); / Initialize other special beans in specific context subclasses. onRefresh(); / Check for listener beans and register them. registerListeners(); / Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); / Last step: publish corresponding event. finishRefresh(); catch (BeansException ex) / Destroy already created singletons to avoid dangling resources. destroyBeans(); / Reset active flag. cancelRefresh(ex); / Propagate exception to caller. throw ex; 這個(gè)方法就是構(gòu)建整個(gè) Ioc 容器過程的完整的代碼，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。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” 注冊可能感興趣的事件 創(chuàng)建 Bean 實(shí)例對象 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. refreshBeanFactoryprotected final void refreshBeanFactory() throws BeansException if (hasBeanFactory() destroyBeans(); closeBeanFactory(); try DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId(); customizeBeanFactory(beanFactory); loadBeanDefinitions(beanFactory); synchronized (this.beanFactoryMonitor) this.beanFactory = beanFactory; catch (IOException ex) throw new ApplicationContextException(I/O error parsing bean definition source for + getDisplayName(), ex); 這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)了 AbstractApplicationContext 的抽象方法 refreshBeanFactory，這段代碼清楚的說明了 BeanFactory 的創(chuàng)建過程。注意 BeanFactory 對象的類型的變化，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 的原始對象是 DefaultListableBeanFactory，這個(gè)非常關(guān)鍵，因?yàn)樗O(shè)計(jì)到后面對這個(gè)對象的多種操作，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（查看 圖 10 的清晰版本。）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 loadBeanDefinitions(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)。這個(gè)過程可以用下面時(shí)序圖解釋：圖 11. 創(chuàng)建 BeanFactory 時(shí)序圖（查看 圖 11 的清晰版本。）Bean 的解析和登記流程時(shí)序圖如下：圖 12. 解析和登記 Bean 對象時(shí)序圖（查看 圖 12 的清晰版本。）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 中接下來的三行代碼對 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以后再創(chuàng)建 Bean 的實(shí)例對象時(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.postProcessBeanFactoryvoid postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException; 它的參數(shù)是 beanFactory，說明可以對 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)行把它們注冊到 BeanFactory 對象中的 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)聽事件和對系統(tǒng)的其他監(jiān)聽者的注冊，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。清單 4. AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitializationprotected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) / Stop using the temporary ClassLoader for type matching. beanFactory.setTempClassLoader(null); / Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes. beanFactory.freezeConfiguration(); / Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. beanFactory.preInstantiateSingletons(); 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.preInstantiateSingletonspublic void preInstantiateSingletons() throws BeansException if (this.logger.isInfoEnabled() (Pre-instantiating singletons in + this); synchronized (this.beanDefinitionMap) for (String beanName : this.beanDefinitionNames) RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); if (!bd.isAbstract() & bd.isSingleton() & !bd.isLazyInit() if (isFactoryBean(beanName) final FactoryBean factory = (FactoryBean) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX+ beanName); boolean isEagerInit; if (System.getSecurityManager() != null & factory instanceof SmartFactoryBean) isEagerInit = AccessController.doPrivileged( new PrivilegedAction() public Boolean run() return (SmartFactoryBean) factory).isEagerInit(); , getAccessControlContext(); else isEagerInit = factory instanceof SmartFactoryBean & (SmartFactoryBean) factory).isEagerInit(); if (isEagerInit) getBean(beanName); else getBean(beanName); 這里出現(xiàn)了一個(gè)非常重要的 Bean FactoryBean，可以說 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)例對象是 FactoryBean，通過調(diào)用這個(gè)對象的 getObject 方法就能獲取用戶自定義產(chǎn)生的對象，從而為 Spring 提供了很好的擴(kuò)展性。Spring 獲取 FactoryBean 本身的對象是在前面加上 & 來完成的。如何創(chuàng)建 Bean 的實(shí)例對象以及如何構(gòu)建 Bean 實(shí)例對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系式 Spring 中的一個(gè)核心關(guān)鍵，下面是這個(gè)過程的流程圖。圖 13.Bean 實(shí)例創(chuàng)建流程圖（查看 圖 13 的清晰版本。）如果是普通的 Bean 就直接創(chuàng)建他的實(shí)例，是通過調(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（查看 圖 14 的清晰版本。）還有一個(gè)非常重要的部分就是建立 Bean 對象實(shí)例之間的關(guān)系，這也是 Spring 框架的核心競爭力，何時(shí)、如何建立他們之間的關(guān)系請看下面的時(shí)序圖：圖 15.Bean 對象關(guān)系建立（查看 圖 15 的清晰版本。）Ioc 容器的擴(kuò)展點(diǎn) 現(xiàn)在還有一個(gè)問題就是如何讓這些 Bean 對象有一定的擴(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 Spring 的 Ioc 容器來說，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。可以用下面一個(gè)比喻來解釋。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，而球模造出來的球就是 Bean 的實(shí)例。那前面所說的幾個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)又在什么地方呢？ BeanFactoryPostProcessor 對應(yīng)到當(dāng)造球模被造出來時(shí)，你將有機(jī)會(huì)可以對其做出設(shè)當(dāng)?shù)男拚簿褪撬梢詭湍阈薷那蚰?。?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 就可以讓你對球模造出來的球做出適當(dāng)?shù)男拚?。最后還有一個(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，這必須要有你的參與。那我們怎么參與？這就是前面說的要了解 Spring 中那有些擴(kuò)展點(diǎn)，我們通過實(shí)現(xiàn)那些擴(kuò)展點(diǎn)來改變 Spring 的通用行為。至于如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展點(diǎn)來得到我們想要的個(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)來達(dá)到了它想要的特性功能，可以拿來參考。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)?AOP 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)建代理對象的方法。這個(gè)方法的源碼如下：清單 6. Proxy. newProxyInstancepublic static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException if (h = null) throw new NullPointerException(); Class cl = getProxyClass(loader, interfaces); try Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams); return (Object) cons.newInstance(new Object h ); catch (NoSuchMethodException e) throw new InternalError(e.toString(); catch (IllegalAccessException e) throw new InternalError(e.toString(); catch (InstantiationException e) throw new InternalError(e.toString(); catch (InvocationTargetException e) throw new InternalError(e.toString(); 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。下面還是看看 Proxy 如何產(chǎn)生代理類的過程，他構(gòu)造出來的代理類到底是什么樣子？下面揭曉啦。圖 17. 創(chuàng)建代理對象時(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public interface SimpleProxy public void simpleMethod1(); public void simpleMethod2(); 代理來生成的類結(jié)構(gòu)如下：清單 8. $Proxy2 類public class $Proxy2 extends java.lang.reflect.Proxy implements SimpleProxy java.lang.reflect.Method m0; java.lang.reflect.Method m1; java.lang.reflect.Method m2; java.lang.reflect.Method m3; java.lang.reflect.Method m4; int hashCode(); boolean equals(java.lang.Object); java.lang.String toString(); void simpleMethod1(); void simpleMethod2(); 這個(gè)類中的方法里面將會(huì)是調(diào)用 InvocationHandler 的 invoke 方法，而每個(gè)方法也將對應(yīng)一個(gè)屬性變量，這個(gè)屬性變量 m 也將傳給 invoke 方法中的 Method 參數(shù)。整個(gè)代理就是這樣實(shí)現(xiàn)的。Spring AOP 如何實(shí)現(xiàn)從前面代理的原理我們知道，代理的目的是調(diào)用目標(biāo)方法時(shí)我們可以轉(zhuǎn)而執(zhí)行 InvocationHandler 類的 invoke 方法，所以如何在 InvocationHandler 上做文章就是 Spring 實(shí)現(xiàn) Aop 的關(guān)鍵所在。Spring 的 Aop 實(shí)現(xiàn)是遵守 Aop 聯(lián)盟的約定。同時(shí) Spring 又?jǐn)U展了它，增加了如 Pointcut、Advisor 等一些接口使得更加靈活。下面是 Jdk 動(dòng)態(tài)代理的類圖：圖 18. Jdk 動(dòng)態(tài)代理的類圖上圖清楚的顯示了 Spring 引用了 Aop Alliance 定義的接口。姑且不討論 Spring 如何擴(kuò)展 Aop Alliance，先看看 Spring 如何實(shí)現(xiàn)代理類的，要實(shí)現(xiàn)代理類在 Spring 的配置文件中通常是這樣定一個(gè) Bean 的，如下：清單 9. 配置代理類 Bean org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean true testInterceptor testInterceptor2 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 FactoryBean 的 ProxyFactoryBean，F(xiàn)actoryBean 之所以特別就在它可以讓你自定義對象的創(chuàng)建方法。當(dāng)然代理對象要通過 Proxy 類來動(dòng)態(tài)生成。下面是 Spring 創(chuàng)建的代理對象的時(shí)序圖：圖 19.Spring 代理對象的產(chǎn)生Spring 創(chuàng)建了代理對象后，當(dāng)你調(diào)用目標(biāo)對象上的方法時(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)過程的時(shí)序圖：圖 20.Spring 調(diào)用攔截器以上所說的都是 Jdk 動(dòng)態(tài)代理，Spring 還支持一種 CGLIB 類代理，感興趣自己看吧。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)對象創(chuàng)建一個(gè)代理對象，而由這個(gè)代理對象控制對原對象的引用，而創(chuàng)建這個(gè)代理對象就是可以在調(diào)用原對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，它是代理對象的真實(shí)對象要實(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)