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Spring源码探究:容器 Day29 2018-12-19

Spring源码探究:容器 Day29 2018-12-19

作者: Ernest_Chou | 来源:发表于2018-12-19 22:10 被阅读0次

    原文出处: Fooisart
    项目完整源码github地址

    结合源码分析Spring容器与Springmvc容器之间的关系


    问题

    问题描述:项目中发现,自定义切面注解在Controller层正常工作,在Service层却无法正常工作。为了便于分析,去掉代码中的业务逻辑,只留下场景。

    自定义注解,打印时间
    /**
     * Description: 自定义打印时间的注解
     * Created by jiangwang3 on 2018/5/9.
     */
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target({ElementType.METHOD})
    @Documented
    public @interface PrintTime {
    }
    
    
    注解解析器
    /**
     *Description:打印时间注解的解析器
     * @author jiangwang
     * @date 11:28 2018/5/14
     */
    @Aspect
    public class PrintTimeProcessor {
        private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(getClass());
        @Pointcut("@annotation(com.foo.service.annotation.PrintTime)")
        public void printTimePoint() {
        }
        @Around("printTimePoint()")
        public Object process(ProceedingJoinPoint jp) throws Throwable{
            System.out.println();
            LOGGER.error("开始运行程序。。。Start==>");
            Object proceed = jp.proceed();
            LOGGER.error("结束啦,运行结束==>");
            System.out.println();
            return proceed;
        }
    }
    
    
    Controller层
    /**
     * @author jiangwang
     * @date  2018/5/14
     */
    @RestController
    @RequestMapping(value = "/user")
    public class UserController {
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
        @Resource
        private UserService userService;
        @RequestMapping(value = "/serviceAspect", method={RequestMethod.GET})
        public  String serviceAspect(){
            return userService.serviceAspect();
        }
        @RequestMapping(value = "/controllerAspect", method={RequestMethod.GET})
        @PrintTime
        public  String name(){
            logger.info("Controller层----测试切面");
            return "controllerAspect";
        }
    }
    
    
    Service层
    /**
     * @author jiangwang
     * @date 11:34 2018/5/14
     */
    @Service
    public class UserService {
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass())
        @PrintTime
        public String serviceAspect(){
            logger.info("Service层---测试切面");
            return "serviceAspect";
        }
    }
    
    
    spring.xml配置文件,主要部分
        <context:annotation-config />
        <!-- 动态代理开启 -->
        <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true" />
        <context:component-scan base-package="com.foo" >
            <context:exclude-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
        </context:component-scan>
        <!-- 公共配置引入 -->
        <import resource="classpath:spring/spring-config-dao.xml" />
    
    
    springmvc.xml配置文件,主要部分
        <mvc:annotation-driven />
        <mvc:default-servlet-handler />
        <!-- 动态代理开启 -->
        <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true" />
        <!-- mvc controller -->
        <context:component-scan base-package="com.foo.web.controller" use-default-filters="false">
            <context:include-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
            <context:exclude-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Service" />
        </context:component-scan>
        <bean class="com.foo.service.processor.PrintTimeProcessor"/>
    
    

    以上为主要代码,项目运行之后,发现在Service层的注解切面未生效,而在Controller层正常。而当我将springmvc.xml中的

    <bean class="com.foo.service.processor.PrintTimeProcessor"/>
    
    

    迁移至spring.xml中,发现Service层与Controller层的注解切面均可正常运行。WHY???


    从源码的角度探究该问题

    由于源码中的个方法较长,所以只贴出重点且与主题相关的代码。建议结合本地源码一起看。

    为了说清楚这个问题,咱们先看一下Spring容器是如何实现bea自动注入(简化版)

    web项目的入口是web.xml,所以咱们从它开始。

    web.xml配置文件,主要部分
    <!-- Spring Config -->
      <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
      </listener>
      <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:spring/spring-config.xml</param-value>
      </context-param>
    
      <!-- SpringMvc Config -->
      <servlet>
        <servlet-name>springMvc</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
          <param-name>contextConfigLocation</param-name>
          <param-value>classpath:spring/spring-mvc.xml</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
      </servlet>
      <servlet-mapping>
        <servlet-name>springMvc</servlet-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
      </servlet-mapping>
    
    

    Spring容器Bean加载流程

    从spring配置部分,可以看出,ContextLoaderListener监听器是Spring容器的入口,进入该文件:

    public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
        public ContextLoaderListener() {
        }
        public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
            super(context);
        }
        @Override
        public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
            initWebApplicationContext(event.getServletContext());
        }
        @Override
        public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
            closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
            ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
        }
    }
    
    

    ContextLoaderListener 监听器一共有四个方法,可以很容易地判断出来,进入该监听器后,会进入初始化方法:contextInitialized。继而进入initWebApplicationContext方法,方法注释中“Initialize Spring's web application context for the given servlet context”,明确表明了该方法的目的是初始化spring web应用。这段代码中有两句话比较关键:

    this.context = createWebApplicationContext(servletContext);
    
    

    创建web 应用容器,即创建了Spring容器;

    configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
    
    

    配置并刷新Spring容器。后续发生的所有事,都是从它开始的。进入,里面的重点代码是:

    wac.refresh();
    
    

    refresh()方法是spring容器注入bean的核心方法,每一行代码都很重要。代码结构也非常优美,每一行代码背后都完成了一件事,代码结构比较容易理解。由于内容较多,只讲里面跟主题相关的两句话:

    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    
    

    获取bean工厂,把你配置文件中的内容,放在bean工厂中,留着后面创建bean时用。

    finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
    
    

    开始创建bean,即实现spring中的自动注入功能。进入该方法后,末尾有这么一句话:

    beanFactory.preInstantiateSingletons();
    
    

    继续跟进,贴出该方法中的重点代码:

    getBean(beanName);      
    
    

    我们在preInstantiateSingletons()方法中,会发现有多个地方出现了getBean()方法,究竟咱们贴出来的是哪一句?无关紧要。跟进去之后,

    @Override
        public Object getBean(String name) throws BeansException {
            return doGetBean(name, null, null, false);
        }
    
    

    这里调用了doGetBean()方法,spring中只要以do命名的方法,都是真正干活的。重点代码分段贴出分析:

    // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
    Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
    if (sharedInstance != null && args == null) {
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
                logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
                        "' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
            }
            else {
                logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
            }
        }
        bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
    }
    
    

    直接获取单例bean,若没有取到,继续往下走:

    // Check if bean definition exists in this factory.
    BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
    if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
        // Not found -> check parent.
        String nameToLookup = originalBeanName(name);
        if (args != null) {
            // Delegation to parent with explicit args.
            return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
        }
        else {
            // No args -> delegate to standard getBean method.
            return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
        }
    }
    
    

    这一段代码单独看,不知所云,里面提到了一个词:Parent。暂且跳过,后续会回来分析这一段。继续:

    // Create bean instance.
    if (mbd.isSingleton()) {
           sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
                @Override
                 public Object getObject() throws BeansException {
                     try {
                         return createBean(beanName, mbd, args);
                      }
                      catch (BeansException ex) {
                          // Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
                          // eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
                          // Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
                          destroySingleton(beanName);
                          throw ex;
                     }
                    }
             });
            bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
    }
    
    

    这段代码中有createBean,咱们的目的是分析bean的创建过程,此处出现了create,毫不犹豫地跟进,进入实现类中的方法,有这么一句:

    Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
    
    

    刚才咱们提了,spring中有do命名的方法,是真正干活的。跟进:

    instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    
    

    这句话是初始化bean,即创建了bean,等价于调用了一个类的空构造方法。此时,已经成功地创建了对象,下文需要做的是,给该对象注入需要的属性;

    populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
    
    

    填充bean属性,就是刚才咱们提的,初始化一个对象后,只是一个空对象,需要给它填充属性。跟进,看spring是如何为对象注入属性的,或者说,看一下spring是如何实现bean属性的自动注入:

    pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
    
    

    继续进入AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessPropertyValues方法:

    metadata.inject(bean, beanName, pvs);
    
    

    这句话中,出现了inject,这个词的意思是"注入"。咱们可以断定,spring的自动注入,八成跟它有关了。进入该方法:

    element.inject(target, beanName, pvs);
    
    

    与上一句一样,只是做了一些参数处理,并没有开始注入。继续跟进看:

    Field field = (Field) this.member;
    ReflectionUtils.makeAccessible(field);
    field.set(target, getResourceToInject(target, requestingBeanName));
    
    

    看到这里,大概明白了spring是如何自动注入了。java反射相关的代码,通过反射的方式给field赋值。这里的field是bean中的某一个属性,例如咱们开始时的UserController 类中的userService。getResourceToInject,获取需要赋予的值了,其实这里会重新进入getBean方法,获取bean值(例如UserController对象中需要注入userService。),然后赋予field。至此,spring容器已经初始化完成,spring bean注入的大概流程,咱们也已经熟悉了。回到开始初始化Spring容器的地方,ContextLoader类initWebApplicationContext方法,

    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
    
    

    初始化spring容器之后,将其放入了servletContext中。

    咱们的问题是,"在项目中,自定义切面注解在Controller层正常工作,却在Service层无法正常工作?"看完这个,其实并没有解答该问题,咱们下面继续看springmvc bean的加载流程,看完springmvc后,答案会自动浮出水面。


    Springmvc容器Bean加载流程

    同样,从web.xml中的springmvc配置出发,里面有DispatcherServlet,这是springmvc的入口,跟进之后发现方法较多,无法知道会执行哪个方法。但是咱们要记住,DispatcherServlet本质上是一个servlet,通过它的继承关系图也可以证明:

    [图片上传失败...(image-4585b5-1545214369387)]

    看一下servlet的接口:

    public interface Servlet {
        public void init(ServletConfig config) throws ServletException;
        public ServletConfig getServletConfig();
        public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
                throws ServletException, IOException;
        public String getServletInfo();
        public void destroy();
    }
    
    

    从servlet接口方法中可以看出,servlet的入口是init方法,层层跟进(一定要根据DispatcherServlet继承图跟进),进入到了FrameworkServlet的initServletBean()方法,进入方法,贴出重点代码:

    this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
    
    

    字面理解,初始化springmvc web容器,进入探究:

    WebApplicationContext rootContext =
                    WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
    
    

    前面咱们提到,spring容器初始化完成之后,放入了servletContext中。这里又从servletContext获取到了spring容器

    wac = createWebApplicationContext(rootContext);
    
    

    字面理解创建web应用容器,且参数是spring容器。跟进方法:

    ConfigurableWebApplicationContext wac =
                    (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
    
    

    创建web应用容器,即咱们所理解的Springmvc容器在此创建了;

    wac.setParent(parent);
    
    

    这里是重点,Springmvc容器将Spring容器设置成了自己的父容器

    configureAndRefreshWebApplicationContext(wac);
    
    

    这个方法刚才在分析spring bean加载流程时,分析过了。其中有一段,前面说,"暂且跳过,后续会回来分析这一段"。现在开始分析:
    在AbstractBeanFactory类doGetBean方法,有这么一段:

    // Check if bean definition exists in this factory.
    BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
    if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
        // Not found -> check parent.
        String nameToLookup = originalBeanName(name);
        if (args != null) {
                // Delegation to parent with explicit args.
            return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
        }
        else {
            // No args -> delegate to standard getBean method.
            return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
        }
    }
    
    

    这里其实是在获取父容器中的bean,若获取到,直接拿到bean,这个方法就结束了。结论:子容器可以使用父容器里的bean,反之,则不行。


    现在来解答咱们的问题
    <bean class="com.foo.service.processor.PrintTimeProcessor"/>
    
    

    当上门这句话放在springmvc.xml中时,名为"printTimeProcessor"的bean会存在于Springmvc容器,那么Spring容器是无法获取它的。而Service层恰巧是存在于Spring容器中,所以"printTimeProcessor"切面对Service层不起作用。而Controller层本身存在于Springmvc容器,所以Controller层可以正常工作。而当它放在spring.xml中时,"printTimeProcessor"是存在于Spring容器中,Springmvc容器是Spring容器的子容器,子容器可以获取到父容器的bean,所以Controller层与Service层都能获取到该bean,所有都能正常使用它。

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