自定义Spring bean容器了解一下？实战及原理解读

作者: 路人甲java | 来源:发表于2020-08-08 09:22 被阅读0次

开发中经常有这样的场景：

根据某个类型标识走不同的业务逻辑，通常我们会使用if(type.equals(xxxxx)) 或者 switch语句来进行逻辑处理。

这样做当然是没什么问题的。

当业务逻辑变得越来越复杂，类型标识增多之后，难免会出现if判断增加，或者switch case分支变多，这样的代码往往会过于冗长，代码重复性较大，或者说逼格不够高。

本文介绍一种基于自定义Bean容器的开发方式，消除代码中的判断分支，提升代码可读性。

我们通过一个demo来看如何实现这种编码方式。

定义接口

首先定义一个接口，主要有两个方法：

public interface AbstractService<T> {

    /**
    * 返回serviceName
    * 作为bean选择标识
    * @return
    */
    String serviceName();

    /**
    * 具体的service方法
    * @param parm
    * @return
    */
    T execute(Object parm);
}

实现类需要实现serviceName，返回具体的类型，注意不同的bean实现类该返回值不能重复

execute方法为业务方法，这里只是做个示范，实际开发中可以是任意的通用业务方法。

实现接口

接着编写实现类，实现接口

ServiceAImpl标记类型为 ServiceA
@Component
public class ServiceAImpl implements AbstractService<DemoA> {

    @Override
    public String serviceName() {
        return "ServiceA";
    }

    @Override
    public DemoA execute(Object parm) {
        System.out.println("ServiceAImpl execute");
        return new DemoA().setName("DemoA");
    }
}

ServiceBImpl标记类型为 ServiceB
@Component
public class ServiceBImpl implements AbstractService<DemoB> {

    @Override
    public String serviceName() {
        return "ServiceB";
    }

    @Override
    public DemoB execute(Object parm) {
        System.out.println("ServiceBImpl execute");
        return new DemoB().setName("DemoB");
    }
}

编写自定义Bean上下文

这里是重头戏，我们需要编写一个Bean上下文，并注入AbstractService集合。

@Component
public class ServiceContext {

    // IService容器，key=serviceName，velue=实例
    private static Map<String, AbstractService> SERVICE_CONTEXT;

    @Autowired
    List<AbstractService> services;

    @PostConstruct
    void init() {
        SERVICE_CONTEXT = new ConcurrentHashMap<> ();
        if (services == null) {
            return;
        }
        // 将IService所有的实现类注册到serviceContext
        for(AbstractService service : services) {
            SERVICE_CONTEXT.put(service.serviceName(), service);
        }
        System.out.println(JSON.toJSONString(SERVICE_CONTEXT));
    }

    /**
    * 根据serviceName获取实例
    * @param serviceName
    * @return
    */
    public AbstractService getServiceImpl(String serviceName) {
        return SERVICE_CONTEXT.get(serviceName);
    }
}

其实注释已经很清楚了，首先定义一个Map，key为String，代表我们上文中接口返回的serviceName。

value为接口实现类bean实例。

接着通过@Autowired注入AbstractService集合，这里是一个List。当Spring容器初始化完成，会将AbstractService的实现类都加载到List中。

在@PostConstruct标记的初始化方法中，遍历 List＜AbstractService＞，并依次加载到我们初始化好的Map中。key=AbstractService.serviceName()的返回值，value为AbstractService实例。

定义一个getServiceImpl(String serviceName)提供给业务使用，能够让我们通过具体的serviceName标识获取到Bean实例。这也是为何serviceName不能重复的原因。

测试

到此主要的逻辑编写就完成了，我们编写一个测试类测试一下具体如何使用。

public static void main(String[] args) {
    ConfigurableApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    // 获取bean Context
    ServiceContext serviceContext = applicationContext.getBean("serviceContext", ServiceContext.class);
    // 根据serviceName获取具体的接口实现类
    AbstractService serviceA = serviceContext.getServiceImpl("ServiceA");
    AbstractService serviceB = serviceContext.getServiceImpl("ServiceB");
    // 调用service方法
    serviceA.execute(null);
    serviceB.execute(null);
}

这里从Spring上下文中获取到ServiceContext，并通过具体的serviceName获取到对应的Bean实例，并调用实例的execute方法。执行结果如下：

ServiceAImpl execute
ServiceBImpl execute

可能这还不算很直观，我们模拟一个业务场景。

业务需要先判断serviceName，再根据具体的值选择不同的执行逻辑。

正常情况下，我们会这样编写业务代码：

if ("ServiceA".equals(serviceName)) {
    serviceA.execute()
    return;
}

if ("ServiceB".equals(serviceName)) {
    serviceB.execute()
    return;
}

如果有一百个serviceName，那么这里就要有100个if分支，switch也同理。

但是采取本文中的编码方式则只需要这么写：

...省略获取serviceContext过程，最简单的方法是通过@Autowired/@Resource注入...
AbstractService service = serviceContext.getServiceImpl(serviceName);
service.execute()
这样我们就只需要在新增serviceName类型后，开发一个对应的实现类即可。

如果是传统的编码方式，则除了新增service实现，还需要修改if/switch判断逻辑，不够灵活且容易出错。

这里其实就是开放封闭原则的体现。传统的方式对修改和扩展都是开放的，而这种方式则是对扩展开放，对修改封闭的。尤其适用于复杂业务场景的开发。

原理

简单讲一下原理。

Spring框架支持对集合类型进行依赖注入，对于集合类型依赖注入与查找起作用的ApplicationContext实现类为 ListableBeanFactory。

我们看下源码是如何实现该特性的：

具体的逻辑在 org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency 这个方法中

打开该方法，重点关注下面这行

Object arg = beanFactory.resolveDependency(currDesc, beanName, autowiredBeans, typeConverter);
进入resolveDependency方法，看到下面这一行，跳入doResolveDependency方法

result = doResolveDependency(descriptor, requestingBeanName, 
autowiredBeanNames, typeConverter);
重点关注下面的逻辑

Object multipleBeans = resolveMultipleBeans(descriptor, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
if (multipleBeans != null) {
 return multipleBeans;
}

此处的resolveMultipleBeans方法逻辑为，如果解析到了多个匹配条件的Bean，就直接返回解析结果。

那具体的解析结果又是什么呢？我们进入resolveMultipleBeans方法

private Object resolveMultipleBeans(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String beanName,
            @Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) {

    Class<?> type = descriptor.getDependencyType();
    // 数组类型
    if (type.isArray()) {
        Class<?> componentType = type.getComponentType();
        ResolvableType resolvableType = descriptor.getResolvableType();
        Class<?> resolvedArrayType = resolvableType.resolve();
        if (resolvedArrayType != null && resolvedArrayType != type) {
            type = resolvedArrayType;
            componentType = resolvableType.getComponentType().resolve();
        }
        if (componentType == null) {
            return null;
        }
        Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, componentType,
                new MultiElementDescriptor(descriptor));
        if (matchingBeans.isEmpty()) {
            return null;
        }
        if (autowiredBeanNames != null) {
            autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
        }
        TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
        Object result = converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), type);
        if (getDependencyComparator() != null && result instanceof Object[]) {
            Arrays.sort((Object[]) result, adaptDependencyComparator(matchingBeans));
        }
        return result;
    }
    // 集合类型，如List set
    else if (Collection.class.isAssignableFrom(type) && type.isInterface()) {
        Class<?> elementType = descriptor.getResolvableType().asCollection().resolveGeneric();
        if (elementType == null) {
            return null;
        }
        Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, elementType,
                new MultiElementDescriptor(descriptor));
        if (matchingBeans.isEmpty()) {
            return null;
        }
        if (autowiredBeanNames != null) {
            autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
        }
        TypeConverter converter = (typeConverter != null ? typeConverter : getTypeConverter());
        Object result = converter.convertIfNecessary(matchingBeans.values(), type);
        if (getDependencyComparator() != null && result instanceof List) {
            ((List<?>) result).sort(adaptDependencyComparator(matchingBeans));
        }
        return result;
    }
    // Map类型
    else if (Map.class == type) {
        ResolvableType mapType = descriptor.getResolvableType().asMap();
        Class<?> keyType = mapType.resolveGeneric(0);
        if (String.class != keyType) {
            return null;
        }
        Class<?> valueType = mapType.resolveGeneric(1);
        if (valueType == null) {
            return null;
        }
        Map<String, Object> matchingBeans = findAutowireCandidates(beanName, valueType,
                new MultiElementDescriptor(descriptor));
        if (matchingBeans.isEmpty()) {
            return null;
        }
        if (autowiredBeanNames != null) {
            autowiredBeanNames.addAll(matchingBeans.keySet());
        }
        return matchingBeans;
    }
    else {
        return null;
    }
}

这里便是@Autowired注入集合类型的核心。

首先判断注入类型，如果是数组、Collection、Map等类型，则注入元素数据，即查找与元素类型相同的Bean，并注入到集合中。
这里重点强调下Map类型，我们能够看出，Map的 key 为Bean的 name，value 为与定义的元素类型相同的Bean。

// Map的key
Class<?> keyType = mapType.resolveGeneric(0);
if (String.class != keyType) {
    return null;
}
// Map的value
Class<?> valueType = mapType.resolveGeneric(1);
if (valueType == null) {
    return null;
}

也就是说，如果业务上不依赖外部的type，那么我们可以直接注入一个Map集合，比如：

@Autowired
private Map<String, BeanInterface> map;

这样就能够将接口BeanInterface的实现都注入到Map中，key的值为具体Bean的name，value为Bean实例。

小结

本文中，我们通过案例与源码，全方位呈现了Spring对集合类型的注入方式。总结一下：

Spring在注入集合类的同时，会将集合泛型类的实例填入集合中，作为集合的初始值。
对于list、set填入的是注入类型Spring管理的实例，对于map，Spring会将service的名字作为key，对象作为value封装进入Map。
对于List类型，可以通过@Order指定加入List的顺序。只需要在实现类中加入@Order(value) 注解即可，值越小越先被初始化越先被放入List

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