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Spring底層原理探究

2020-10-12 11:00:09

Spring底層原理

前言

  離上一篇文章記錄差不多過了半年左右的時間吧，這段時間很多面試準備，知識點的學習基本被我轉移到了書面筆記上，秋招仍在繼續，你我怎能懈怠！特撿起上半年的老本，繼續自己的CSDN部落格之途。

  看過我之前寫的文章的小夥伴肯定都有一個感受，啊寫的好基礎呀！沒錯是的，之前無論是技術知識的積累還是知識層面的廣度和深度，都近似一個小白在寫雜談…

  這段很長時間的離開希望能讓以後我的分享提升一個檔次，至於為什麼要堅持寫部落格？

  1. 網際網路時代軟體行業技術開源精神的普及，分享技術是一件有助於自己，更幫助其他人從而達到共贏的很棒的事情。
  2. 幫助自己鞏固記憶知識點，好記性不如爛筆頭，同時費曼學習法教會我們如果能把別人講懂，說明我們已經熟練掌握了該知識點。
  3. 自己喜歡閱讀和寫作這兩件事，將自己想要表達的觀點和看法寫在文章裡，是一件很有成就感的事情。不管有沒有人閱讀，負面評論什麼的，自己從中可以獲取到樂趣。
目標

  由於仍處於秋招白熱化期間，我可能有時沉浸在自己面經的複習中，但我計劃至少兩天寫一篇原創文章。希望可以完成！

正文

  我們知道Spring是Jave EE裡面劃時代的輕量級框架設計，代替了之前重量級的EJB技術（Enterprise JavaBean），可以解決物件依賴問題，降低耦合性，同時提供宣告式事務管理功能。
  Spring兩個核心功能為 控制反轉（IoC）和提供面向切面程式設計（AOP）。

 今天我們就來了解下Spring的核心IoC容器，它是怎麼匯入bean並進行範例化物件操作的？

匯入Bean

第一個問題我們首先要知道我們通過哪幾種方式可以為IoC容器匯入bean？

  1. xml方式
    xml作為最基本的設定方式，其實是比較重量級比較繁瑣的一種方式，我們在xml檔案中宣告一個個的 <bean標籤，指定bean的id和要匯入的全類名。

  2. Java類設定
    使用Java類定義Spring設定。使用@Configuration註解需要作為設定的類。（表示該類將定義Bean）

    @Configuration
public class ApplicationContextConfig{
	@Bean
	public String message() {
		return "hello"；
	}
}

  3. 開發中我們用的最多的是元件註解，@Component, 常見的有@Controller, @Repository, @Service。

BeanDefinition

 上述幾種方式可以為我們的IoC容器匯入bean，那麼問題來了，我們匯入IoC容器中的bean 被 Spring 識別成什麼了呢，怎麼進行範例化的呢？

 我們知道我們可以通過容器提供的 getBean( )方法獲取到對應id的bean物件，但是在 getBean() 之前做了哪些操作呢？

 我們就要了解一下BeanDefinition這個物件了，我們被註解標記的類被JVM類載入器載入到記憶體中形成對應的BeanDedifinition的bean定義物件，儲存在一個map集合（BeanDefinitionMap）中。如下圖：
在這裡插入圖片描述


 相信很多朋友都沒聽說過Spring裡面的這個bean定義物件，沒關係，我們學習新知識都是從一開始什麼都不知道到了解概念再到熟練，精通。

 單單BeanDefinition可不能直接範例化，裡面需要涉及到一個介面，BeanFactoryPostProcessor，我們可以把它理解為在範例化物件之前可以修改我們的bean定義物件即BeanDedinition物件，這個介面中的一個實現類BeanDefinitionRegistryPostProcessor可以完成類似「設計小組」的功能，對位元組碼進行解析，這個介面的另外一個實現類可以實現類似「稽核小組」的功能，用於修改 bean定義物件。

 聽到這裡可能很多小夥伴已經雲裡霧裡了，「這什麼亂七八糟的，你的文筆就這，就這？？」

 別急，我可以拿人給大家打個不恰當的比喻，一個已經範例化的bean物件可以看成是一個已經18歲的成年人了。

 這個BeanDefinition我們可以把它看作我們人最初的形態——受精卵，我們以後長成人的基因已經在這裡確定了，那上面所說的BeanFactoryPostProcessor可以對bean定義物件作修改的嘛，沒事啊，我們受精卵也可以作修改啊，不是有個「人類基因組計劃」嘛，基因工程可以改變bean定義物件啊。之後getBean() 獲取到範例物件，此時我們知道還有一個BeanPostProcessor介面（注意這個和上面的介面不一樣！），這個就相當於我們現在流行的整容變性啊，之後真正成長成我們想要的樣子了。（說多了都是淚啊！）

這就是匯入到IoC容器後bean被Spring識別的過程。

範例化Bean

 上面我們知道經過bean的定義解析過程，我們需要呼叫 getBean() 來範例化物件了，IoC容器是怎麼一步步範例化物件的呢？

 我們可以通過原始碼打斷點跟隨著getBean()的呼叫棧一步步地分析~
總體呼叫棧為如下所述：

getBean() ----> doGetBean() ----->getSingleton() ----->createBean() ------>doCreateBean()，到這裡我們停一下，這一步就是真正的建立我們的bean範例物件的過程。
 通過檢視原始碼我們知道它呼叫createBeanInstance()方法通過反射來建立物件（早期物件），注意此時物件只是一個空殼物件，並不能直接構成我們最後的單例物件（Spring的IoC容器預設是單例的）。這裡我們不得不簡單科普一下Spring中的三級快取了，不然咱們無法繼續下去。

Spring三級快取

一級快取：就是大名鼎鼎的單例快取池，用於儲存所有的單範例 bean。

	singletonObjects = new ConCurrentHashMap<>();

終於看到ConCurrentHashMap的實際應用場景了hh。
三級快取：就是在createBeanInstance() 方法後建立的早期物件存放的地方。

	singletonFactories = new HashMap<>();

我們總結：

  1. 所有的物件建立的過程中，都會去把自己的早期物件暴露到三級快取中去。
  2. 針對代理物件的時候，從三級快取到二級快取會經過一次代理，建立完畢後，就會刪除2級快取，把單例物件儲存到單例快取池中。

  緊接著上述建立早期物件，我們通過addSingletonFactory() 將早期物件暴露到三級快取中，再呼叫populateBean() 設定早期物件的屬性，如果發現其中依賴其他bean，則對其他bean執行同樣的步驟，如果出現迴圈依賴的問題（即A依賴B，B依賴A），Spring的三級快取可幫我們解決這個問題，我們在開發中並沒有注意到這個問題。

  以上就是今天總結分享的Spring匯入bean的三種方式以及匯入後bean的生命週期，由於博主也是沒有工作經驗的校招程式設計師，所以有很多地方說的不是很清楚甚至會引起誤解，大家可以提出來我一定會悉心聽取意見。

  如果喜歡我的文章可以點點贊關注我，我也計劃至少兩天一篇原創文章。如果你能看到這裡說明你肯定是一名熱愛學習的人，真誠希望我們能為了自己的目標或者夢想不斷努力，不斷學習，希望大家都能得到自己想要的！ 我是 promise，一名喜歡思考人生，喜歡講大道理的程式設計師。