Spring菜鸟教你看源码冲面试

时间：2021-09-30 15:26:48

Spring

类的初始化和实例化的不同

Spring菜鸟教你看源码冲面试

IOC

探究spring的IOC容器

DefaultListableBeanFactory是最终实现类，在代码中可以找到HashMap的影子；IOC容器就是用HashMap装的Bean;

  1. public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
  2. implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {
  3. @Nullable
  4. private static Class<?> javaxInjectProviderClass;
  5.  
  6. static {
  7. try {
  8. javaxInjectProviderClass =
  9. ClassUtils.forName("javax.inject.Provider", DefaultListableBeanFactory.class.getClassLoader());
  10. }
  11. catch (ClassNotFoundException ex) {
  12. // JSR-330 API not available - Provider interface simply not supported then.
  13. javaxInjectProviderClass = null;
  14. }
  15. }
  16.  
  17. /** Map from serialized id to factory instance. */
  18. private static final Map<String, Reference<DefaultListableBeanFactory>> serializableFactories =
  19. new ConcurrentHashMap<>(8);
  20.  
  21. /** Optional id for this factory, for serialization purposes. */
  22. @Nullable
  23. private String serializationId;
  24.  
  25. /** Whether to allow re-registration of a different definition with the same name. */
  26. private boolean allowBeanDefinitionOverriding = true;
  27.  
  28. /** Whether to allow eager class loading even for lazy-init beans. */
  29. private boolean allowEagerClassLoading = true;
  30.  
  31. /** Optional OrderComparator for dependency Lists and arrays. */
  32. @Nullable
  33. private Comparator<Object> dependencyComparator;
  34.  
  35. /** Resolver to use for checking if a bean definition is an autowire candidate. */
  36. private AutowireCandidateResolver autowireCandidateResolver = SimpleAutowireCandidateResolver.INSTANCE;
  37.  
  38. /** Map from dependency type to corresponding autowired value. */
  39. private final Map<Class<?>, Object> resolvableDependencies = new ConcurrentHashMap<>(16);
  40.  
  41. /** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */
  42. private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
  43.  
  44. /** Map from bean name to merged BeanDefinitionHolder. */
  45. private final Map<String, BeanDefinitionHolder> mergedBeanDefinitionHolders = new ConcurrentHashMap<>(256);
  46.  
  47. /** Map of singleton and non-singleton bean names, keyed by dependency type. */
  48. private final Map<Class<?>, String[]> allBeanNamesByType = new ConcurrentHashMap<>(64);
  49.  
  50. /** Map of singleton-only bean names, keyed by dependency type. */
  51. private final Map<Class<?>, String[]> singletonBeanNamesByType = new ConcurrentHashMap<>(64);
  52.  
  53. /** List of bean definition names, in registration order. */
  54. private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<>(256);
  55.  
  56. /** List of names of manually registered singletons, in registration order. */
  57. private volatile Set<String> manualSingletonNames = new LinkedHashSet<>(16);
  58.  
  59. /** Cached array of bean definition names in case of frozen configuration. */
  60. @Nullable
  61. private volatile String[] frozenBeanDefinitionNames;
  62. ................
  63. ...........
  64. }

BeanFactory：主要方法为getBean(String beanName)，该方法根据Bean名称从容器返回对应的Bean

BeanFactory是接口，提供了IOC容器最基本的形式，给具体的IOC容器的实现提供了规范，

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发现BeanFactory是Spring的IOC容器核心接口，它的职责包括，实例化，有很多的实现类；

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原始的BeanFactory无法支持spring的许多插件，如AOP功能、Web应用等

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那么BeanFactroy是否有AOP的影子呢？

找到BeanFactroyAware接口看到很多关键字有proxy类似代理的接口

so 猜想是否跟AOP(面向切面，动态代理)有关

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然后点进去其中一个方法(AbstractAutoProxyCreator)，发现引入很多跟AOP相关的包

  1. import org.springframework.aop.Advisor;
  2. import org.springframework.aop.Pointcut;
  3. import org.springframework.aop.TargetSource;
  4. import org.springframework.aop.framework.AopInfrastructureBean;
  5. import org.springframework.aop.framework.ProxyFactory;
  6. import org.springframework.aop.framework.ProxyProcessorSupport;
  7. import org.springframework.aop.framework.adapter.AdvisorAdapterRegistry;
  8. import org.springframework.aop.framework.adapter.GlobalAdvisorAdapterRegistry;
  9. import org.springframework.aop.target.SingletonTargetSource;

往下看看这个类，做了什么？找几个方法出来；

看看类的注释

此类区分通用拦截器（由创建的所有代理共享）和特定拦截器：每个bean实例唯一。不需要任何通用拦截器。如果存在，则使用interceptorNames属性设置它们。
与{@link org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean}一样，使用当前工厂中的拦截器名称而不是bean引用来正确处理原型顾问程序和拦截器例如，以支持有状态的混合。{@link #set InterceptorNames interceptorNames}条目支持任何建议类型。 如果有大量的豆需要用类似的代理包装，即委托给相同的拦截器，则这种自动代理特别有用。 代替x个目标bean的x个重复代理定义，您可以在bean工厂注册一个这样的后处理器，以达到相同的效果

  1. public abstract class AbstractAutoProxyCreator extends ProxyProcessorSupport
  2. implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor, BeanFactoryAware {
  3. /**
  4. *设置公共拦截器。这些必须是当前工厂中的bean名称
  5. */
  6. public void setInterceptorNames(String... interceptorNames) {
  7. this.interceptorNames = interceptorNames;
  8. }
  9. /**
  10. 为给定的bean创建一个AOP代理
  11. */
  12. protected Object createProxy(Class<?> beanClass, @Nullable String beanName,
  13. @Nullable Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {
  14.  
  15. if (this.beanFactory instanceof ConfigurableListableBeanFactory) {
  16. AutoProxyUtils.exposeTargetClass((ConfigurableListableBeanFactory) this.beanFactory, beanName, beanClass);
  17. }
  18. ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
  19. proxyFactory.copyFrom(this);
  20.  
  21. if (!proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
  22. if (shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {
  23. proxyFactory.setProxyTargetClass(true);
  24. }
  25. else {
  26. evaluateProxyInterfaces(beanClass, proxyFactory);
  27. }
  28. }
  29. Advisor[] advisors = buildAdvisors(beanName, specificInterceptors);
  30. proxyFactory.addAdvisors(advisors);
  31. proxyFactory.setTargetSource(targetSource);
  32. customizeProxyFactory(proxyFactory);
  33. proxyFactory.setFrozen(this.freezeProxy);
  34.  
  35. if (advisorsPreFiltered()) {
  36. proxyFactory.setPreFiltered(true);
  37. }
  38. return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());
  39. }
  40.  
  41. }

AbstractAutoProxyCreator类关系UML图

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说明AOP横切在Bean的生命周期中

AOP

Spring 通过 AbstractAutoProxyCreator 来创建 AOP 代理，AbstractAutoProxyCreator 是一个抽象类，它实现了 BeanPostProcessor 接口，用于在 bean 初始化完成之后创建它的代理(从上面IOC容器创建Bean过程中有点体现)；

在AbstractAutoProxyCreator类关系UML图中找到一个特殊的接口—>BeanPostProcessor

划重点：

  • 与工厂挂钩，允许自定义修改新bean实例，如检查标记接口或使用代理包装bean
  • 普通的{@code BeanFactory}允许以编程方式注册后处理器，并将其应用于通过bean工厂创建的所有bean中；跟上面的AOP横切BeanFactroy联系上了；
  1. /**
  2. 工厂挂钩，允许自定义修改新bean实例-例如，检查标记接口或使用代理包装bean。 <p>通常，通过标记接口*或类似对象填充bean的后处理器将实现{@link #postProcessBeforeInitialization}，而使用代理包装bean的后处理器通常将实现{@link #postProcessAfterInitialization}。 <h3>注册</h3> <p> {@ code ApplicationContext}可以在其bean定义中自动检测{@code BeanPostProcessor} bean，并将这些后处理器应用于随后创建的任何bean。普通的{@code BeanFactory}允许以编程方式注册后处理器，并将其应用于通过bean工厂创建的所有bean
  3. */
  4. public interface BeanPostProcessor {
  5.  
  6. /**
  7. 在任何bean 初始化回调（如InitializingBean的{@code afterPropertiesSet} 或自定义的init-method）之前，将此{@code BeanPostProcessor}应用于给定的新bean实例<i> </ i>。该bean将已经用属性值填充。 返回的bean实例也可能是原始实例的包装;
  8. */
  9. @Nullable
  10. default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  11. return bean;
  12. }
  13.  
  14. /**
  15. 在任何bean 初始化回调（例如InitializingBean的{@code afterPropertiesSet} 或自定义的初始化方法）之后，将此{@code BeanPostProcessor}应用于给定的新bean实例。该bean将已经用属性值填充。 返回的bean实例可能是原始实例的包装。 对于FactoryBean，将为FactoryBean 实例和由FactoryBean创建的对象（从Spring 2.0开始）调用此回调。后处理器可以通过相应的{@code bean instanceof FactoryBean}检查来决定是应用到FactoryBean还是创建的对象，还是两者都应用。
  16. */
  17. @Nullable
  18. default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  19. return bean;
  20. }
  21.  
  22. }

在来看这张图(IOC容器工作过程) BeanPostProcessor就是AOP切入的位置，处在对象的生命周期中；

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BeanFactoryPostProcessor(初始化Bean,如上图)

  1. public interface BeanFactoryPostProcessor {
  2. /**
  3. 在标准初始化之后，修改应用程序上下文的内部bean工厂。所有bean定义都将被加载，但是还没有实例化bean *。这甚至可以覆盖或添加*属性，甚至可以用于初始化bean。
  4. */
  5. void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;}

另外提点东西(来自面试) BeanFactory 简介以及它 和FactoryBean的区别(阿里面试)

 

FactoryBean接口是什么？

看看官方注释：

在BeanFactory中的对象实现的接口，这些对象本身是个单个对象的工厂，如果这些对象实现FactoryBean接口，它将用作对象公开的工厂，而不是直接将自身公开；

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好像还是有点蒙吧看看其他解释

FactoryBean是个Bean。在Spring中，所有的Bean都是由BeanFactory(也就是IOC容器)来进行管理的。但对FactoryBean而言，这个Bean不是简单的Bean，而是一个能生产或者修饰对象生成的工厂Bean,它的实现与设计模式中的工厂模式和修饰器模式类似
FactoryBean接口用的是Class<?> getObjectType();可以理解为高级定制Bean；

看FactoryBean接口抽象类(AbstractFactoryBean)

  1. public abstract class AbstractFactoryBean<T>
  2. implements FactoryBean<T>, BeanClassLoaderAware, BeanFactoryAware, InitializingBean, DisposableBean {
  3. /** Logger available to subclasses. */
  4. protected final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
  5. private boolean singleton = true;
  6. @Nullable
  7. private ClassLoader beanClassLoader = ClassUtils.getDefaultClassLoader();
  8. @Nullable
  9. private BeanFactory beanFactory;
  10. private boolean initialized = false;
  11. @Nullable
  12. private T singletonInstance;
  13. @Nullable
  14. private T earlySingletonInstance;
  15.  
  16. /**
  17. 设置是否应该创建一个单例，或者在每个请求上创建一个新对象*否则。默认值为{@code true}（单例）。
  18. */
  19. public void setSingleton(boolean singleton) {
  20. this.singleton = singleton;
  21. }
  22. @Override
  23. public boolean isSingleton() {
  24. return this.singleton;
  25. }
  26. @Override
  27. public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {
  28. this.beanClassLoader = classLoader;
  29. }
  30. @Override
  31. public void setBeanFactory(@Nullable BeanFactory beanFactory) {
  32. this.beanFactory = beanFactory;
  33. }
  34. /**
  35. 返回运行该bean的BeanFactory
  36. */
  37. @Nullable
  38. protected BeanFactory getBeanFactory() {
  39. return this.beanFactory;
  40. }
  41.  
  42. /**
  43. 从运行该bean的BeanFactory获取一个bean类型转换器
  44. */
  45. protected TypeConverter getBeanTypeConverter() {
  46. BeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
  47. if (beanFactory instanceof ConfigurableBeanFactory) {
  48. return ((ConfigurableBeanFactory) beanFactory).getTypeConverter();
  49. }
  50. else {
  51. return new SimpleTypeConverter();
  52. }
  53. }
  54. /**
  55. 公开单例实例（用于通过“早期单例”代理访问）。返回此FactoryBean持有的单例实例
  56. */
  57. @Nullable
  58. private T getSingletonInstance() throws IllegalStateException {
  59. Assert.state(this.initialized, "Singleton instance not initialized yet");
  60. return this.singletonInstance;
  61. }
  62. }

看完FactoryBean接口抽象类(AbstractFactoryBean)基本的代码后，发现什么？

FactoryBean基于BeanFactory，FactoryBean是一个能生产或者修饰对象生成的工厂Bean；

FactoryBean中定义了一个Spring Bean的很重要的三个特性：是否单例、Bean类型、Bean实例

ApplicationContext接口,

由BeanFactory接口派生而来

看到ApplicationContext接口

提供应用程序配置的*接口。在应用程序运行时为只读，但如果实现支持，则可以重新加载。
ApplicationContext提供：

  • 用于访问应用程序组件的Bean工厂方法。继承自{@link org.springframework.beans.factory.ListableBeanFactory}。
  • 以通用方式加载文件资源的能力。继承自{@link org.springframework.core.io.ResourceLoader}接口。
  • 将事件发布到注册的侦听器的能力。继承自{@link ApplicationEventPublisher}接口。
  • 解决消息的能力，支持国际化。继承自{@link MessageSource}接口。
  • 从父上下文继承。在后代上下文中的定义将始终优先。例如，这意味着整个Web应用程序都可以使用单个父上下文，而每个servlet都有自己的子上下文，而该子上下文独立于任何其他servlet的子上下文。
  • 除了标准的{@link org.springframework.beans.factory.BeanFactory}生命周期功能之外，ApplicationContext实现还检测并调用{@link ApplicationContextAware} Bean以及{@link ResourceLoaderAware }，{@link ApplicationEventPublisherAware}和{@link MessageSourceAware} bean。
  1. public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
  2. MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
  3.  
  4. /**
  5. 返回此应用程序上下文的唯一ID
  6. */
  7. @Nullable
  8. String getId();
  9.  
  10. /**
  11. 返回此上下文所属的已部署应用程序的名称
  12. */
  13. String getApplicationName();
  14.  
  15. /**
  16. 返回此上下文的显示名称
  17. */
  18. String getDisplayName();
  19.  
  20. /**
  21. 返回首次加载此上下文时的时间戳
  22. */
  23. long getStartupDate();
  24.  
  25. /**
  26. 返回父级上下文，如果没有父级，则返回{@code null}
  27. */
  28. @Nullable
  29. ApplicationContext getParent();
  30.  
  31. /**
  32. 针对此上下文公开AutowireCapableBeanFactory功能。 * <p>应用程序代码通常不使用此功能，除非是为了*初始化存在于应用程序上下文之外的bean实例，*将Spring bean生命周期（全部或部分）应用于它们。 * <p>或者，通过{@link ConfigurableApplicationContext}接口公开的内部BeanFactory也提供对{{link AutowireCapableBeanFactory}接口的访问。本方法主要*用作ApplicationContext接口上的便捷特定工具。 * <p> <b>注意：从4.2开始，在关闭应用程序上下文之后，此方法将始终抛出IllegalStateException *。</ b>在当前的Spring Framework *版本中，只有可刷新的应用程序上下文才具有这种行为；从4.2开始，*所有应用程序上下文实现都将必须遵守。 * @为此上下文返回AutowireCapableBeanFactory *如果上下文不支持{@link AutowireCapableBeanFactory}接口，或者尚不具有支持自动连线功能的bean工厂，则抛出IllegalStateException（例如，如果{@code refresh（）}具有*从未调用过），或者上下文已经关闭* @see ConfigurableApplicationContext＃refresh（）* @see ConfigurableApplicationContext＃getBeanFactory（）* /
  33. */
  34. AutowireCapableBeanFactory getAutowireCapableBeanFactory() throws IllegalStateException;

ApplicationContext接口UML类图

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ApplicationContext有两个主要的实现类：ClassPathXmlApplicationContext：默认从类路径加载配置文件，还有FileSystemXmlApplicationContext：默认从文件系统中装载配置文件

WebApplicationContext

提供Web应用程序配置的界面。在应用程序运行时为只读，但是如果实现支持，则可以重新加载。此接口在通用ApplicationContext接口中添加了一个{@code getServletContext（）}方法，并定义了一个众所周知的应用程序属性名称，该名称必须在引导过程中绑定到根上下文。类似于通用应用程序上下文，Web应用程序上下文是分层的。 每个应用程序只有一个根上下文，而应用程序中的每个servlet（包括MVC框架中的调度程序servlet）都有自己的子上下文。除了标准的应用程序上下文生命周期功能外，WebApplicationContext实现还需要检测{@link ServletContextAware} bean，并相应地调用{@code setServletContext}方法

  1. public interface WebApplicationContext extends ApplicationContext {
  2.  
  3. /**
  4. Context属性，用于在成功启动时将根WebApplicationContext绑定到该属性。 * <p>注意：如果根上下文的启动失败，则此属性可以包含*异常或错误作为值。使用WebApplicationContextUtils方便*查找根WebApplicationContext。
  5. */
  6. String ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";
  7.  
  8. /**
  9. 请求范围的范围标识符：“ request”。 *除了标准范围“ singleton”和“ prototype”之外，还受支持。
  10. */
  11. String SCOPE_REQUEST = "request";
  12.  
  13. /**
  14. 会话范围的范围标识符：“session”。 *除了标准范围“ singleton”和“ prototype”之外，还受支持。
  15. */
  16. String SCOPE_SESSION = "session";
  17.  
  18. /**
  19. 全局Web应用程序范围的范围标识符：“application”。 *除了标准范围“ singleton”和“ prototype”之外，还受支持。
  20. */
  21. String SCOPE_APPLICATION = "application";
  22.  
  23. /**
  24. 工厂中ServletContext环境Bean的名称
  25. */
  26. String SERVLET_CONTEXT_BEAN_NAME = "servletContext";
  27.  
  28. /**
  29. 工厂中ServletContext init-params环境Bean的名称
  30. */
  31. String CONTEXT_PARAMETERS_BEAN_NAME = "contextParameters";
  32.  
  33. /**
  34. 工厂中ServletContext属性环境bean的名称
  35. */
  36. String CONTEXT_ATTRIBUTES_BEAN_NAME = "contextAttributes";
  37.  
  38. /**
  39. 返回此应用程序的标准Servlet API ServletContext
  40. */
  41. @Nullable
  42. ServletContext getServletContext();
  43. }

WebApplicationContext的UML类图(从图中可以发现WebApplicationContext扩展了ApplicationContext的功能，ApplicationContext扩展了BeanFactory的功能。)

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这几个接口间的区别

BeanFactory和ApplicationContext， WebApplicationContext初始化区别：BeanFactory在初始化容器时并没有实例化Bean，而是在第一次访问到目标Bean时才实例化该Bean；而ApplicationContext会在初始化上下文时实例化所有的单例的Bean。WebApplicationContext的初始化需要servletContext实例(getServletContext();)，即初始化需要拥有web容器，我们需要在web.xml中配置自启动的servlet或web容器监听器（servletContextListener）

Bean的作用域

在BeanFactory和ApplicationContext中的Bean的作用域有两种：
singleton和prototype，
在WebApplicationContext中的Bean的作用域有三种：request，session和globalSession。
singleton：在IOC容器中仅存在一个Bean实例，Bean以单例方式存在，外部引用都指向这个Bean
prototype：每次调用Bean都返回一个新实例
request：在同一个Http请求的Bean相同，每个Http请求创建一个新的Bean。
session：在Http请求对应同一个session时对应同一个Bean。
globalSession：一般的web应用中globalSession等价于session，只有在portlet web应用中才存在globalSession概念。

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