SpringBoot的幕后推手…

Java框架

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2019-5-13

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一、背景

​  这两年随着微服务的盛行,SpringBoot框架水到渠成的得到了高曝光,作为程序猿的我们,现在要是不知道一点SpringBoot相关的东西,貌似出去找工作都会被深深地鄙视,不过在我们开始SpringBoot之旅前,我们先回顾和探索一下Spring框架的本质,然后一点点的很自然的过渡到SpringBoot,这样对于我们深刻理解SpringBoot也是非常有帮助的。

二、Spring框架的起源

​  在“黑暗”的EJB1的时代,开发人员非常痛快,这时候解放开发人员的高性能Spring框架千呼万唤始出来。那是一个J2EE规范统治的时代,基于各种容器和J2EE规范的软件解决方案是唯一的“正道”,臃肿的生态和沉重的开发模式让当时的每一个开发都痛不欲生。这时候技术大牛Rod Johnson在自己的经典巨作《Expert One-on-One J2EE Design and Development》中描绘了轻量级框架的研发理念,抨击了原有的笨重的规范,然后基于这本书中的研发理念开发出了最初版的Spring框架,然后火的一塌糊涂,一直延续至今,已10多年之久仍旧没有衰败之势。

​   Spring框架是构建高性能Java研发体系的最佳实践之一,通过一系列简洁而统一的设计,为广大Java开发人员劈开了一条光明之路。

​   Spring对Java开发中常用的技术做了合理的封装和设计,包括我们所熟知的Spring IoC和AOP等,可以让Java开发者避免往日因为API和系统设计不合适而出现的错误,还能高效高质量的完成相应问题领域中的开发工作,此乃Java开发必备神器也~

三、没想到Spring IoC 竟如此简单

​  我相信很多Java开发者对IoC(Inversion Of Control) 和DI(Dependency Injection)的概念都傻傻分不清楚,认为这两者是同一个东西。其实它俩是包含和被包含关系,IoC有两种方式:DI和DL(Dependency Lookup 依赖查找),DI是当前软件实体被动接受它所依赖的其他组件被IoC容器注入,而DL是当前实体主动去某个服务注册中心去查找其依赖的那些组件,概念之间的关系如下图:

  

​  我们经常说的Spring IoC其实是指Spring框架给我们提供的IoC容器实现(IoC Container)。下面我们看一个Spring IoC容器使用的一个经典案例:

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("config-file-path")
        DemoService service = context.getBean(DemoService.class);
        service.doSomething();
    }
}

我相信每一个使用Spring框架构建的独立的Java应用,通常都会存在类似context.getBean(...)的代码,其实这行代码做的事情就是DL,而且构建每一种IoC容器背后发生的事情,更多的是DI的过程,当前也可能会有部分DL的逻辑用来对接旧的遗留系统。

Spring的IoC容器的依赖注入工作分为两步走:

阶段一、收集和注册Bean

这个阶段中,开发者通过XML或者Java代码的方式来定义bean,然后以手动组装或让容器基于特定的机制自动扫描的形式,将这些定义好的bean收集到IoC容器中。

假如我们以XML配置的方式来收集和注册如下一个单一bean,一般来说形式如下:

<bean id="DemoService" class="x.x.DemoService">
    ...
</bean>

随着我们项目中bean越来越多,这样逐个手动配置比较麻烦,我们还可以使用如下方式配置来批量扫描并采集和注册一批bean:

<context:component-scan base-package="x.x"/>

阶段二、分析和组装

  第一个阶段完成以后,我们可以先暂时认为IoC容器中保存着一个个相互独立的bean,它们之间还没有任何关系,但是实际项目中它们之间是有着不可或缺的关系的,所以呢,Ioc容器第二个阶段需要做的工作就是分析这些已经在IoC容器中bean,根据它们的依赖关系先后按顺序组装它们,工作原来是这样的:IoC发现一个bean依赖另外一个bean,那么它会将另一个bean注入给依赖它的那个bean,一直到所有的bean的依赖都完成注入。这个时候容器中所有的bean都已经准备好待使用,也就标志着整个IoC容器的工作完成。

  那么IoC容器分析和组装的依据是啥呢?Spring框架其实最早的时候只能通过XML配置文件来描述bean和bean之间的关系,但是随着Java生态研发技术以及理念的转变,又出现了基于Java代码和Annotation元信息的描述方式(比如@AutoWired和@Inject)。但是呢,无论使用哪一种配置方式,目的都是为了简化绑定逻辑描述的各种表象,最终也都是为本阶段的最终目的来服务。

四、JavaConfig是个什么鬼?

​  Java 5的出世,加上当时基于纯Java Annatation的依赖注入框架Guice的出现,就使得Spring框架和社区不得不顺应民意,出版并持续完善了基于Java代码和Annotation元信息的依赖关系绑定描述方式,就是JavaConfig项目。

基于JavaConfig方式的依赖关系描述基本映射了早期基于XML方式的配置,比如:

1. 表达形式

XML配置方式如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"         
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd 
         http://www.springframework.org/schema/context 
         http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    // bean定义
</beans>

JavaConfig的配置方式如下:

@Configuration
public class DemoConfiguration {
    // bean定义
}

也就是说任何一个被标注了@Configuration注解的Java类都是一个JavaConfig配置类。

2. 注册bean定义

XML配置方式:

<bean id="demoService" class="x.x.DemoServiceImpl">
    ...
</bean>

JavaConfig配置方式:

@Configuration
public class DemoConfiguration {
    @Bean
    public DemoService demoService() {
        return new DemoServiceImpl();
    }
}

也就是说任何一个标注了@Bean注解的方法,它的返回值就将作为一个bean定义注册到Spring的IoC容器,方法名将默认成为该bean在容器中的id.

3. 表达依赖注入关系

XML配置形式:

<bean id="aService" class="x.x.AServiceImpl">
<bean id="bService" class="x.x.BServiceImpl">
    <property name="dependencyService" ref="aService"/>
</bean>

JavaConfig形式:

@Configuration
public class DemoConfiguration {
    @Bean
    public AService aService() {
        return new AServiceImpl();
    }
    @Bean
    public BService bService() {
        return new BServiceImpl(aService());
    }
}

也就是说如果一个bean定义了依赖其他bean,就直接调用其对应JavaConfig类中依赖bean的创建方法即可。

从以上种种表象我们可以看出,以前Spring IoC容器中具有的特性在JavaConfig中都可以进行表述,只是换了另外的一种形式而已。并且通过声明相应的Java Annotation反而“内聚”一起了,变得更加简洁了。

五、那些常用的Annotation

1. @ComponentScan

​  该注解对应的是XML配置中的<context:component-scan>元素,用于配合一些元信息Java Annotation,比如@Component@Repository等,将标注了这些注解的bean定义类批量采集到Spring的IoC容器中。

​  我们可以通过basePackage等属性来细粒度的定制该注解自动扫描的范围,如果没有指定的话,则默认Spring框架会从声明@ComponentScan注解所在的类的package进行扫描

​  这里还要说的@ComponentScan是SpringBoot框架得以实现的一个重要组件,我们以后还能在碰到它,也会做深入讲解。

2. @PropertySource@PropertySources

​  注解@PropertySource用来从指定的地方来加载.properties配置文件,并且将其中的属性加载到IoC容器中,以便我们能用来填充一些bean定义的属性占位符(placeholder),当然它的实现需要PropertySourcesPlaceHolderConfigurer的配合。

  若我们使用Java8或者更高的版本,那么我们可以并行声明多个@PropertySource,如:

@Configuration
@PropertySource("classpath:1.properties")
@PropertySource("classpath:2.properties")
@PropertySource("...")
public class XConfiguration {
    ...
}

  若我们使用低于Java8版本的JDK进行开发Spring应用,我们就必须借助@PropertySources注解来实现声明多个@PropertySource了,如下:

@Configuration
@PropertySources({
    @PropertySource("classpath:1.properties"),
    @PropertySource("classpath:2.properties"),
    ...
})
public class XConfiguration {
    ...
}

3. @Import@ImportSource

  在以前XML配置方式中,我们可以通过<import resource="xxx.xml"/>来将多个分开的容器配置合并到一个配置中,在JavaConfig形式的配置中,我们可以使用@Import这个注解完成同样的目的:

@Configuration
@Import(DemoConfiguration.class)
public class XConfiguration {
    ...
}

  注解@Import只能将以JavaConfig形式定义的配置引入到IoC容器,而若我们有一些以前遗留的配置或者遗留的系统需要以XML形式来配置(如Dubbo框架),我们就需要使用@ImportSource注解来将它们一起合并到以JavaConfig配置形式配置的容器中:

@Configuration
@Import
@ImportSource(...)
public class XConfiguration {
    ...
}

六、总结

​  通过本文,我们就回顾了Spring框架以及IoC的概念剖析,还了解到了SpringBoot的实现基石:JavaConfig。然后还介绍了在SpringBoot中最常用几个注解。为我们以后学习和快速上手SpringBoot打下了良好的基础。加油,筒子们…

作者:阿豪聊干货