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Spring核心——IOC处理器扩展

随风溜达的向日葵
 随风溜达的向日葵
发布于 07/05 15:58
字数 2194
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非侵入式框架

Spring一直标注自己是一个非侵入式框架。非侵入式设计的概念并不新鲜,目标就是降低使用者和框架代码的耦合,毕竟框架的开发者和使用者几乎肯定不是同一个团队。Spring最早的非侵入式实现就是他的一系列XML配置,理想状态下Spring框架的所有的功能都应该是通过配置实现的。元编程在Java中的使用现给非侵入式的设计提供了更好的解决方案,在Java中通过注解(Annotation)即可标记某个类、方法、域的附加功能,而无需通过继承的方式来扩展原始框架没有的功能。下面通过3段代码的例子来说明侵入式与非侵入式的区别。

文章中的代码仅仅用于说明原理,已经删除了一些无关代码,无法执行。可执行代码在:https://github.com/chkui/spring-core-example,如有需要请自行clone,仅支持gradle依赖。

一个基本的容器

下面的代码是大致模仿的IoC容器创建Bean的过程。BeanFactory::createBeans方法传入Bean的类型列表,而迭代器遍历列表完成每一个类的实例创建:

/**框架代码*/
package chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.nopluging;

//创建Bean的工厂类,由框架开发者开发
class BeanFactory {
	//创建一系列的Bean
	public List<Object> createBeans(List<Class<?>> clslist){
		return clslist.stream().map(cls->{
			return createBean(cls);
		}).collect(Collectors.toList());
	}
	//创建一个Bean
	Object createBean(Class<?> cls){
		//添加到容器
		return new BeanWrapper(cls.newInstance());
	}
}

//包装代理
class BeanWrapper {
	private Object bean;
	public BeanWrapper(Object bean) {
		this.bean = bean;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "Wrapper(" + this.bean.toString() + ")";
	}
}

下面的代码是框架使用者的代码——将Bean1和Bean2交给BeanFactory来完成初始化:

/**使用端代码*/
package chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.nopluging;

//import ...

public class IocExtensionSampleNoPluging {
    public static void main(String[] args) {
    	List<Class<?>> classes = Arrays.asList(new Class<?>[]{MyBean1.class, MyBean2.class});
    	List<Object> ins = new BeanFactory().createBeans(classes);
    	System.out.println("Result:" + ins.toString());
    }
}

//Bean1,由使用者编码
class MyBean1 {
	public String toString() {
		return "MyBean1 Ins";
	}
}

//Bean2,使用者编码
class MyBean2 {
	public String toString() {
		return "MyBean2 Ins";
	}
}

classpath:chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.nopluging.IocExtensionSample。源码地址

某个时刻,框架的使用者有个新需求是在要在每个Bean创建的前后进行一些处理。我们可以通过继承的方式来实现功能。下面我们修改使用端代码实现这个功能。

继承实现功能扩展

通过继承类BeanFactory,并修改createBean方法可以实现我们的需求:

package chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.extend;

//执行
public class IocExtensionSampleNoPluging {
    public static void main(String[] args) {
    	List<Class<?>> classes = Arrays.asList(new Class<?>[]{MyBean1.class, MyBean2.class});
    	List<Object> ins = new ModifyBeanFactory().createBeans(classes);
    	System.out.println("Result:" + ins.toString());
    }
}

//新建一个BeanFactory的派生类,并修改createBean的实现,添加使用者的处理逻辑
class ModifyBeanFactory extends BeanFactory {
	Object createBean(Class<?> cls){
		Object ins = cls.newInstance();
		//添加容器之前的处理
		BeanWrapper wrapper = new BeanWrapper(ins);
		//添加容器之后的处理
		return wrapper;
	}
}

classpath:chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.extend.IocExtensionSample。源码地址

这里在使用者的代码里新增了一个ModifyBeanFactory类,并重写了createBean方法。在重写的方法中实现我们需要的功能逻辑。但是这样开发会出现以下2点问题:

  1. 导致使用者的代码与框架代码产生了极强的耦合性。如果某天框架进行了调整,例如将方法名改为buildBean、或者增加了更多的代理模式会出现一些意想不到的问题。更麻烦的是可能会遇到一些到运行期才出现的问题。
  2. 我们需要先理解框架的源码才能植入我们的功能,这和很多设计模式的原则是背道而驰的。也会大大影响我们的开发效率。

出现这些问题就叫做“侵入式”——框架代码侵入到使用者的工程代码,导致2者严重耦合,对未来的升级、扩展、二次开发都有深远的影响。

通过注解(Annotation)扩展功能

实际上注解和在XML进行配置都是一样的思路,只是注解讲关系写在了源码上,而使用XML是将关系通过XML来描述。这里实现的功能就类似于在 Bean的定义与控制 一文中介绍的Bean的生命周期方法。

使用注解最大的价值就是非侵入式。非侵入式的好处显而易见:

  1. 无需和框架代码耦合,更新升级框架风险和成本都很小。
  2. 任何时候我们需要需要更换框架,只需修改配置或注解,而无需再去调整我们自己的功能代码。

非侵入式也有一个问题,那就是接入的功能还是需要框架预设,而不可能像继承那样随心所欲。

我们将前面的代码进行一些修改,支持通过注解来指定扩展的功能:

package chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.annotation;

class BeanFactory {
	public List<Object> createBeans(List<Class<?>> clslist){
		//同前文...
	}
	Object createBean(Class<?> cls){
		BeanWrapper wrapper = null;
		Object ins = cls.newInstance();
        /**这里增加了一个Handle对象。
           Handle会对注解进行处理,确定添加容器前后的执行方法。*/
		Handle handle = processBeforeAndAfterHandle(ins);
		handle.exeBefore();
		wrapper = new BeanWrapper(ins);
		handle.exeAfter();
		return wrapper;
	}
	
    // 通过反射来确定Bean被添加到容器前后的执行方法。
	private Handle processBeforeAndAfterHandle(Object obj) {
		Method[] methods = obj.getClass().getDeclaredMethods();
		Handle handle = new Handle(obj);
		for(Method method : methods) {
			Annotation bef = method.getAnnotation(before.class);
			Annotation aft = method.getAnnotation(after.class);
			if(null != bef) handle.setBefore(method);
			if(null != aft) handle.setBefore(method);
		}
		return handle;
	}
}

下面是Handle处理器和对应的注解的代码:

class Handle{
	Object instance;
	Method before;
	Method after;
	Handle(Object ins){
		this.instance = ins;
	}
	void setBefore(Method method) {
		this.before = method;
	}
	void setAfter(Method method) {
		this.after = method;
	}
	void exeBefore(){
		if(null != this.before) {
			this.before.invoke(this.instance, null);
		}
	}
	void exeAfter(){
		if(null != this.after) {
			this.after.invoke(this.instance, null);
		}
	}
}

//注解----------------------------------------
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface before {}

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface after{}

使用者的代码,我们将注解添加到Bean的对应的方法上:

public class IocExtensionSampleNoPluging {
    public static void main(String[] args) {
    	List<Class<?>> classes = Arrays.asList(new Class<?>[]{MyBean1.class, MyBean2.class});
    	List<Object> ins = new BeanFactory().createBeans(classes);
    	System.out.println("Result:" + ins.toString());
    }
}

//预设的Bean1
class MyBean1 {
	public String toString() {
		return "MyBean1 Ins";
	}
	
	@before
	public void init() {
    	System.out.println("Before Init:" + this.toString());
	}
}

//预设的Bean2
class MyBean2 {
	public String toString() {
		return "MyBean2 Ins";
	}
	
	@after
	public void post() {
    	System.out.println("After Init:" + this.toString());
	}
}

我们为MyBean1和MyBean2分别添加了init、post方法和对应的@before、@after注解。执行之后输出一下内容:

Before Init:MyBean1 Ins
After Init:MyBean2 Ins
Result:[Wrapper(MyBean1 Ins), Wrapper(MyBean2 Ins)]

classpath:chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.annotation.IocExtensionSample。源码地址

注解对应的方法都顺利执行。

通过注解,我们实现了扩展功能,任何时候只需要通过添加或修改注解即可向容器扩展功能。在Spring核心功能里,Bean的生命周期管理都是通过这种思路实现的,除了注解之外还有XML支持。

在使用spring的过程中,我想各位码友多多少少都通过继承Spring某些类来实现了一些需要扩展的功能。而且我发现网上很多使用spring某些功能的例子也是通过继承实现的。建议尽量不要去采用这种加深耦合的方式实现扩展,Spring提供了多种多样的容器扩展机制,后面的文章会一一介绍。

后置处理器

后置处理器——BeanPostProcessor是Spring核心框架容器扩展功能之一,作用和Bean的生命周期方法类似,也是在Bean完成初始化前后被调用。但是和生命周期方法不同的是,他无需在每一个Bean上去实现代码,而是通过一个独立的Bean来处理全局的初始化过程。

BeanPostProcessor与Bean生命周期方法体现出的差异是:我们无论任何时候都可以加入处理器来实现扩展功能,这样做的好处是无需调整之前的Bean的任何代码也可以植入功能

这种实现方式与切面(AOP)有一些相似的地方,但是实现的方式是完全不一样的,而且处理器会对所有Bean进行处理。

BeanPostProcessor的实现非常简单,只添加一个Bean实现BeanPostProcessor接口即可:

package chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;

public class Processor implements BeanPostProcessor {
    //初始化之前
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
        return bean;
    }
	//初始化之后
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        System.out.println("Bean '" + beanName + "' created : " + bean.toString());
        return bean;
    }
}

BeanPostProcessor的使用案例请查看实例代码中 chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor 包中的代码,包含:

一个实体类:chkui.springcore.example.xml.entity.User

一个服务接口和服务类:chkui.springcore.example.xml.service.UserService

处理器:chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.Processor

Main入口:chkui.springcore.example.xml.beanpostprocessor.BeanPostProcessor

配置文件:/src/main/resources/xml/config.xml

更多的后置处理器说明

见:https://www.chkui.com/article/spring/spring_core_post_processor_of_official

 

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评论(3)

Mike111
Mike111
vdjdj
随风溜达的向日葵
随风溜达的向日葵

引用来自“红薯”的评论

代码用码云呗
薯爷要求,不得不从啊。
红薯
红薯
代码用码云呗
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从配置上扩展 之前的文章介绍了Spring的IoC容器配置管理方面的详细内容,需要了解的可以从IoC容器的设计模式开始阅读。在介绍基于注解配置的配置之前我们再重复一下在之前提到的基本认识: ...

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