Spring框架的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)模式分析

1、Spring框架的設(shè)計(jì)原理級(jí)設(shè)計(jì)模式分析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(méi)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。1. 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（B

2、OP,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(méi)有對(duì)象的概念就像沒(méi)有面向?qū)ο缶幊蹋琒pring中沒(méi)有Bean也就沒(méi)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(méi)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

3、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。2. 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

4、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)谝黄鸩拍芫邆淠苎莩鲆粓?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)

5、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。它們之間可以用下圖來(lái)表示：圖2. 三個(gè)組件關(guān)系3. 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。3.1 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

6、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。Spring Bean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

7、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。Bean的定義主要有BeanDefinition

8、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(méi)有列出。3.2 Conte

9、xt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

10、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：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. WebApplicationC

11、ontext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：l 標(biāo)識(shí)一個(gè)應(yīng)用環(huán)境l 利用BeanFactory創(chuàng)建Bean對(duì)象l 保存對(duì)象關(guān)系表l 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)。3.3 Core組件Core組件作為Spring的核心組件，他其

12、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

13、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

14、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。3.4 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。3.4.1 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

15、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.ConfigurableListableBeanFa

16、ctory 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.in

17、vokeBeanFactoryPostProcessors(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 o

18、ther 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 (BeansExce

19、ption 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(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。這段代碼主要包含這樣幾個(gè)步驟：l 構(gòu)建BeanFactory，以便于產(chǎn)生所需的“演員”l 注冊(cè)可能感興趣的事件l 創(chuàng)建Bean實(shí)例對(duì)象l 觸發(fā)被監(jiān)

20、聽(tīng)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(méi)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() destroyBea

21、ns();closeBeanFactory();try DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();beanFactory.setSerializationId(getId();customizeBeanFactory(beanFactory);loadBeanDefinitions(beanFactory);synchronized (this.beanFactoryMonitor) this.beanFactory = beanFactory;catch (IOException ex) throw new Ap

22、plicationContextException(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(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

23、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(kāi)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(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BeanFacto

24、ry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

25、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(shuō)明可以對(duì)beanFactory做修改，這里注意這個(gè)beanFactory是ConfigurableListableBeanF

26、actory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?？梢詧?zhí)行用戶

27、自定義的操作。后面的幾行代碼是初始化監(jiān)聽(tīng)事件和對(duì)系統(tǒng)的其他監(jiān)聽(tīng)者的注冊(cè)，監(jiān)聽(tīng)者必須是ApplicationListener的子類。3.4.2 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(kāi)始的。清單4. AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitializationprotected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)

28、 / 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

29、();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.bean

30、DefinitionMap) 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);bool

31、ean 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 Sm

32、artFactoryBean & (SmartFactoryBean) factory).isEagerInit(); if (isEagerInit) getBean(beanName);else getBean(beanName);這里出現(xiàn)了一個(gè)非常重要的BeanFactoryBean，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)

33、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

34、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3.4.3 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，Sprin

35、g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(méi)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?？梢杂孟旅嬉粋€(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

36、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?，也就是他可以幫你修改球模。而InitializingBean和DisposableBean是在球模造球的開(kāi)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3.4.4 I

37、oc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(méi)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

38、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。一、 Spring中AOP特性詳解1. 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.P

39、roxy. newProxyInstancepublic static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class interfaces, InvocationHandler h)throws IllegalArgumentExceptionif (h = null) throw new NullPointerException();Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);try Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams)

40、; 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) t

41、hrow 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(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)

42、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(lái)生成的類結(jié)構(gòu)如下：清單8. $Proxy2類public class $Proxy2 extends java.lang.reflect.Proxy implem

43、ents 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In

44、vocationHandler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。2. 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)

45、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Beanorg.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean truetestInterceptortestInterceptor2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

46、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FactoryBean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。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JdkDynam

47、icAopProxy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。二、 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。1. 代理模式1.1 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

48、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)l 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。l 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l RealSubject：被代理的類，是目標(biāo)對(duì)象。1.2 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.springframew

49、ork.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$Proxy就是創(chuàng)建的代理對(duì)象，而Subject是抽象主題，代理對(duì)象是通過(guò)InvocationHandler來(lái)持有對(duì)目標(biāo)對(duì)象的引用的。Spring中一個(gè)真實(shí)的代理對(duì)象結(jié)構(gòu)如下：清單10 代理對(duì)象$Proxy4public class $Proxy4 extends java.lang.reflect.Proxy implements org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestB

50、ean org.springframework.aop.SpringProxy org.springframework.aop.framework.Advised java.lang.reflect.Method m16; java.lang.reflect.Method m9; java.lang.reflect.Method m25; java.lang.reflect.Method m5; java.lang.reflect.Method m2; java.lang.reflect.Method m23; java.lang.reflect.Method m18; java.lang.r

51、eflect.Method m26; java.lang.reflect.Method m6; java.lang.reflect.Method m28; java.lang.reflect.Method m14; java.lang.reflect.Method m12; java.lang.reflect.Method m27; java.lang.reflect.Method m11; java.lang.reflect.Method m22; java.lang.reflect.Method m3; java.lang.reflect.Method m8; java.lang.refl

52、ect.Method m4; java.lang.reflect.Method m19; java.lang.reflect.Method m7; java.lang.reflect.Method m15; java.lang.reflect.Method m20; java.lang.reflect.Method m10; java.lang.reflect.Method m1; java.lang.reflect.Method m17; java.lang.reflect.Method m21; java.lang.reflect.Method m0; java.lang.reflect.

53、Method m13; java.lang.reflect.Method m24; int hashCode(); int indexOf(org.springframework.aop.Advisor); int indexOf(org.aopalliance.aop.Advice); boolean equals(java.lang.Object); java.lang.String toString(); void sayhello(); void doSomething(); void doSomething2(); java.lang.Class getProxiedInterfac

54、es(); java.lang.Class getTargetClass(); boolean isProxyTargetClass(); org.springframework.aop.Advisor; getAdvisors(); void addAdvisor(int, org.springframework.aop.Advisor)throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException; void addAdvisor(org.springframework.aop.Advisor)throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException; void setTarg