SpringBoot项目启动分析

SpringBoot启动过程中底层做了哪些?

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  1. 基于配置加载类,将类(启动类所包含的:JVM基础类库优先,spring内部类库...可通过栈追踪 -XX:TraceClassLoading 对JVM参数分析)读到内存。
  2. 对具有注解、配置文件特定配置的对象进行存储配置信息(借助BeanDefinition存储)
  3. 基于BeanDefinition对象中的class的配置构建类的实例Bean对象,并进行Bean对象管理(有些可能存储到bean池中)。

业务描述

在项目Module中定义一个类,类名为DefaultCache,然后将此类对象交给Spring创建并管理。最后通过单元测试对类的实例进行分析。

API设计分析

基于业务描述,进行API及关系设计,如图所示:

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基于业务及API设计,进行代码编写,其过程如下:

1:
package com.cy.pj.common.cache;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
//用来描述由spring管理的一般(common)组件
public class DefaultCache {
}

2:
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest
//此注解描述的类为springboot工程中的单元测试类
public class DefaultCacheTests {
//has a
@Autowired
//此注解用于告诉spring请按指定规则为此属性赋值
private DefaultCache defaultCache;
@Test
public void testDefaultCache(){

    System.out.println("测试:");

System.out.println(defaultCache.toString());
}
}

SpringBoot 项目中的对象特性分析


1:
package com.cy.pj.common.pool;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ObjectPool {

public ObjectPool(){
    //通常利用构造方法来检测该类有没有创建

System.out.println("ObjectPool类创建了!");
}
}

2:
package com.cy.pj.common.pool;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest
public class ObjectPoolTests {
@Autowired
private ObjectPool objectPool01;
@Autowired
private ObjectPool objectPool02;
@Test
void testObjectPool(){

    System.out.println("测试:");

System.out.println(objectPool01==objectPool02);
/**

  • 若为true,则表明为同一对象,即没有创建新对象
  • 说明了BeanPool中有且只有一个对象ObjectPool

*/

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延迟加载

现在思考一个问题,对于ObjectPool这个类,假如项目启动以后,暂时不会用到这个池对象,是否有必要对其进行创建(默认是会创建的)?我们知道没必要,因为占用内存。那如何在启动时不创建此类对象呢?借助Spring框架提供的延迟加载特性进行实现。例如,我们可以在需要延迟加载的类上使用@Lazy注解进行描述,代码如下:

package com.cy.pj.common.pool;
import org.springframework.context.annotation.Lazy;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Lazy
@Component
public class ObjectPool {

public ObjectPool(){
    //通常利用构造方法来检测该类有没有创建

System.out.println("ObjectPool类创建了!");
}
}

对象作用域分析

在实际的项目中内存中的对象有一些可能要反复应用很多次,有一些可能用完以后再也不用了或者说应用次数很少了。对于经常要重复使用的对象我可考虑存储到池中(例如交给spring框架进行管理),应用次数很少的对象那就没必要放到池中了,用完以后让它自己销毁就可以了。在Spring项目工程中为了对这样的对象进行设计和管理,提供了作用域特性的支持,具体应用:

package com.cy.pj.common.pool;
import org.springframework.context.annotation.Lazy;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Scope("singleton")
@Lazy
@Component
public class ObjectPool {

public ObjectPool(){
    //通常利用构造方法来检测该类有没有创建

System.out.println("ObjectPool类创建了!");
}
}
其中,在上面的代码中,我们使用了@Scope注解对类进行描述,用于指定类的实例作用域。不写@Scope默认就是单例(singleton)作用域,这个作用域会配合延迟加载(@Lazy)特性使用,表示此类的实例在需要时可以创建一份并且将其存储到spring的容器中(Bean池),需要的时候从池中取,以实现对象的可重用。假如一些对象应用次数非常少,可以考虑不放入池中,进而使用@Scope("prototype")作用域对类进行描述,让此类的对象何时需要何时创建,用完以后,当此对象不可达了, 没有引用对象时,则可以直接被GC系统销毁。

对象生命周期方法

程序中的每个对象都有生命周期,对象创建,初始化,应用,销毁的这个过程称之为对象的生命周期。在对象创建以后要初始化,应用完成以后要销毁时执行的一些方法,我们可以称之为生命周期方法。但不见得每个对象都会定义生命周期方法。在实际项目中往往一些池对象通常会定义这样的一些生命周期方法(例如连接池)。那这样的方法在spring工程中如何进行标识呢?通常要借助@PostConstruct和@PreDestroy注解对特定方法进行描述,例如:

package com.cy.pj.common.pool;
import org.springframework.context.annotation.Lazy;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
@Scope("singleton")
@Lazy
@Component
public class ObjectPool {

public ObjectPool(){
    //通常利用构造方法来检测该类有没有创建

System.out.println("ObjectPool类创建了!");
}

@PostConstruct

//该注解描述的方法为生命周期初始化方法,在构建方法前执行
public void init(){

    System.out.println("init()");

}

@PreDestroy

/**

  • 该注解描述的方法为生命周期销毁方法,此方法所在的对象
  • 若存储到spring容器中,则在销毁容器前,先执行该方法
  • prototype作用域对象不执行该方法

*/
public void destroy(){

    System.out.println("destroy()");

}
}


SpringBoot 项目中的依赖注入过程分析


在SpringBoot工程中,假如类与类之间存在着一定的依赖关系,Spring是如何进行依赖注入的呢,现在我们就通过一个案例做一个分析。

案例设计及分析

为了更好理解spring框架的底层注入机制,现在进行案例API设计,如图所示:
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代码编写及测试分析

第一步:定义Cache接口,代码如下:
package com.cy.pj.common.cache;
public interface Cache {
}

第二步:定义Cache接口实现类SoftCache,代码如下:

package com.cy.pj.common.cache;
 
@Component
public class SoftCache implements Cache{

}

第三步:定义Cache接口实现类WeakCache,代码如下:

package com.cy.pj.common.cache;
 
@Component
public class WeakCache implements Cache{

}

第四步:定义CacheTests单元测试类,代码如下:

package com.cy.pj.common.cache;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest
public class CacheTests {
    @Autowired
 //@Qualifier("")
 /**
 * 此处必须指定实现类的类型
 * 即实现Cache有两个类,SoftCache和WeakCache
 * 但不指定类型时,底层不知道找哪一个,就会报错
 * 可以通过@Qualifier("softCache")来指定类型
 * 也可通过 Cache softCache让其比较参数自行查找
 * 该参数是底层创建并 命名的,默认类名(首字母小写)
 */
 private Cache softCache;
 @Test
 void testCache(){
        System.out.println("测试:");
 System.out.println(softCache);
 }
}

其中,@Autowired由spring框架定义,用于描述类中属性或相关方法(例如构造方法)。Spring框架在项目运行时假如发现由他管理的Bean对象中有使用@Autowired注解描述的属性或方法,可以按照指定规则为属性赋值(DI)。其基本规则是:首先要检测容器中是否有与属性或方法参数类型相匹配的对象,假如有并且只有一个则直接注入。其次,假如检测到有多个,还会按照@Autowired描述的属性或方法参数名查找是否有名字匹配的对象,有则直接注入,没有则抛出异常。最后,假如我们有明确要求,必须要注入类型为指定类型,名字为指定名字的对象还可以使用@Qualifier注解对其属性或参数进行描述(此注解必须配合@Autowired注解使用)。

第五步:运行CacheTests检测输出结果,基于结果理解其注入规则。

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