Spring底層核心原了解析

先來看看入門使用Spring的代碼：

ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();           

對于這三行代碼應該，大家都是比較熟悉，這是學習Spring的hello world。可是，這三行代碼底層都做了什麼，比如：

第一行代碼，會構造一個ClassPathXmlApplicationContext對象，ClassPathXmlApplicationContext該如何了解，調用該構造方法除開會執行個體化得到一個對象，還會做哪些事情？

第二行代碼，會調用ClassPathXmlApplicationContext的getBean方法，會得到一個UserService對象，getBean()是如何實作的？傳回的UserService對象和我們自己直接new的UserService對象有差別嗎？

第三行代碼，就是簡單的調用UserService的test()方法，不難了解。

隻看這三行代碼，其實并不能展現出來Spring的強大之處，也不能了解為什麼需要ClassPathXmlApplicationContext和getBean()方法，随着課程的深入将會改變你此時的觀念，而對于上面的這些疑問，也會随着課程深入逐漸得到解決。對于這三行代碼，你現在可以認為：如果你要用Spring，你就得這麼寫。就像你要用Mybatis，你就得寫各種Mapper接口。 ​

但是用ClassPathXmlApplicationContext其實已經過時了，在新版的Spring MVC和Spring Boot的底層主要用的都是AnnotationConfigApplicationContext，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
//ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();
可以看到AnnotationConfigApplicationContext的用法和ClassPathXmlApplicationContext是非常類似的，隻不過需要傳入的是一個class，而不是一個xml檔案。           

而AppConfig.class和spring.xml一樣，表示Spring的配置，比如可以指定掃描路徑，可以直接定義Bean，比如： ​

spring.xml中的内容為：

<context:component-scan base-package="com.zhouyu"/>
<bean id="userService" class="com.zhouyu.service.UserService"/>           

AppConfig中的内容為：

@ComponentScan("com.zhouyu")
public class AppConfig {
  @Bean
  public UserService userService(){
  return new UserService();
  }
}           

是以spring.xml和AppConfig.class本質上是一樣的。 ​

目前，我們基本很少直接使用上面這種方式來用Spring，而是使用Spring MVC，或者SpringBoot，但是它們都是基于上面這種方式的，都需要在内部去建立一個ApplicationContext的，隻不過：

Spring MVC建立的是XmlWebApplicationContext，和ClassPathXmlApplicationContext類似，都是基于XML配置；

Spring Boot建立的是AnnotationConfigApplicationContext；

因為AnnotationConfigApplicationContext是比較重要的，并且AnnotationConfigApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext大部分底層都是共同的。

Spring中是如何建立一個對象？

其實不管是AnnotationConfigApplicationContext還是ClassPathXmlApplicationContext，目前，我們都可以簡單的将它們了解為就是用來建立Java對象的，比如調用getBean()就會去建立對象（此處不嚴謹，getBean可能也不會去建立對象，後續文章會講解）。 ​

在Java語言中，肯定是根據某個類來建立一個對象的。我們在看一下執行個體代碼：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();           

當我們調用context.getBean("userService")時，就會去建立一個對象，但是getBean方法内部怎麼知道"userService"對應的是UserService類呢？

是以，我們就可以分析出來，在調用AnnotationConfigApplicationContext的構造方法時，也就是第一行代碼，會去做一些事情：

解析AppConfig.class，得到掃描路徑；

周遊掃描路徑下的所有Java類，如果發現某個類上存在@Component、@Service等注解，那麼Spring就把這個類記錄下來，存在一個Map中，比如Map<String, Class>。（實際上，Spring源碼中确實存在類似的這麼一個Map，叫做BeanDefinitionMap，後續文章會講解）；

Spring會根據某個規則生成目前類對應的beanName，作為key存入Map，目前類作為value；

​這樣，但調用context.getBean("userService")時，就可以根據"userService"找到UserService類，進而就可以去建立對象了。 ​

Bean的建立過程

那麼Spring到底是如何來建立一個Bean的呢，這個就是Bean建立的生命周期，大緻過程如下：

利用該類的構造方法來執行個體化得到一個對象（但是如何一個類中有多個構造方法，Spring則會進行選擇，這個叫做推斷構造方法）

得到一個對象後，Spring會判斷該對象中是否存在被@Autowired注解了的屬性，把這些屬性找出來并由Spring進行指派（依賴注入）

依賴注入後，Spring會判斷該對象是否實作了BeanNameAware接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware接口，如果實作了，就表示目前對象必須實作該接口中所定義的setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法，那Spring就會調用這些方法并傳入相應的參數（Aware回調）

Aware回調後，Spring會判斷該對象中是否存在某個方法被@PostConstruct注解了，如果存在，Spring會調用目前對象的此方法（初始化前）

緊接着，Spring會判斷該對象是否實作了InitializingBean接口，如果實作了，就表示目前對象必須實作該接口中的afterPropertiesSet()方法，那Spring就會調用目前對象中的afterPropertiesSet()方法（初始化）

最後，Spring會判斷目前對象需不需要進行AOP，如果不需要那麼Bean就建立完了，如果需要進行AOP，則會進行動态代理并生成一個代理對象做為Bean（初始化後）

​通過最後一步，我們可以發現，當Spring根據UserService類來建立一個Bean時：

如果不用進行AOP，那麼Bean就是UserService類的構造方法所得到的對象。

如果需要進行AOP，那麼Bean就是UserService的代理類所執行個體化得到的對象，而不是UserService本身所得到的對象。

​Bean對象建立出來後：

如果目前Bean是單例Bean，那麼會把該Bean對象存入一個Map<String, Object>，Map的key為beanName，value為Bean對象。這樣下次getBean時就可以直接從Map中拿到對應的Bean對象了。（實際上，在Spring源碼中，這個Map就是單例池）

如果目前Bean是原型Bean，那麼後續沒有其他動作，不會存入一個Map，下次getBean時會再次執行上述建立過程，得到一個新的Bean對象。

推斷構造方法

Spring在基于某個類生成Bean的過程中，需要利用該類的構造方法來執行個體化得到一個對象，但是如果一個類存在多個構造方法，Spring會使用哪個呢？ ​

Spring的判斷邏輯如下：

如果一個類隻存在一個構造方法，不管該構造方法是無參構造方法，還是有參構造方法，Spring都會用這個構造方法

如果一個類存在多個構造方法

這些構造方法中，存在一個無參的構造方法，那麼Spring就會用這個無參的構造方法；

這些構造方法中，不存在一個無參的構造方法，那麼Spring就會報錯；

​Spring的設計思想是這樣的：

如果一個類隻有一個構造方法，那麼沒得選擇，隻能用這個構造方法

如果一個類存在多個構造方法，Spring不知道如何選擇，就會看是否有無參的構造方法，因為無參構造方法本身表示了一種預設的意義

不過如果某個構造方法上加了@Autowired注解，那就表示程式員告訴Spring就用這個加了注解的方法，那Spring就會用這個加了@Autowired注解構造方法了

需要重視的是，如果Spring選擇了一個有參的構造方法，Spring在調用這個有參構造方法時，需要傳入參數，那這個參數是怎麼來的呢？ ​

Spring會根據入參的類型和入參的名字去Spring中找Bean對象（以單例Bean為例，Spring會從單例池那個Map中去找）：

先根據入參類型找，如果隻找到一個，那就直接用來作為入參；

如果根據類型找到多個，則再根據入參名字來确定唯一一個；

最終如果沒有找到，則會報錯，無法建立目前Bean對象；

确定用哪個構造方法，确定入參的Bean對象，這個過程就叫做推斷構造方法。

AOP大緻流程

AOP就是進行動态代理，在建立一個Bean的過程中，Spring在最後一步會去判斷目前正在建立的這個Bean是不是需要進行AOP，如果需要則會進行動态代理。 ​

如何判斷目前Bean對象需不需要進行AOP:

找出所有的切面Bean

周遊切面中的每個方法，看是否寫了@Before、@After等注解

如果寫了，則判斷所對應的Pointcut是否和目前Bean對象的類是否比對

如果比對則表示目前Bean對象有比對的的Pointcut，表示需要進行AOP

利用cglib進行AOP的大緻流程：

生成代理類UserServiceProxy，代理類繼承UserService

代理類中重寫了父類的方法，比如UserService中的test()方法

代理類中還會有一個target屬性，該屬性的值為被代理對象（也就是通過UserService類推斷構造方法執行個體化出來的對象，進行了依賴注入、初始化等步驟的對象）

代理類中的test()方法被執行時的邏輯如下：

執行切面邏輯（@Before）

調用target.test()

​當我們從Spring容器得到UserService的Bean對象時，拿到的就是UserServiceProxy所生成的對象，也就是代理對象。 ​

UserService代理對象.test()--->執行切面邏輯--->target.test()，注意target對象不是代理對象，而是被代理對象。 ​

Spring事務

當我們在某個方法上加了@Transactional注解後，就表示該方法在調用時會開啟Spring事務，而這個方法所在的類所對應的Bean對象會是該類的代理對象。 ​

Spring事務的代理對象執行某個方法時的步驟：

判斷目前執行的方法是否存在@Transactional注解；

如果存在，則利用事務管理器（TransactionMananger）建立一個資料庫連接配接；

修改資料庫連接配接的autocommit為false；

執行target.test()，執行程式員所寫的業務邏輯代碼，也就是執行sql；

執行完了之後如果沒有出現異常，則送出，否則復原；​

Spring事務是否會失效的判斷标準：

某個加了@Transactional注解的方法被調用時，要判斷到底是不是直接被代理對象調用的，如果是則事務會生效，如果不是則失效。