天天看點

java-架構-spring概述

設計理念對對我們以後的軟體設計有何啟示?本文将詳細解答這些問題。

Spring的骨骼架構

Spring總共有十幾個元件,但是真正核心的元件隻有幾個,下面是Spring架構的總體架構圖:

java-架構-spring概述

圖1.Spring架構的總體架構圖

Spring的設計理念

前面介紹了Spring的三個核心元件,如果再在它們三個中選出核心的話,那就非Beans元件莫屬了,為何這樣說,其實Spring就是面向Bean的程式設計(BOP,Bean Oriented Programming),Bean在Spring 中才是真正的主角。

Bean在Spring中作用就像Object對OOP的意義一樣,沒有對象的概念就像沒有面向對象程式設計,Spring中沒有Bean也就沒有Spring存在的意義。就像一次演出舞台都準備好了但是卻沒有演員一樣。為什 麼要Bean這種角色Bean或者為何在Spring如此重要,這由Spring架構的設計目标決定,Spring為何如此流行,我們用Spring的原因是什麼,想想你會發現原來Spring解決了一個非常關鍵的問題他可以讓 你把對象之間的依賴關系轉而用配置檔案來管理,也就是他的依賴注入機制。而這個注入關系在一個叫Ioc容器中管理,那Ioc容器中有又是什麼就是被Bean包裹的對象。Spring正是通過把對象包裝在

Bean中而達到對這些對象管理以及一些列額外操作的目的。

它這種設計政策完全類似于Java實作OOP的設計理念,當然了Java本身的設計要比Spring複雜太多太多,但是都是建構一個資料結構,然後根據這個資料結構設計他的生存環境,并讓它在這個環境中 按照一定的規律在不停的運動,在它們的不停運動中設計一系列與環境或者與其他個體完成資訊交換。這樣想來回過頭想想我們用到的其他架構都是大慨類似的設計理念。

核心元件如何協同工作

前面說Bean是Spring中關鍵因素,那Context和Core又有何作用呢?前面吧Bean比作一場演出中的演員的話,那Context就是這場演出的舞台背景,而Core應該就是演出的道具了。隻有他們在一起才能 具備能演出一場好戲的最基本的條件。當然有最基本的條件還不能使這場演出脫穎而出,還要他表演的節目足夠的精彩,這些節目就是Spring能提供的特色功能了。

我們知道Bean包裝的是Object,而Object必然有資料,如何給這些資料提供生存環境就是Context要解決的問題,對Context來說他就是要發現每個Bean之間的關系,為它們建立這種關系并且要維護好 這種關系。是以Context就是一個Bean關系的集合,這個關系集合又叫Ioc容器,一旦建立起這個Ioc容器後Spring就可以為你工作了。那Core元件又有什麼用武之地呢?其實Core就是發現、建立和維護每 個Bean之間的關系所需要的一些列的工具,從這個角度看來,Core這個元件叫Util更能讓你了解。

它們之間可以用下圖來表示:

java-架構-spring概述

圖2.三個元件關系

核心元件詳解

這裡将詳細介紹每個元件内部類的層次關系,以及它們在運作時的時序順序。我們在使用Spring是應該注意的地方。

Bean元件

前面已經說明了Bean元件對Spring的重要性,下面看看Bean這個元件式怎麼設計的。Bean元件在Spring的org.springframework.beans包下。這個包下的所有類主要解決了三件事:Bean的定義、Bean 的建立以及對Bean的解析。對Spring的使用者來說唯一需要關心的就是Bean的建立,其他兩個由Spring在内部幫你完成了,對你來說是透明的。

SpringBean的建立時典型的工廠模式,他的頂級接口是BeanFactory,下圖是這個工廠的繼承層次關系:

java-架構-spring概述

圖4.Bean工廠的繼承關系

BeanFactory有三個子類:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory和Autowire Capable Bean Factory。但是從上圖中我們可以發現最終的預設實作類是DefaultListableBeanFactory,他實 現了所有的接口。那為何要定義這麼多層次的接口呢?查閱這些接口的源碼和說明發現,每個接口都有他使用的場合,它主要是為了區分在Spring内部在操作過程中對象的傳遞和轉化過程中,對對象的 資料通路所做的限制。例如ListableBeanFactory接口表示這些Bean是可清單的,而HierarchicalBeanFactory表示的是這些Bean是有繼承關系的,也就是每個Bean有可能有父Bean。

AutowireCapableBeanFactory接口定義Bean的自動裝配規則。這四個接口共同定義了Bean的集合、Bean之間的關系、以及Bean行為。

Bean的定義主要有BeanDefinition描述,如下圖說明了這些類的層次關系:

java-架構-spring概述

圖5.Bean定義的類層次關系圖

Bean的定義就是完整的描述了在Spring的配置檔案中你定義的節點中所有的資訊,包括各種子節點。當Spring成功解析你定義的一個節點後,在Spring的内部他就被轉化 成BeanDefinition對象。以後所有的操作都是對這個對象完成的。

Bean的解析過程非常複雜,功能被分的很細,因為這裡需要被擴充的地方很多,必須保證有足夠的靈活性,以應對可能的變化。Bean的解析主要就是對Spring配置檔案的解析。這個解析過程主要通過 下圖中的類完成:

java-架構-spring概述

圖6.Bean的解析類

當然還有具體對tag的解析這裡并沒有列出。

Context元件

Context在Spring的org.springframework.context包下,前面已經講解了Context元件在Spring中的作用,他實際上就是給Spring提供一個運作時的環境,用以儲存各個對象的狀态。下面看一下這個 環境是如何建構的。

ApplicationContext是Context的頂級父類,他除了能辨別一個應用環境的基本資訊外,他還繼承了五個接口,這五個接口主要是擴充了Context的功能。下面是Context的類結構圖:

java-架構-spring概述

圖7.Context相關的類結構圖

從上圖中可以看出ApplicationContext繼承了BeanFactory,這也說明了Spring容器中運作的主體對象是Bean,另外ApplicationContext繼承了ResourceLoader接口,使得ApplicationContext可以訪 問到任何外部資源,這将在Core中詳細說明。

ApplicationContext的子類主要包含兩個方面:

ConfigurableApplicationContext表示該Context是可修改的,也就是在建構Context中使用者可以動态添加或修改已有的配置資訊,它下面又有多個子類,其中最經常使用的是可更新的Context,即 AbstractRefreshableApplicationContext類。

WebApplicationContext顧名思義,就是為web準備的Context他可以直接通路到ServletContext,通常情況下,這個接口使用的少。

再往下分就是按照建構Context的檔案類型,接着就是通路Context的方式。這樣一級一級構成了完整的Context等級層次。

總體來說ApplicationContext必須要完成以下幾件事:

◆辨別一個應用環境

◆利用BeanFactory建立Bean對象

◆儲存對象關系表

◆能夠捕獲各種事件

Context作為Spring的Ioc容器,基本上整合了Spring的大部分功能,或者說是大部分功能的基礎。

Core元件

Core元件作為Spring的核心元件,他其中包含了很多的關鍵類,其中一個重要組成部分就是定義了資源的通路方式。這種把所有資源都抽象成一個接口的方式很值得在以後的設計中拿來學習。下面就 重要看一下這個部分在Spring的作用。

下圖是Resource相關的類結構圖:

java-架構-spring概述

圖8.Resource相關的類結構圖

從上圖可以看出Resource接口封裝了各種可能的資源類型,也就是對使用者來說屏蔽了檔案類型的不同。對資源的提供者來說,如何把資源包裝起來交給其他人用這也是一個問題,我們看到Resource 接口繼承了InputStreamSource接口,這個接口中有個getInputStream方法,傳回的是InputStream類。這樣所有的資源都被可以通過InputStream這個類來擷取,是以也屏蔽了資源的提供者。另外還有一 個問題就是加載資源的問題,也就是資源的加載者要統一,從上圖中可以看出這個任務是由ResourceLoader接口完成,他屏蔽了所有的資源加載者的差異,隻需要實作這個接口就可以加載所有的資源,

他的預設實作是DefaultResourceLoader。

下面看一下Context和Resource是如何建立關系的?首先看一下他們的類關系圖:

java-架構-spring概述

圖9.Context和Resource的類關系圖

從上圖可以看出,Context是把資源的加載、解析和描述工作委托給了ResourcePatternResolver類來完成,他相當于一個接頭人,他把資源的加載、解析和資源的定義整合在一起便于其他元件使用。 Core元件中還有很多類似的方式。

Ioc容器如何工作

前面介紹了Core元件、Bean元件和Context元件的結構與互相關系,下面這裡從使用者角度看一下他們是如何運作的,以及我們如何讓Spring完成各種功能,Spring到底能有那些功能,這些功能是如 何得來的,下面介紹。

如何建立BeanFactory工廠

正如圖2描述的那樣,Ioc容器實際上就是Context元件結合其他兩個元件共同建構了一個Bean關系網,如何建構這個關系網?建構的入口就在AbstractApplicationContext類的refresh方法中。這個方 法的代碼如下:

清單1.AbstractApplicationContext.refresh

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {  

    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {  

        // Prepare this context for refreshing.  

        prepareRefresh();  

        // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.  

        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();  

        // Prepare the bean factory for use in this context.  

        prepareBeanFactory(beanFactory);  

        try {  

            // Allows post- processing of the bean factory in context subclasses.  

            postProcessBeanFactory(beanFactory);  

            // Invoke factory processors registered as beans in& nbsp;the context.  

            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);  

            // Register bean processors that intercept bean crea tion.  

            registerBeanPostProcessors (beanFactory);  

            // Initialize message source for this context.  

            initMessageSource();  

            // Initialize event multicaster for this context.  

            initApplicationEventMulticaster();  

            // Initialize other special beans in specific contex t subclasses.  

            onRefresh();  

            // Check for listener beans and register them.  

            registerListeners();  

            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.  

            finishBeanFactoryInitialization (beanFactory);  

            // Last step: publish corresponding event.  

            finishRefresh();  

        }  

        catch (BeansException ex) {  

            // Destroy already created singletons to avoid dangl ing resources.  

            destroyBeans();  

            // Reset 'active' flag.  

            cancelRefresh(ex);  

            // Propagate exception to caller.  

            throw ex;  

    }  

}  

這個方法就是建構整個Ioc容器過程的完整的代碼,了解了裡面的每一行代碼基本上就了解大部分Spring的原理和功能了。

這段代碼主要包含這樣幾個步驟:

◆建構BeanFactory,以便于産生所需的“演員”

◆注冊可能感興趣的事件

◆建立Bean執行個體對象

◆觸發被監聽的事件

下面就結合代碼分析這幾個過程。

第二三句就是在建立和配置BeanFactory。這裡是refresh也就是重新整理配置,前面介紹了Context有可更新的子類,這裡正是實作這個功能,當BeanFactory已存在是就更新,如果沒有就新建立。下面是 更新BeanFactory的方法代碼:

清單2. AbstractRefreshableApplicationContext. refreshBeanFactory

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {  

    if (hasBeanFactory()) {  

        destroyBeans();  

        closeBeanFactory();  

    try {  

        DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();  

        beanFactory.setSerializationId(getId());  

        customizeBeanFactory(beanFactory);  

        loadBeanDefinitions(beanFactory);  

        synchronized (this.beanFactoryMonitor) {  

            this.beanFactory = beanFactory;  

    catch (IOException ex) {  

        throw new ApplicationContextException(  

                       "I/O error& nbsp;parsing bean definition source for "  

                       + getDisplayName (), ex);  

}  

這個方法實作了AbstractApplicationContext的抽象方法refreshBeanFactory,這段代碼清楚的說明了BeanFactory的建立過程。注意BeanFactory對象的類型的變化,前 面介紹了他有很多子類,在什麼情況下使用不同的子類這非常關鍵。BeanFactory的原始對象是DefaultListableBeanFactory,這個非常關鍵,因為他設計到後面對這個對象的多種操作,下面看一下這個 類的繼承層次類圖:

java-架構-spring概述

圖10.DefaultListableBeanFactory類繼承關系圖

從這個圖中發現除了BeanFactory相關的類外,還發現了與Bean的register相關。這在refreshBeanFactory方法中有一行loadBeanDefinitions(beanFactory)将找到答案,這個方法将開始加載、解析 Bean的定義,也就是把使用者定義的資料結構轉化為Ioc容器中的特定資料結構。

這個過程可以用下面時序圖解釋:

java-架構-spring概述

圖11.建立BeanFactory時序圖

Bean的解析和登記流程時序圖如下:

java-架構-spring概述

圖12.解析和登記Bean對象時序圖

建立好BeanFactory後,接下去添加一些Spring本身需要的一些工具類,這個操作在AbstractApplicationContext的prepareBeanFactory方法完成。

AbstractApplicationContext中接下來的三行代碼對Spring的功能擴充性起了至關重要的作用。前兩行主要是讓你現在可以對已經建構的BeanFactory的配置做修改,後面一行就是讓你可以對以後再 建立Bean的執行個體對象時添加一些自定義的操作。是以他們都是擴充了Spring的功能,是以我們要學習使用Spring必須對這一部分搞清楚。

其中在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中主要是擷取實作BeanFactoryPostProcessor接口的子類。并執行它的postProcessBeanFactory方法,這個方法的聲明如下:

清單3.BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory

void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)  

    throws BeansException;  

它的參數是beanFactory,說明可以對beanFactory做修改,這裡注意這個beanFactory是ConfigurableListableBeanFactory類型的,這也印證了前面介紹的不同BeanFactory所使用的場合不同,這裡 隻能是可配置的BeanFactory,防止一些資料被使用者随意修改。

registerBeanPostProcessors方法也是可以擷取使用者定義的實作了BeanPostProcessor接口的子類,并執行把它們注冊到BeanFactory對象中的beanPostProcessors變量中。BeanPostProcessor中聲明 了兩個方法:postProcessBeforeInitialization、postProcessAfterInitialization分别用于在Bean對象初始化時執行。可以執行使用者自定義的操作。

後面的幾行代碼是初始化監聽事件和對系統的其他監聽者的注冊,監聽者必須是ApplicationListener的子類。

如何建立Bean執行個體并建構Bean的關系網

下面就是Bean的執行個體化代碼,是從finishBeanFactoryInitialization方法開始的。

清單4.AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization

protected void finishBeanFactoryInitialization(  

        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {  

    // Stop using the temporary ClassLoader for type matching.  

    beanFactory.setTempClassLoader(null);  

    // Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes .  

    beanFactory.freezeConfiguration();  

    // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.  

    beanFactory.preInstantiateSingletons();  

從上面代碼中可以發現Bean的執行個體化是在BeanFactory中發生的。preInstantiateSingletons方法的代碼如下:

清單5.DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {  

    if (this.logger.isInfoEnabled()) {  

        this.logger.info("Pre- instantiating singletons in " + this);  

    }  

    synchronized (this.beanDefinitionMap) {  

        for  (String beanName : this.beanDefinitionNames) {  

            RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);  

            if (!bd.isAbstract()  && bd.isSingleton()  

                && !bd.isLazyInit()) {  

                if  (isFactoryBean(beanName)) {  

                    final FactoryBean factory =  

                        (FactoryBean)  getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX+ beanName);  

                    boolean isEagerInit;  

                    if (System.getSecurityManager()  != null  

                        &&  ;factory instanceof SmartFactoryBean) {  

                        isEagerInit = AccessController.doPrivileged(  

                          &nb sp; new PrivilegedAction<Boolean>() {  

                          &nb sp; public Boolean run() {  

 return ((SmartFactoryBean)  factory).isEagerInit();  

                          &nb sp; }  

                        }, getAcce ssControlContext());  

                    }  

                    else {  

                        isEagerInit = factory instanceof SmartFactoryBean  

                          &nb sp; && ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit();  

                    if (isEagerInit) {  

                        getBean (beanName);  

                }  

                else {  

                    getBean(beanName);  

            }  

這裡出現了一個非常重要的Bean——FactoryBean,可以說Spring一大半的擴充的功能都與這個Bean有關,這是個特殊的Bean他是個工廠Bean,可以産生Bean的Bean,這裡的産生Bean是指 Bean的執行個體,如果一個類繼承FactoryBean使用者可以自己定義産生執行個體對象的方法隻要實作他的getObject方法。然而在Spring内部這個Bean的執行個體對象是FactoryBean,通過調用這個對象的getObject方 法就能擷取使用者自定義産生的對象,進而為Spring提供了很好的擴充性。Spring擷取FactoryBean本身的對象是在前面加上&來完成的。

如何建立Bean的執行個體對象以及如何建構Bean執行個體對象之間的關聯關系式Spring中的一個核心關鍵,下面是這個過程的流程圖。

java-架構-spring概述

圖13.Bean執行個體建立流程圖

如果是普通的Bean就直接建立他的執行個體,是通過調用getBean方法。下面是建立Bean執行個體的時序圖:

java-架構-spring概述

圖14.Bean執行個體建立時序圖

還有一個非常重要的部分就是建立Bean對象執行個體之間的關系,這也是Spring架構的核心競争力,何時、如何建立他們之間的關系請看下面的時序圖:

java-架構-spring概述

圖15.Bean對象關系建立

Ioc容器的擴充點

現在還有一個問題就是如何讓這些Bean對象有一定的擴充性,就是可以加入使用者的一些操作。那麼有哪些擴充點呢?Spring又是如何調用到這些擴充點的?

對Spring的Ioc容器來說,主要有這麼幾個。BeanFactoryPostProcessor,BeanPostProcessor。他們分别是在建構BeanFactory和建構Bean對象時調用。還有就是InitializingBean和DisposableBean 他們分别是在Bean執行個體建立和銷毀時被調用。使用者可以實作這些接口中定義的方法,Spring就會在适當的時候調用他們。還有一個是FactoryBean他是個特殊的Bean,這個Bean可以被使用者更多的控制。

這些擴充點通常也是我們使用Spring來完成我們特定任務的地方,如何精通Spring就看你有沒有掌握好Spring有哪些擴充點,并且如何使用他們,要知道如何使用他們就必須了解他們内在的機理。可 以用下面一個比喻來解釋。

我們把Ioc容器比作一個箱子,這個箱子裡有若幹個球的模子,可以用這些模子來造很多種不同的球,還有一個造這些球模的機器,這個機器可以産生球模。那麼他們的對應關系就是BeanFactory就是 那個造球模的機器,球模就是Bean,而球模造出來的球就是Bean的執行個體。那前面所說的幾個擴充點又在什麼地方呢?BeanFactoryPostProcessor對應到當造球模被造出來時,你将有機會可以對其做出設 當的修正,也就是他可以幫你修改球模。而InitializingBean和DisposableBean是在球模造球的開始和結束階段,你可以完成一些預備和掃尾工作。BeanPostProcessor就可以讓你對球模造出來的球做出

适當的修正。最後還有一個FactoryBean,它可是一個神奇的球模。這個球模不是預先就定型了,而是由你來給他确定它的形狀,既然你可以确定這個球模型的形狀,當然他造出來的球肯定就是你想要的 球了,這樣在這個箱子裡尼可以發現所有你想要的球

Ioc容器如何為我所用

前面的介紹了Spring容器的建構過程,那Spring能為我們做什麼,Spring的Ioc容器又能做什麼呢?我們使用Spring必須要首先建構Ioc容器,沒有它Spring無法工作,ApplicatonContext.xml就是Ioc 容器的預設配置檔案,Spring的所有特性功能都是基于這個Ioc容器工作的,比如後面要介紹的AOP。

Ioc它實際上就是為你建構了一個魔方,Spring為你搭好了骨骼架構,這個魔方到底能變出什麼好的東西出來,這必須要有你的參與。那我們怎麼參與?這就是前面說的要了解Spring中那有些擴充點 ,我們通過實作那些擴充點來改變Spring的通用行為。至于如何實作擴充點來得到我們想要的個性結果,Spring中有很多例子,其中AOP的實作就是Spring本身實作了其擴充點來達到了它想要的特性功能 ,可以拿來參考。

Spring中AOP特性詳解

動态代理的實作原理

要了解Spring的AOP就必須先了解的動态代理的原理,因為AOP就是基于動态代理實作的。動态代理還要從JDK本身說起。

在Jdk的java.lang.reflect包下有個Proxy類,它正是構造代理類的入口。這個類的結構入下:

java-架構-spring概述

圖16.Proxy類結構

從上圖發現最後面四個是公有方法。而最後一個方法newProxyInstance就是建立代理對象的方法。這個方法的源碼如下:

清單6.Proxy.newProxyInstance

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,  

    Class> [] interfaces,  

    InvocationHandler h)  

    throws IllegalArgumentException {  

        if (h == null) {  

        throw new NullPointerException();  

    Class cl = getProxyClass (loader, interfaces);  

    try {  

        Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);  

        return (Object) cons.newInstance(new Object[]  { h });  

    } catch (NoSuchMethodException e) {  

        throw new InternalError(e.toString());  

    } catch (IllegalAccessException e) {  

    } catch (InstantiationException e) {  

    } catch (InvocationTargetException e) {  

這個方法需要三個參數:ClassLoader,用于加載代理類的Loader類,通常這個Loader和被代理的類是同一個Loader類。Interfaces,是要被代理的那些那些接口。InvocationHandler,就是用于執行 除了被代理接口中方法之外的使用者自定義的操作,他也是使用者需要代理的最終目的。使用者調用目标方法都被代理到InvocationHandler類中定義的唯一方法invoke中。這在後面再詳解。

下面還是看看Proxy如何産生代理類的過程,他構造出來的代理類到底是什麼樣子?下面揭曉啦。

java-架構-spring概述

圖17.建立代理對象時序圖

其實從上圖中可以發現正在構造代理類的是在ProxyGenerator的generateProxyClass的方法中。ProxyGenerator類在sun.misc包下,感興趣的話可以看看他的源碼。

假如有這樣一個接口,如下:

清單7.SimpleProxy類

public interface SimpleProxy {  

    public void simpleMethod1();  

    public void simpleMethod2();  

代理來生成的類結構如下:

清單 8.$Proxy2類

public class $Proxy2 extends java.lang.reflect.Proxy implements SimpleProxy{  

    java.lang.reflect.Method m0;  

    java.lang.reflect.Method m1;  

    java.lang.reflect.Method m2;  

    java.lang.reflect.Method m3;  

    java.lang.reflect.Method m4;  

    int hashCode();  

    boolean equals(java.lang.Object);  

    java.lang.String toString();  

    void simpleMethod1();  

    void simpleMethod2();  

這個類中的方法裡面将會是調用InvocationHandler的invoke方法,而每個方法也将對應一個屬性變量,這個屬性變量m也将傳給invoke方法中的Method參數。整個代理就是這樣實作的。

SpringAOP如何實作

從前面代理的原理我們知道,代理的目的是調用目标方法時我們可以轉而執行InvocationHandler類的invoke方法,是以如何在InvocationHandler上做文章就是Spring實作Aop的關鍵所在。

Spring的Aop實作是遵守Aop聯盟的約定。同時Spring又擴充了它,增加了如Pointcut、Advisor等一些接口使得更加靈活。

下面是Jdk動态代理的類圖:

java-架構-spring概述

圖18.Jdk動态代理的類圖

上圖清楚的顯示了Spring引用了Aop Alliance定義的接口。姑且不讨論Spring如何擴充Aop Alliance,先看看Spring如何實作代理類的,要實作代理類在Spring的配置檔案中通常是這樣定一個Bean的 ,如下:

清單9.配置代理類Bean

<bean id="testBeanSingleton" 

    class=value> 

    property> 

    <property name="target"><"singleton"><value>truevalue>property> 

    <property name=<span class="" attribute-"="" style="margin: 0px; padding: 0px; border: none; color: black; background-color: inherit;">"interceptorNames"> 

        <list> 

            <value>testInterceptorvalue> 

            <value>testInterceptor2value> 

        list> 

bean> 

配置上看到要設定被代理的接口,和接口的實作類也就是目标類,以及攔截器也就在執行目标方法之前被調用,這裡Spring中定義的各種各樣的攔截器,可以選擇使用。

下面看看Spring如何完成了代理以及是如何調用攔截器的。

前面提到Spring Aop也是實作其自身的擴充點來完成這個特性的,從這個代理類可以看出它正是繼承了Factory Bean的ProxyFactoryBean,FactoryBean之是以特别就在它可以讓你自定義對象的建立 方法。當然代理對象要通過Proxy類來動态生成。

下面是Spring建立的代理對象的時序圖:

java-架構-spring概述

圖19.Spring代理對象的産生

Spring建立了代理對象後,當你調用目标對象上的方法時,将都會被代理到InvocationHandler類的invoke方法中執行,這在前面已經解釋。在這裡JdkDynamicAopProxy類實作了InvocationHandler接 口。

下面再看看Spring是如何調用攔截器的,下面是這個過程的時序圖:

java-架構-spring概述

圖20.Spring調用攔截器

以上所說的都是Jdk動态代理,Spring還支援一種CGLIB類代理,感興趣自己看吧。

Spring中設計模式分析

Spring中使用的設計模式也很多,比如工廠模式、單例模式、模版模式等,在《Webx架構的系統架構與設計模式》、《Tomcat的系統架構與模式設計分析》已經有介紹,這裡就不贅述了。這裡主要介 紹代理模式和政策模式。

代理模式

代理模式原理

代理模式就是給某一個對象建立一個代理對象,而由這個代理對象控制對原對象的引用,而建立這個代理對象就是可以在調用原對象是可以增加一些額外的操作。下面是代理模式的結構:

java-架構-spring概述

圖21.代理模式的結構

Subject:抽象主題,它是代理對象的真實對象要實作的接口,當然這可以是多個接口組成。

ProxySubject:代理類除了實作抽象主題定義的接口外,還必須持有所代理對象的引用

RealSubject:被代理的類,是目标對象。

Spring中如何實作代理模式

Spring Aop中Jdk動态代理就是利用代理模式技術實作的。在Spring中除了實作被代理對象的接口外,還會有org.springframework.aop.SpringProxy和org.springframework.aop.framework.Advised 兩個接口。Spring中使用代理模式的結構圖如下:

java-架構-spring概述

圖22.Spring中使用代理模式的結構圖

$Proxy就是建立的代理對象,而Subject是抽象主題,代理對象是通過InvocationHandler來持有對目标對象的引用的。

Spring中一個真實的代理對象結構如下:

清單10代理對象$Proxy4

public class $Proxy4 extends java.lang.reflect.Proxy implements  

    org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean  

        org.springframework.aop.SpringProxy  

        org.springframework.aop.framework.Advised  

{  

    java.lang.reflect.Method m16;  

    java.lang.reflect.Method m9;  

    java.lang.reflect.Method m25;  

    java.lang.reflect.Method m5;  

    java.lang.reflect.Method m23;  

    java.lang.reflect.Method m18;  

    java.lang.reflect.Method m26;  

    java.lang.reflect.Method m6;  

    java.lang.reflect.Method m28;  

    java.lang.reflect.Method m14;  

    java.lang.reflect.Method m12;  

    java.lang.reflect.Method m27;  

    java.lang.reflect.Method m11;  

    java.lang.reflect.Method m22;  

    java.lang.reflect.Method m8;  

    java.lang.reflect.Method m19;  

    java.lang.reflect.Method m7;  

    java.lang.reflect.Method m15;  

    java.lang.reflect.Method m20;  

    java.lang.reflect.Method m10;  

    java.lang.reflect.Method m17;  

    java.lang.reflect.Method m21;  

    java.lang.reflect.Method m0;  

    java.lang.reflect.Method m13;  

    java.lang.reflect.Method m24;  

    int indexOf(org.springframework.aop.Advisor);  

    int indexOf(org.aopalliance.aop.Advice);  

    void sayhello();  

    void doSomething();  

    void doSomething2();  

    java.lang.Class getProxiedInterfaces();  

    java.lang.Class getTargetClass();  

    boolean isProxyTargetClass();  

    org.springframework.aop.Advisor; getAdvisors();  

    void addAdvisor(int, org.springframework.aop.Advisor)  

               throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException;  

    void addAdvisor(org.springframework.aop.Advisor)  

    void setTargetSource(org.springframework.aop.TargetSource);  

    org.springframework.aop.TargetSource getTargetSource();  

    void setPreFiltered(boolean);  

    boolean isPreFiltered();  

    boolean isInterfaceProxied(java.lang.Class);  

    boolean removeAdvisor(org.springframework.aop.Advisor);  

    void removeAdvisor(int)throws org.springframework.aop.framework.AopConfigException;  

    boolean replaceAdvisor(org.springframework.aop.Advisor,  

               org.springframework.aop.Advisor)  

    void addAdvice(org.aopalliance.aop.Advice)  

    void addAdvice(int, org.aopalliance.aop.Advice)  

    boolean removeAdvice(org.aopalliance.aop.Advice);  

    java.lang.String toProxyConfigString();  

    boolean isFrozen();  

    void setExposeProxy(boolean);  

    boolean isExposeProxy();  

政策模式

政策模式原理

政策模式顧名思義就是做某事的政策,這在程式設計上通常是指完成某個操作可能有多種方法,這些方法各有千秋,可能有不同的适應的場合,然而這些操作方法都有可能用到。各一個操作方法都當作一 個實作政策,使用者可能根據需要選擇合适的政策。

下面是政策模式的結構:

java-架構-spring概述

圖23.政策模式的結構

Context:使用不同政策的環境,它可以根據自身的條件選擇不同的政策實作類來完成所要的操作。它持有一個政策執行個體的引用。建立具體政策對象的方法也可以由他完成。

◆Strategy:抽象政策,定義每個政策都要實作的政策方法

◆ConcreteStrategy:具體政策實作類,實作抽象政策中定義的政策方法

◆Spring中政策模式的實作

◆Spring中政策模式使用有多個地方,如Bean定義對象的建立以及代理對象的建立等。這裡主要看一下代理對象建立的政策模式的實作。

前面已經了解Spring的代理方式有兩個Jdk動态代理和CGLIB代理。這兩個代理方式的使用正是使用了政策模式。它的結構圖如下所示:

java-架構-spring概述

圖24.Spring中政策模式結構圖

在上面結構圖中與标準的政策模式結構稍微有點不同,這裡抽象政策是AopProxy接口,Cglib2AopProxy和JdkDynamicAopProxy分别代表兩種政策的實作方式,ProxyFactoryBean就是代表Context角色 ,它根據條件選擇使用Jdk代理方式還是CGLIB方式,而另外三個類主要是來負責建立具體政策對象,ProxyFactoryBean是通過依賴的方法來關聯具體政策對象的,它是通過調用政策對象的getProxy (ClassLoaderclassLoader)方法來完成操作。

總結

本文通過從Spring的幾個核心元件入手,試圖找出建構Spring架構的骨骼架構,進而分析Spring在設計的一些設計理念,是否從中找出一些好的設計思想,對我們以後程式設計能提供一些思路。接着 再詳細分析了Spring中是如何實作這些理念的,以及在設計模式上是如何使用的。

通過分析Spring給我一個很大的啟示就是其這套設計理念其實對我們有很強的借鑒意義,它通過抽象複雜多變的對象,進一步做規範,然後根據它定義的這套規範設計出一個容器,容器中建構它們的 複雜關系,其實作在有很多情況都可以用這種類似的處理方法。

雖然我很想把我對Spring的想法完全闡述清楚,但是所謂“書不盡言,言不盡意。”,有什麼不對或者不清楚的地方大家還是看看其源碼吧。

關于作者: