spring-core源码分析

作者: 0d1b415a365b | 来源:发表于2017-04-06 02:44 被阅读0次

概述

org.springframework.context.ApplicationContext接口是Spring IoC的容器，负责bean的初始化，配置和装配。ApplicationContext通过读取元数据（configuration metadata）获取该把bean注入到哪个对象。元数据可以是XML, Java注解或Java代码。
　　Spring提供了几种ApplicationContext的实现。本地化项目使用的ClassPathXMLApplicationContext或FileSystemXMLApplicationContext. 然而XML是比较传统的配置方式，使用注解或代码配合少量XML作为元数据可以使配置更精简。
　　　在大多数应用场景，我们不需要自己去创建ApplicationContext的实例。例如在web应用中，只需要在web.xml中增加8行配置就可以了：

<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>/WEB-INF/daoContext.xml /WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
</context-param>

<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>

Figure 1. The Spring IoC container

IoC容器的作用

Configuration metadata

元数据的三种配置方式：

完全XML
少量XML（component-scan） + Java注解
Java代码（全部使用注解）

1 spring-core 包结构

<pre>
src
└─org
└─springframework
├─asm
├─cglib
│ └─core
├─core
│ ├─annotation
│ ├─codec
│ ├─convert
│ │ ├─converter
│ │ └─support
│ ├─env
│ ├─io
│ │ ├─buffer
│ │ └─support
│ ├─serializer
│ │ └─support
│ ├─style
│ ├─task
│ │ └─support
│ └─type
│ ├─classreading
│ └─filter
├─lang
├─objenesis
└─util
├─backoff
├─comparator
├─concurrent
└─xml
</pre>

1.1 spring-core各模块功能说明

1.asm Spring将ASM代码重新打包，提供ASM依赖。
http://blog.csdn.net/whos2002110/article/details/40817939
2.cglib cglib生成的动态代理类命名规则（className$$classNameBySpringCGLIB$$hashCode）
3.core
4.lang 条件编译注解
5.objenesis 对象实例化工具，封装后提供缓存功能（单例）
6.util 各种工具类

2 spring-core.core

<pre>
core
├─annotation
├─codec
├─convert
│ ├─converter
│ └─support
├─env
├─io
│ ├─buffer
│ └─support
├─serializer
│ └─support
├─style
├─task
│ └─support
└─type
├─classreading
└─filter
</pre>
2.1 annotation

注解解析器和工具类

AnnotationUtils.getAnnotationAttributes(Annotation)  
AnnotationUtils.getValue(Annotation annotation, String attributeName)

2.2 codec

各种编码解码工具
2.3 convert

转码工具

2.4 env##

2.4.1 概述####

env包是Spring3.1开始提供的新的属性管理API，提供配置读取和环境划分能力，主要接口：PropertySource和Environment

2.4.2 PropertySource####

PropertySource.png

PropertySource：属性源，key-value属性对抽象，比如用于配置数据
PropertyResolver：属性解析器，用于解析相应key的value

2.4.2.1主要实现类#####

MapPropertySource:属性来自于一个Map
ResourcePropertySource:属性来自于一个properties文件
ServletContextPropertySource:属性来自ServletContext上下文初始化参数
CompositePropertySource:提供了组合PropertySource的功能，查找顺序就是注册顺序。

2.4.3 Environment####

environment类图.png
Environment：环境，本身是一个PropertyResolver，但是提供了Profile特性，即可以根据环境得到相应数据（即激活不同的Profile，可以得到不同的属性数据，比如用于多环境场景的配置（正式机、测试机、开发机DataSource配置））
Profile：剖面，Environment使Spring具有了剖面特性，只有激活的剖面的组件/配置才会注册到Spring容器，类似于maven中profile。这是context包中的一个注解。另外context包中还有一个叫做EnviromentAware的类，ApplicationContext是其子类，因此我们在SpringContext中可以获取所有的配置和Profile信息。

@Inject Environment environment;
environment.getProperty( AppConfig.SERVER_HOST ),

if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {
    if (logger.isInfoEnabled()) {
        logger.info("Skipped XML bean definition file due to specified profiles [" + profileSpec +
                "] not matching: " + getReaderContext().getResource());
    }
    return;
}

2.5 io##

2.5.1 概述####

在日常程序开发中，处理外部资源是很繁琐的事情，我们可能需要处理URL资源、File资源资源、ClassPath相关资源、服务器相关资源（JBoss AS 5.x上的VFS资源）等等很多资源。因此处理这些资源需要使用不同的接口，这就增加了我们系统的复杂性；而且处理这些资源步骤都是类似的（打开资源、读取资源、关闭资源），因此如果能抽象出一个统一的接口来对这些底层资源进行统一访问，是不是很方便，而且使我们系统更加简洁，都是对不同的底层资源使用同一个接口进行访问。
　　spring提供一个Resource接口来统一这些底层资源一致的访问，而且提供了一些便利的接口，从而能提供我们的生产力。

2.5.2 Resource接口####

Spring的Resource接口代表底层外部资源，对JDK InputStream的扩展，提供了对底层外部资源的一致性访问接口。

2.5.3 主要实现类####

2.5.3.1 ByteArrayResource#####

ByteArrayResource代表byte[]数组资源，对于“getInputStream”操作将返回一个ByteArrayInputStream。ByteArrayResource可多次读取数组资源，即isOpen ()永远返回false。

2.5.3.2 InputStreamResource#####

InputStreamResource代表java.io.InputStream字节流，对于“getInputStream ”操作将直接返回该字节流，因此只能读取一次该字节流，即“isOpen”永远返回true。

2.5.3.4 FileSystemResource

FileSystemResource代表java.io.File资源，对于“getInputStream ”操作将返回底层文件的字节流，“isOpen”将永远返回false，从而表示可多次读取底层文件的字节流。

2.5.3.5 ClassPathResource

ClassPathResource代表classpath路径的资源，将使用ClassLoader进行加载资源。classpath 资源存在于类路径中的文件系统中或jar包里，且“isOpen”永远返回false，表示可多次读取资源。
ClassPathResource加载资源替代了Class类和ClassLoader类的“getResource(String name)”和“getResourceAsStream(String name)”两个加载类路径资源方法，提供一致的访问方式。
ClassPathResource提供了三个构造器：
public ClassPathResource(String path)：使用默认的ClassLoader加载“path”类路径资源；
public ClassPathResource(String path, ClassLoader classLoader)：使用指定的ClassLoader加载“path”类路径资源；
比如当前类路径是“cn.javass.spring.chapter4.ResourceTest”，而需要加载的资源路径是“cn/javass/spring/chapter4/test1.properties”，则将加载的资源在“cn/javass/spring/chapter4/test1.properties”；
public ClassPathResource(String path, Class<?> clazz)：使用指定的类加载“path”类路径资源，将加载相对于当前类的路径的资源；

2.5.3.6 UrlResource#####

UrlResource代表URL资源，用于简化URL资源访问。“isOpen”永远返回false，表示可多次读取资源。
UrlResource一般支持如下资源访问：
http：通过标准的http协议访问web资源，如new UrlResource(“http://地址”)；
ftp：通过ftp协议访问资源，如new UrlResource(“ftp://地址”)；
file：通过file协议访问本地文件系统资源，如new UrlResource(“file:d:/test.txt”)；

2.5.3.7 ServletContextResource#####

ServletContextResource代表web应用资源，用于简化servlet容器的ServletContext接口的getResource操作和getResourceAsStream操作；

2.5.4 ResourceLoader接口####

public interface ResourceLoader {  
       Resource getResource(String location);  
       ClassLoader getClassLoader();  
}

getResource接口用于根据提供的location参数返回相应的Resource对象；而getClassLoader则返回加载这些Resource的ClassLoader。

Spring提供了一个适用于所有环境的DefaultResourceLoader实现，可以返回ClassPathResource、UrlResource；还提供一个用于web环境的ServletContextResourceLoader，它继承了DefaultResourceLoader的所有功能，又额外提供了获取ServletContextResource的支持。

ResourceLoader在进行加载资源时需要使用前缀来指定需要加载：“classpath:path”表示返回ClasspathResource，“http://path”和“file:path”表示返回UrlResource资源，如果不加前缀则需要根据当前上下文来决定，DefaultResourceLoader默认实现可以加载classpath资源。

2.6 serializer##

序列化和反序列化

public interface Serializer<T> {
    void serialize(T object, OutputStream outputStream) throws IOException;
}
public interface Deserializer<T> {
    T deserialize(InputStream inputStream) throws IOException;
}

2.7 style

格式化输出工具类
···
public interface ValueStyler {
String style(Object value);
}
public interface ToStringStyler {
void styleStart(StringBuilder buffer, Object obj);
void styleEnd(StringBuilder buffer, Object obj);
void styleField(StringBuilder buffer, String fieldName, Object value);
void styleValue(StringBuilder buffer, Object value);
void styleFieldSeparator(StringBuilder buffer);
}
···

2.8 task

2.8.1 概述####

Java SE 5.0引入了ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor。Spring 2.x借助ConcurrentTaskExecutor和ThreadPoolTaskExecutor能够通过IoC配置形式自定义它们暴露的各个属性。
TaskExecutor接口，是对java.util.concurrent.Executor接口的扩展。给其他组件提供线程池的抽象。
例如ApplicationEventMulticaster组件、JMS的AbstractMessageListenerContainer和对Quartz的整合都使用了TaskExecutor抽象来提供线程池。

task.png

2.8.2 配置与使用####

<bean id="taskExecutor" class="org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor">
    <!-- 核心线程数 -->     
    <property name="corePoolSize" value="5" />
    <!-- 最大线程数 -->  
    <property name="maxPoolSize" value="50" />
    <!-- 队列最大长度 -->
    <property name="queueCapacity" value="1000" />
    <!-- 线程池维护线程所允许的空闲时间，默认为60s -->
    <property name="keepAliveSeconds" value="60" />
</bean>

@Resource(name = "taskExecutor")
private TaskExecutor taskExecutor;
taskExecutor.execute(()-> {
    ...
});

2.8.3 实现类

从类图上很明显可以看出分为同步Executor和异步Executor。同步比较简单，就是调用一下的run方法。下面主要分析异步。

SimpleAsyncTaskExecutor:每次调用都启动一个新线程。但是，它还是支持对并发总数设限，当超过线程并发总数限制时，阻塞新的调用，直到有位置被释放。
ConcurrentTaskExecutor:对Java 5 java.util.concurrent.Executor类的适配，暴露了Executor的配置参数作为bean属性，可以配置自己的Executor，可以设置任务装饰器。
**ThreadPoolTaskExecutor **:对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装。
ThreadPoolTaskScheduler：对java.util.concurrent.ScheduledExecutorService的封装，并提供了@Scheduled 注解,极大简化了ScheduledExecutorService的操作。
使用方法：

// 修改spring context配置文件，增加xmlns和xsi
// xmlns
xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
// xsi
http://www.springframework.org/schema/task  
http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.1.xsd  
//增加task注解扫描
<task:annotation-driven/>  
// 方法上加Scheduled 注解，支持fixedDelay、Cron等多种方式
@Scheduled(cron="0/3 * *  * * ? ")   //每3秒执行一次  
public void foo(){  
    ...  
}

3.Spring-Core.utils#

<pre>
util
├─backoff
├─comparator
├─concurrent
└─xml
</pre>

3.1 backoff##

backoff.png

Spring封装的退避算法，用于获取重试间隔。两个实现类，FixedBackOff是按照固定时间间隔重试，ExponentialBackOff是间隔以指数方式增长。

3.2 concurrent##

Spring中对java.util.concurrent.Future的扩展，支持Future适配，FutureTask添加多个回调函数。

20141119213430375.jpg

3.2.1 主要类

ListenableFuture<T>：增加扩展功能使用addCallback()方法支持增加回调函数
ListenableFutureTask<T>：FutureTask子类，主要是为了增加回调函数注册和回调函数调用功能。该类重写了done()方法，执行对回调函数队列的调用。

3.2.2 应用####

这个工具类应用在Spring4.1的异步新特性中。Spring4.1提供了@Asyc注解，被注解的类或方法将拥有异步处理能力

相关的配置：
<task:annotation-driven />指定@Async使用的线程池
<task:executor />配置线程池参数

3.3 各种工具类##

ClassUtils:Class类工具，提供操作class类的方法。
比如：获知类、方法上是否有注解，获取类注解，获取某package下所有class等。提供class缓存
CollectionUtils:集合工具类,提供集合的转换、查找、判空等方法。
DigestUtils:对java.serurity.MessageDigest的封装，提供单向加密方法。
ReflectionUtils：反射工具类，提供各种反射操作，并包装了反射过程中可能出现的异常。
SystemPropertyUtils：placeholder解析工具类。