java -spring 图灵 03 各种核心组件

01.BeanDefinition

表示Bean定义，BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。比如：

class，表示Bean类型
scope，表示Bean作用域，单例或原型等
lazyInit：表示Bean是否是懒加载
initMethodName：表示Bean初始化时要执行的方法
destroyMethodName：表示Bean销毁时要执行的方法还有很多

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {

}

在Spring中，我们经常会通过以下几种方式来定义Bean：

1. <bean/>    在spring.xml文件中写这个bean标签
2. @Bean                             在配置类中写这个
3. @Component(@Service,@Controller)  直接在普通类上添加这种注解

这些，我们可以称之申明式定义Bean。

我们还可以编程式定义Bean，那就是直接通过BeanDefinition，比如：

这里直接注册创建的BeanDefinition到容器中：这里的user类没有加注解的

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
	
		AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
		// 生成一个BeanDefinition对象，并设置beanClass为User.class，并注册到ApplicationContext中
		AbstractBeanDefinition beanDefinition =BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
		
		beanDefinition.setBeanClass(User.class);
		
		context.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);
		
		System.out.println(context.getBean("user"));
		
}

我们还可以通过BeanDefinition设置一个Bean的其他属性

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域

beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法

beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载

和申明式事务、编程式事务类似，通过<bean/>，@Bean，@Component等申明式方式所定义的Bean，最终都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象，并放入Spring容器中。

02.BeanDefinitionReader

接下来，我们来介绍几种在Spring源码中所提供的BeanDefinition读取器（BeanDefinitionReader），这些BeanDefinitionReader在我们使用Spring时用得少，但在Spring源码中用得多，相当于Spring源码的基础设施。

一.AnnotatedBeanDefinitionReader
可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，比如


AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);
// 将User.class解析为BeanDefinition

annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);

System.out.println(context.getBean("user"));

二.XmlBeanDefinitionReader
可以解析<bean/>标签


AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);

int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");

System.out.println(context.getBean("user"));

03.ClassPathBeanDefinitionScanner
ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器，但是它的作用和BeanDefinitionReader类似，它可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描到的类上如果存在@Component注解，那么就会把这个类解析为一个BeanDefinition，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();//这里之所以没有AppConfig.class参数，是想要保证扫描器扫描的时候，容器空

context.refresh();//这是那个很著名的refresh方法

ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);//给容器配置

scanner.scan("com.zhouyu");

System.out.println(context.getBean("userService"));

04.AnnotationConfigApplicationContext

因为AnnotationConfigApplicationContext对象继承了GenericApplicationContext对象，所以要先调用GenericApplicationContext的构造方法。

public GenericApplicationContext() {
   this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}

也就是创建了一个beanFactory对象。DefaultListableBeanFactory是beanFactory的最终实现类，功能及其强大。

无参构造函数：并没有refresh方法

	public AnnotationConfigApplicationContext() {
		StartupStep createAnnotatedBeanDefReader = this.getApplicationStartup().start("spring.context.annotated-bean-reader.create");
		// 额外会创建StandardEnvironment
        // 在执行这个构造方法之前，会先执行父类的构造方法，会初始化一个beanFactory = new DefaultListableBeanFactory()
        //reader注册了
        // 生成并注册5个BeanDefinition
	   // 1.ConfigurationClassPostProcessor
	   // 2.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
	   // 3.CommonAnnotationBeanPostProcessor
	   // 4.EventListenerMethodProcessor
	   // 5.DefaultEventListenerFactory

		this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
		createAnnotatedBeanDefReader.end();
		this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
	}

有参构造函数：

	public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
		// 构造DefaultListableBeanFactory、AnnotatedBeanDefinitionReader、ClassPathBeanDefinitionScanner
		this();//无参构造
		// 利用reader把componentClasses注册为一个BeanDefinition

		register(componentClasses);
		refresh();
	}

在这里插入图片描述
05.BeanFactory

BeanFactory表示Bean工厂，所以很明显，BeanFactory会负责创建Bean，并且提供获取Bean的API。是一个接口

public interface BeanFactory {
}

在这里插入图片描述

而ApplicationContext是BeanFactory的一种，在Spring源码中，是这么定义的：

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory,
HierarchicalBeanFactory,MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
...
}

首先，在Java中，接口是可以多继承的，我们发现ApplicationContext继承了ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory，而ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory都继承至BeanFactory。
所以我们可以认为ApplicationContext继承了BeanFactory。

其中的ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory简介

一.ListableBeanFactory 接口：

ListableBeanFactory 是 Spring 框架中 BeanFactory 接口的一个扩展。
它提供了额外的功能，允许你查询和操作在容器中定义的 bean 的列表。
这个接口继承自 BeanFactory，并添加了一些新的方法，
如 getBeanNamesForType(Class<?> type) 和 getBeansOfType(Class<?> type)，
这些方法允许你基于类型来获取 bean 的名称和实例。

public interface ListableBeanFactory extends BeanFactory {

getBeanNamesForType(Class<?> type): 返回给定类型的所有 bean 名称的数组。

getBeansOfType(Class<?> type): 返回给定类型的所有 bean 实例的映射。键是 bean 名称，值是 bean 实例。

getBeanNamesForType(Class<?> type, boolean allowEagerInit, boolean allowSingletonPrototypes): 类似于
getBeanNamesForType(Class<?> type)，但提供了额外的参数来控制是否允许早期初始化和单例原型 bean。

getBeansOfType(Class<?> type, boolean allowEagerInit, boolean allowSingletonPrototypes): 类似于 
getBeansOfType(Class<?> type)，但提供了额外的参数来控制是否允许早期初始化和单例原型 bean。

containsBeanDefinition(String name): 检查容器中是否包含具有给定名称的 bean 定义。

isSingleton(String name): 检查具有给定名称的 bean 是否是单例。

isPrototype(String name): 检查具有给定名称的 bean 是否是原型。

isTypeMatch(String name, Class<?> targetType): 检查具有给定名称的 bean 是否与目标类型匹配。

getDependencyDescriptors(String beanName): 返回给定 bean 名称的依赖描述符列表

}

二.HierarchicalBeanFactory 接口：

HierarchicalBeanFactory这个接口主要是处理BeanFactory的子父级关系，
也就是说我们可以在应用中起多个 BeanFactory，
然后可以将各个 BeanFactory 设置为父子关系。
也就是说在子BeanFactory没有找到的bean，可以在父BeanFactory去找
ApplicationContext 继承了 HierarchicalBeanFactory

public interface HierarchicalBeanFactory extends BeanFactory {
	

    //子工厂 不存在 beanName 相对应的 BeanDefinition，则从 parentBeanFactory 中获取。
	BeanFactory getParentBeanFactory();


	boolean containsLocalBean(String name);
	}

相当于苹果继承水果，宝马继承汽车一样，ApplicationContext也是BeanFactory的一种，拥有BeanFactory支持的所有功能。

不过ApplicationContext比BeanFactory更加强大，ApplicationContext还基础了其他接口，也就表示ApplicationContext还拥有其他功能，
比如MessageSource表示国际化，ApplicationEventPublisher表示事件发布，EnvironmentCapable表示获取环境变量，等等。
关于ApplicationContext后面再详细讨论。

在Spring的源码实现中，当我们new一个ApplicationContext时，其底层会new一个BeanFactory出
来，当使用ApplicationContext的某些方法时，比如getBean()，底层调用的是BeanFactory的getBean()方法。

所以，我们可以直接来使用DefaultListableBeanFactory，而不用使用ApplicationContext的某个实现类，比如：

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();

AbstractBeanDefinition beanDefinition =BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();

beanDefinition.setBeanClass(User.class);

beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(beanFactory.getBean("user"))

06ApplicationContext
上面有分析到，ApplicationContext是个接口，实际上也是一个BeanFactory，不过比BeanFactory更加强大，比如：

HierarchicalBeanFactory：拥有获取父BeanFactory的功能
ListableBeanFactory：拥有获取beanNames的功能
ResourcePatternResolver：资源加载器，可以一次性获取多个资源（文件资源等等）
EnvironmentCapable：可以获取运行时环境（没有设置运行时环境功能）
ApplicationEventPublisher：拥有广播事件的功能（没有添加事件监听器的功能）
MessageSource：拥有国际化功能

我们先来看ApplicationContext两个比较重要的实现类：（重点）

AnnotationConfigApplicationContext（经常使用）
ClassPathXmlApplicationContext

一.AnnotationConfigApplicationContext：

在这里插入图片描述

ConfigurableApplicationContext：继承了ApplicationContext接口，增加了，添加事件监听
器、添加BeanFactoryPostProcessor、设置Environment，获取ConfigurableListableBeanFactory等功能
AbstractApplicationContext：实现了ConfigurableApplicationContext接口
GenericApplicationContext：继承了AbstractApplicationContext，实现了BeanDefinitionRegistry接口，拥有了所有ApplicationContext的功能，并且可以注册BeanDefinition，注意这个类中有一个属性(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
AnnotationConfigRegistry：可以单独注册某个为类为BeanDefinition（可以处理该类上的
@Configuration注解，已经可以处理**@Bean注解**），同时可以扫描
AnnotationConfigApplicationContext：继承了GenericApplicationContext，实现了
AnnotationConfigRegistry接口，拥有了以上所有的功能

二.ClassPathXmlApplicationContext：

在这里插入图片描述

它也是继承了AbstractApplicationContext，但是相对于AnnotationConfigApplicationContext而
言，功能没有AnnotationConfigApplicationContext强大，比如不能注册BeanDefinition

07.国际化（非重点）
先定义一个MessageSource:

@Bean
public MessageSource messageSource() {
	
	ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
	
	messageSource.setBasename("messages");
	
	return messageSource;
}

有了这个Bean，你可以在你任意想要进行国际化的地方使用该MessageSource。同时，因为
ApplicationContext也拥有国家化的功能，所以可以直接这么用：

context.getMessage("test", null, new Locale("en_CN"))

08.资源加载
ApplicationContext还拥有资源加载的功能，比如，可以直接利用ApplicationContext获取某个文
件的内容：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

Resource resource = context.getResource("file://D:\\IdeaProjects\\spring‐framework\\luban\\src\\main\\java\\com\\luban\\entity\\User.java");

System.out.println(resource.contentLength());

Resource接口定义：
在使用spring作为容器进行项目开发中会有很多的配置文件，这些配置文件都是通过Spring的Resource接口来实现加载。

public interface Resource extends InputStreamSource {
 
  boolean exists();
  
  default boolean isReadable() {
		return true;
	}
  
  default boolean isOpen() {
		return false;
	}
  
  default boolean isFile() {
		return false;
	}
  
  URL getURL() throws IOException;
  
  URI getURI() throws IOException;
  
  File getFile() throws IOException;
  
  default ReadableByteChannel readableChannel() throws IOException {
		return Channels.newChannel(getInputStream());
	}
  
  long contentLength() throws IOException;
  
  long lastModified() throws IOException;
  
  Resource createRelative(String relativePath) throws IOException;
  
	String getFilename();
  
  String getDescription();
}

你可以想想，如果你不使用ApplicationContext，而是自己来实现这个功能，就比较费时间了。
还比如你可以：

	AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
	//这里是标准的URL
	Resource resource = context.getResource("file://D:\\IdeaProjects\\spring‐framework‐5.3.10\\tuling\\src\\main\\java\\com\\zhouyu\\service\\UserService.java");
	System.out.println(resource.contentLength());
	System.out.println(resource.getFilename());
	
	Resource resource1 = context.getResource("https://www.baidu.com");
	System.out.println(resource1.contentLength());
	System.out.println(resource1.getURL());
	//classpath是指编译之后的target中的classes目录，是相对路径
	
	Resource resource2 = context.getResource("classpath:spring.xml");
	System.out.println(resource2.contentLength());
	System.out.println(resource2.getURL());

还可以一次性获取多个：

//classpath是指编译之后的target中的classes目录，是相对路径
Resource[] resources = context.getResources("classpath:com/zhouyu/*.class");
for (Resource resource : resources) {
	System.out.println(resource.contentLength());
	System.out.println(resource.getFilename());
}

获取运行时环境：

注意，可以利用@PropertySource("classpath:spring.properties")

01.来使得某个properties文件中的参数添加到运行时环境中：

ConfigurableApplicationContext ctx = new GenericApplicationContext();
MutablePropertySources sources = ctx.getEnvironment().getPropertySources();
sources.addFirst(new MyPropertySource());

02.在配置类上通过注解@PropertySource可以添加读取属性文件的spring.properties：
@Configuration
@PropertySource(value = {"classpath:spring.properties"})
public class AppConfig {
}

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

//获取操作系统的环境参数
Map<String, Object> systemEnvironment = context.getEnvironment().getSystemEnvironment();
System.out.println(systemEnvironment);
System.out.println("=======");

//获取当前java运行环境，大概与JVM有关
Map<String, Object> systemProperties = context.getEnvironment().getSystemProperties();
System.out.println(systemProperties);
System.out.println("=======");

MutablePropertySources propertySources = context.getEnvironment().getPropertySources();
System.out.println(propertySources);
System.out.println("=======");
System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("NO_PROXY"));
System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("sun.jnu.encoding"));
System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("zhouyu"));

09.事件发布
先定义一个事件监听器

@Bean
public ApplicationListener applicationListener() {
return new ApplicationListener() {
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
System.out.println("接收到了一个事件");
}
};
}

然后发布一个事件：

context.publishEvent("kkk");

10.ExcludeFilter和IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的。ExcludeFilter表示排除过滤器，IncludeFilter表示包
含过滤器。

比如以下配置，表示扫描com.zhouyu这个包下面的所有类，但是排除UserService类，也就是就算
它上面有@Component注解也不会成为Bean

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
excludeFilters = {@ComponentScan.Filter(
type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
classes = UserService.class)}.)
public class AppConfig {
}

再比如以下配置，就算UserService类上没有@Component注解，它也会被扫描成为一个Bean。

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
includeFilters = {@ComponentScan.Filter(
type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

FilterType分为：

ANNOTATION：表示是否包含某个注解
ASSIGNABLE_TYPE：表示是否是某个类
ASPECTJ：表示否是符合某个Aspectj表达式
REGEX：表示是否符合某个正则表达式
CUSTOM：自定义

11.BeanPostProcessor
BeanPostProcess表示Bean的后置处理器，我们可以定义一个或多个BeanPostProcessor，比如通
过一下代码定义一个BeanPostProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化前");
		}
		return bean;
	}
	
	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化后");
		}
		return bean;
	}
}

一个BeanPostProcessor可以在任意一个Bean的初始化之前以及初始化之后去额外的做一些用户自
定义的逻辑，当然，我们可以通过判断beanName来进行针对性处理（针对某个Bean，或某部分
Bean）。
我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

12.BeanFactoryPostProcessor：

BeanFactoryPostProcessor表示Bean工厂的后置处理器，其实和BeanPostProcessor类似，
BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程，BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创
建过程。比如，我们可以这样定义一个BeanFactoryPostProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
	@Override
	public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		System.out.println("加工beanFactory");
	}
}

我们可以在postProcessBeanFactory()方法中对BeanFactory进行加工。

13.FactoryBean

上面提到，我们可以通过BeanPostPorcessor来干涉Spring创建Bean的过程，但是如果我们想一个
Bean完完全全由我们来创造，也是可以的，比如通过FactoryBean：

@Component
public class ZhouyuFactoryBean implements FactoryBean {

	@Override
	public Object getObject() throws Exception {
		UserService userService = new UserService();
	return userService;
	}
	
	@Override
	public Class<?> getObjectType() {
		return UserService.class;
	}
}

通过上面这段代码，我们自己创造了一个UserService对象，并且它将成为Bean。
具体代码在spring的创建bean 会用 instanceof FactoryBean 判断是不是实现了FactoryBean

但是通过这种方式创造出来的UserService的Bean，只会经过初始化后，其他Spring的生命周期步骤是不会经过的，比如依赖注入。

有同学可能会想到，通过@Bean也可以自己生成一个对象作为Bean，那么和FactoryBean的区别是
什么呢？其实在很多场景下他俩是可以替换的，但是站在原理层面来说的，区别很明显，@Bean定
义的Bean是会经过完整的Bean生命周期的。

14.MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

Metadata：元数据

在Spring中需要去解析类的信息，比如类名、类中的方法、类上的注解，这些都可以称之为类的元数
据，所以Spring中对类的元数据做了抽象，并提供了一些工具类。
MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
		// 构造一个MetadataReader
		MetadataReader metadataReader =simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.zhouyu.service.UserService");
		// 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
		ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
		System.out.println(classMetadata.getClassName());
		// 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
		AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
		for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
		System.out.println(annotationType);
		}
	}
}