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Spring入门系列：浅析知识点

2023-04-10 11:15 由 努力的小雨 发表于 #后端开发

前言

讲解Spring之前，我们首先梳理下Spring有哪些知识点可以进行入手源码分析，比如：

  1. Spring IOC依赖注入
  2. Spring AOP切面编程
  3. Spring Bean的声明周期底层原理
  4. Spring 初始化底层原理
  5. Spring Transaction事务底层原理

Hello World

通过这些知识点，后续我们慢慢在深入Spring的使用及原理剖析，为了更好地理解Spring，我们需要先了解一个最简单的示例——Hello World。在学习任何框架和语言之前，Hello World都是必不可少的。

//在以前大家都是spring.xml进行注入bean后供Spring框架解析
ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

spring.xml中的内容为：

<context:component-scan base-package="com.zhouyu"/>
<bean id="userService" class="com.zhouyu.service.UserService"/>

如果对上面的代码或者xml形式很陌生，再看下面一种代码，也是目前流行的一种形式

//通过我们的配置类进行注入bean并解析
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MySpringConfig.class);
//ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test()

MySpringConfig中的内容为：

@ComponentScan("com.xiaoyu")
public class MySpringConfig {
	@Bean
	public UserService userService(){
		return new UserService();
	}
}

相信很多人都会对上面的代码不陌生，那我们来看下这三行代码都做了那些工作：

  1. 构造一个ClassPathXmlApplicationContext类解析配置文件 或者AnnotationConfigApplicationContext类 解析配置类，那么调用该构造方法除开会实例化得到一个对象，还会做哪些事情？
  2. 从context中获取一个名字为"userService"的userService对象，那么为什么输入一个字符串就可以得到对象呢，好像跟Map<String,Object>有些类似，getBean()又是如何实现的？返回的UserService对象和我们自己直接new的UserService对象有区别吗？
  3. 通过获取到的UserService对象调用test方法，这个不难理解。

虽然我们目前很少直接使用这种方式来使用Spring，而是使用Spring MVC或者Spring Boot，但是它们都是基于上面这种方式的，都需要在内部去创建一个
ApplicationContext的，只不过：

  1. Spring MVC创建的是XmlWebApplicationContext，和ClassPathXmlApplicationContext类似，都是基于XML配置的
  2. Spring Boot创建的是AnnotationConfigApplicationContext

下面我们将重点讲解Spring对bean的创建，也就是大家常说的Bean的生命周期。虽然我们只是入门级别的学习，但我们仍将深入探讨流程，但不会涉及到具体的源码分析。在后续的源码分析系列中，我们将着重分析每一个知识点。

Bean的创建过程

那么，Spring是如何创建一个Bean的呢？这就是Bean的生命周期。其大体过程如下：

  1. 首先当我们的对象类被配置类使用@Bean又或者被包路径扫描到将会进入创建Bean的流程
  2. Spring会使用对象构造器进行实例化创建个对象
  3. 开始解析对象的属性是否有被@autowired注解修饰，如果有会从Spring的单例池中获取对象并进行注入就是属性赋值（依赖注入）
  4. 依赖注入后会判断对象时否实现了各种Aware接口，如：BeanNameAware接口、 BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware接口等，并自动调用其中的需要被实现的方法（Aware回调）
  5. 回调方法实现后，Spring会判断是否有包含了@postconstruct注解方法，如果有会进行调用此方法（实例化前）
  6. Spring判断对象是否实现了InitializingBean接口，实例化对象就必须调用afterPropertiesSet（）方法，也是Spring帮调用的（初始化）
  7. 最后，Spring会判断我们的对象是否需要进行AOP，如果不需要那么Bean到此就完事，如果需要，Spring还会自动动态代理并生成一个代理对象做为Bean（初始化后）

通过以上步骤，我们可以了解到创建的对象可能存在两种结果。如果不需要AOP，Bean就是通过构造方法创建的对象；如果需要AOP，Bean就是代理类所实例化得到的对象，而不是构造方法所得到的对象。

Bean创建后：

  1. 如果当前Bean是单例的（默认），Spring在初始化Bean之后，会将当前已经初始化之后的对象放入Spring管理的单例缓存池中（Map结构），这样如果其他对象需要注入这个对象时，会直接从单例缓存池中取出来，进行属性注入。
  2. 如果当前Bean是多例的（即被@Scope("prototype")注解修饰），每次获取对象时，或者被其他对象引用时都会重新走一遍创建Bean的逻辑来创建一个新对象。这意味着，每次获取该Bean时都会创建一个新的实例，而不是从缓存池中获取已有的实例。因此，多例Bean的对象是不共享的，每个对象都是独立的。

构造器的初始化

在Spring中，每个对象都会有默认的构造器。但是在实际业务中，有时候会存在多个构造器的情况。那么，Spring如何去选择使用哪个构造器去创建对象呢？
Spring的判断逻辑如下：

  1. 如果当前bean有且仅有一个的构造器，那么直接使用这个构造器创建对象。不管它是有参还是无参。
  2. 如果存在多个构造器，Spring会从中选择一个无参构造器进行创建对象，如果没有无参构造器，那么直接报错。

Spring的设计思想是这样的：

  1. 如果只有一个构造器，那么没有选择，只能使用这个构造器

  2. 如果有多个，只选择没有入参的构造器，因为无参构造方法本身表示了一种默认的意义

  3. 还要一种就是使用了@Autowired注解修饰，那么就表示人工干预 了Spring选择的权利，直接选择程序员指定的构造器，如果有参，里面的参数bean对象（单例）会从单例缓存池中取。

    a.先按照bean类型进行查找，如果只找到一个实例，那么直接注入。
    b.如果找到多个实例，那么会进行匹配入参name名字来确定唯一一个实例。
    c如果没有找到，则会报错，无法创建当前Bean对象

综上所述，Spring会根据Bean的构造器情况进行选择，如果需要人工干预，可以使用@Autowired注解修饰。

AOP的大致流程

在创建对象时，Spring会判断当前对象是否需要进行AOP代理。为了确定当前Bean对象是否需要代理，大致流程如下：

  1. Spring启动时寻找所有使用@AspectJ注解的切面Bean对象
  2. 搜索切面bean的各个方法是否有包含了@Before、@After、@Around注解。
  3. 检查当前Bean或方法是否符合我们编写的Pointcut切面条件。
  4. Spring创建代理对象通常采用cglib代理，JDK代理是另一种模式。后续我们会详细分析此逻辑。

具体流程如下:

  1. 首先当前bean被确认为需要进行代理，将会生成BeanProxy对象，而不是我们构造出来的Bean。
  2. 当前BeanProxy会重写符合切面方法的方法
  3. 当前BeanProxy被依赖注入时，给其他Bean的属性赋值时也会是代理对象。
  4. BeanProxy代理对象都有一个target属性，用于注入被代理对象，即我们正常构造并进行属性注入的Bean对象
  5. 当BeanProxy的切面方法被调用时，首先调用我们编写的切面逻辑，然后调用被代理对象的方法（即我们编写的业务方法）。这里也不太准确，具体得看你写的什么样的切面注解，不过大致都是这样来调用的链路。

Spring事务

一谈到事务，大家首先想到的肯定是@Transaction注解，而这种注解也会被Spring创建对象时检测到，然后会生成代理对象，这种方式其实工作中用到的也特别多，用起来也特别爽，那我们也大概讲下事务的逻辑处理吧，其大致流程如下：

  1. 首先如果当前Bean有@Transaction注解，那么当前bean会成为代理对象。
  2. 当被调用到具体的方法时。Spring则会利用事务管理器TransactionManage获取一个数据库连接。
  3. 直接将当前数据库连接的自动提交关闭，autocommit=false。
  4. 开始执行我们的业务方法，执行业务SQL操作。
  5. 如果执行完方法后，没有异常则提交事务，如果出现异常则进行回滚。

以上是简单的事务处理流程，深入细节会涉及到Spring的事务传播级别，如果现在说的话，会陷入不必要的思考，自此我们的 [Spring入门系列] 也结篇了，在接下来的 [Spring源码系列] 中，我将更加详细地讲解这些内容。

「准备开车，可坐稳了别被摔下来」

先对这些流程有个印象，并带着疑惑来进一步探究Spring的内部机制，好了，今天就讲到这里，我是小雨，我们下期再见。

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