SpringBoot3核心原理

news2024/11/14 20:50:44

SpringBoot3核心原理

事件和监听器

生命周期监听

场景：监听应用的生命周期

可以通过下面步骤自定义SpringApplicationRunListener来监听事件。
①、编写SpringApplicationRunListener实现类
②、在META-INF/spring.factories中配置org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=自己的Listener,还可以指定一个有参构造器，接收两个参数SpringApplication application, String[] args
③、springboot在spring-boot.jar中配置了默认的Listener,如下：
org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=
org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener
监听器.png

场景实现
创建监听器

MyApplicationListener

package com.louis.listener;

import org.springframework.boot.ConfigurableBootstrapContext;
import org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.core.env.ConfigurableEnvironment;

import java.time.Duration;

/**
 * springboot应用生命周期监听
 * @author XRY
 * @date 2023年07月14日14:51
 */
public class MyApplicationListener implements SpringApplicationRunListener {
    @Override
    public void starting(ConfigurableBootstrapContext bootstrapContext) {
        System.out.println("===========starting==========正在启动=======");
    }

    @Override
    public void environmentPrepared(ConfigurableBootstrapContext bootstrapContext, ConfigurableEnvironment environment) {
        System.out.println("===========environmentPrepared==========环境准备完成=======");
    }

    @Override
    public void contextPrepared(ConfigurableApplicationContext context) {
        //相当与IOC容器
        System.out.println("===========contextPrepared==========ioc容器准备完成=======");
    }

    @Override
    public void contextLoaded(ConfigurableApplicationContext context) {
        System.out.println("===========contextLoaded==========ioc容器加载完成=======");
    }

    @Override
    public void started(ConfigurableApplicationContext context, Duration timeTaken) {
        System.out.println("===========started==========启动完成=======");
    }

    @Override
    public void ready(ConfigurableApplicationContext context, Duration timeTaken) {
        System.out.println("===========ready==========准备就绪=======");
    }

    @Override
    public void failed(ConfigurableApplicationContext context, Throwable exception) {
        System.out.println("===========failed==========应用启动失败=======");
    }
}

提示：

想要让配置的监听器生效，需要在根目录下创建一个META-INF文件夹并添加文件spring.factories(它是一个key,value写法：key为接口全类名， value为我们创建类的全类名)

org.springframework.boot.SpringApplicationRunListener=com.louis.listener.MyApplicationListener
springboot应用生命周期监听

Listener先要从BootStrapContext引导整个项目启动，主要分为下面的几个步骤：

  1. 引导：利用BootstrapContext引导整个项目启动

    starting:应用开始，调用SpringApplication的run方法，只要有了BootStrapContext就执行
environmentPrepared：环境准备好(把启动参数等绑定到环境变量中)，但是ioc容器还没有创建。(调一次)

  2. 启动：

    contextPrepared： ioc容器创建并准备好，但是sources(主配置类)没加载，并关闭上下文，组件还没有创建(调一次)
    contextLoaded： ioc容器加载。著配置类加载进去，但是ioc容器还没有刷新。(Bean都没创建)
    started: ioc容器刷新了(容器中加入了Bean)，但是runner没调用。
    ready： ioc容器刷新了(容器中加入了Bean)，所有runner调用完。

  3. 运行

    以前的步骤都正确执行，代表容器running
    生命周期全流程.png

事件触发时机

1、各种回调监听器介绍
监听器监听阶段作用使用场景
BootstrapRegistryInitializer感知特定阶段感知引导初始化META-INF/spring.factories
创建引导上下文bootstrapContext的时候触发可以在主程序调用：application.add.BootstrapRegistryInitializer()		进行密钥校对授权
ApplicationContextInitializer感知特定阶段感知ioc容器初始化META-INF/spring.factories
ApplicationListener感知全阶段基于事件机制，感知事件。@Bean或EventListener、SpringApplication.addListeners(…)或SpringApplicationBuilder.listeners(…)、META-INF/spring.factories
SpringApplicationRunListener感知全阶段生命周期+各种阶段自定义操作META-INF/spring.factories
ApplicationRunner感知特定阶段感知应用就绪Ready的@Bean
CommandLineRunner感知特定阶段感知应用就绪Ready的@Bean

总结：

如果项目启动前做事：BootstrapRegistryInitializer和ApplicationContextInitializer
如果想要在项目启动完成后做事：ApplicationRunner和CommandLineRunner
如果想要干涉生命周期：SpringApplicationRunListener
如果想要用事件机制：ApplicationListener

2、事件完整触发流程(9种事件)
  • ApplicationStartingEvent：应用启动但未做任何事情，
  • ApplicationEnvironmentPreparedEvent：Environment准备好，但context未创建
  • ApplicationContextInitializedEvent：ApplicationContext准备好,ApplicationContextInitializers调用，到那时任何bean未加载
  • ApplicationPreparedEvent：容器刷新之前，bean定义信息加载
  • ApplicationStartedEvent：容器刷新完成，runner未调用
  • AvailabilityChangeEvent：LivenessState.CORRECT应用存活，存活探针
  • ApplicationReadyEvent：任何runner被调用
  • AvailabilityChangeEvent：ReadinessState.ACCEPTING_TRAFFIC应用就绪，可以接收请求，就绪探针
  • ApplicationFailedEvent：启动出错

事件发送顺序

事件发送顺序.png
**两个探针的作用是感知应用是否存货和就绪。 **

3、SpringBoot事件驱动开发

应用启动过程生命周期事件感知(9大事件)、应用运行中事件感知(无数种)

  • 事件发布：ApplicationEventPublisherAware或注入：ApplicationEventMulticaser
  • 事件监听：组件 + @EventListener
示例

事件驱动开发.png

创建service

AccountService

@Service
public class AccountService {
    public void addAccountScore(String username){
        System.out.println(username + "加了1分");
    }
}

CouponService

@Service
public class CouponService {
    public void sendCoupon(String username){
        System.out.println(username + "随机得到了一张优惠券");
    }
}

SystemService

@Service
public class SystemService {
    public void recordLog(String username, String password){
        System.out.println(username + "  ,密码为" + password + "登录信息已被记录");
    }
}
不使用事件

LoginController

@RestController
public class LoginController {

    @Autowired
    AccountService accountService;
    @Autowired
    CouponService couponService;
    @Autowired
    SystemService systemService;

    @GetMapping("login")
    public String login(@RequestParam String username,
                        @RequestParam String password){
        //业务处理登录
        System.out.println("业务处理登录完成.........");
        //1、账户服务自动签到加积分
        accountService.addAccountScore(username);
        //2、优惠服务随机发放优惠券
        couponService.sendCoupon(username);
        //3、系统服务登记用户登录信息
        systemService.recordLog(username, password);
        return username + "登录成功";
    }
}

测试事件开发.png
测试事件开发01.png

使用事件机制

创建实体类UserEntity

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class UserEntity {
    private String username;
    private String password;
}

创建事件LoginSuccessEvent，继承ApplicationEvent

package com.louis.event;

import com.louis.entity.UserEntity;
import org.springframework.context.ApplicationEvent;

import java.awt.desktop.AppEvent;

/**
 * @author XRY   登录成功事件， 所有事件都推荐继承ApplicationEvent
 * @date 2023年07月14日19:19
 */

//登录成功事件
public class LoginSuccessEvent extends ApplicationEvent {
    /**
     * @param source 代表谁登录成功了
     */
    public LoginSuccessEvent(UserEntity source) {
        super(source);
    }
}

创建事件发送类 EventPublisher

package com.louis.event;

import org.springframework.context.ApplicationEvent;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisherAware;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @author XRY
 * @date 2023年07月14日19:18
 */
@Service
public class EventPublisher implements ApplicationEventPublisherAware {

    /**
     * 底层发送事件的组件，SpringBoot会通过ApplicationEventPublisherAware接口自动注入给我们
     */
    ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher;
    /**
     * 所有事件都可以发
     * @param event
     */
    public void sendEvent(ApplicationEvent event){
        //用底层API发送事件
        applicationEventPublisher.publishEvent(event);
    }


    /**
     * 会被自动调用，把真正发事件的底层组件注入进来
     * @param applicationEventPublisher
     */
    @Override
    public void setApplicationEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {
        this.applicationEventPublisher = applicationEventPublisher;
    }
}

控制器LoginController

@RestController
public class LoginController {

    //事件
    @Autowired
    EventPublisher eventPublisher;

    @GetMapping("login")
    public String login(@RequestParam String username,
                        @RequestParam String password){
        //业务处理登录
        System.out.println("业务处理登录完成.........");

        //发送事件
        //1、创建事件信息
        LoginSuccessEvent event = new LoginSuccessEvent(new UserEntity(username, password));
        //2、发送事件
        eventPublisher.sendEvent(event);
        return username + "登录成功";
    }
}

事件机制01.png
事件机制02.png

自动配置原理

入门理解

应用关注的三大核心：场景、配置、组件

1、 自动配置流程

自动配置流程.png

①、导入starter
②、依赖导入autoconfigure
③、寻找类路径下META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.import文件
④、启动，加载所有自动配置类-xxxAutoConfiguration
i、给容器种配置功能组件
ii、组件参数绑定到属性类中。xxxProperties
iii、属性类和配置文件前缀项绑定
iV、@Conditional派生的条件注解进行判断是否组件生效
⑤、效果：
i、修改配置文件、修改底层参数
ii、所有场景自动配置好直接使用
iii、可以注入SpringBoot配置好的组件随时使用。

2、SPI机制

SPI 全称是 Service Provider Interface，是一种 JDK 内置的动态加载实现扩展点的机制，通过 SPI 技术我们可以动态获取接口的实现类，不用自己来创建。这个不是什么特别的技术，只是 一种设计理念。它实际上是基于接口的编程＋策略模式＋配置文件组合实现的动态加载机制。

image.png
系统设计的各个抽象，往往有很多不同的实现方案，在面向对象的设计里，一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。Java SPI就是提供这样的一个机制：为某个接口寻找服务实现的机制。有点类似IOC的思想，就是将装配的控制权移到程序之外，在模块化设计中这个机制尤其重要。所以SPI的核心思想就是解耦。

3、功能开关

  • 自动配置：全部都配置好，什么都不用管，自动批量导入。

    项目启动，spi文件中指定的所有都加载

  • @Enablexxx：手动控制哪些功能的开启，手动导入。

    开启xxx功能，都是利用@Import把此功能要用的组件导入进去。

进阶理解

@SpringBootApplication是以下三个注解的复合注解：
①、@SpringBootConfiguration：就是@Configuration,容器中的组件，配置类。Spring ioc启动就会加载创建这个类对象。
②、@EnableAutoConfiguration：开启自动配置，由如下两注解复合：

  • @AutoConfigurationPackage

扫描主程序包。利用@Import(AutoConfigurationPackages.Registrar.class)加载自己想要给容器中导入的组件。把主程序所在包的所有组件导入进来。即只扫描主程序及主程序所在的包及其子包。

  • @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

加载所有自动配置类，加载starter导入组件List configurations = ImportCandidates.load(AutoConfiguration.class,getBeanClassLoader()).getCandidates();
扫描SPI文件：“META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.Autoconfiguration.imports”
③、@ComponentScan
组件扫描，排除一些组件，排除前面已经扫描进来的配置类和自动配置类。

自定义starter

场景：抽取聊天机器人场景，它可以打招呼。
效果：任何项目导入此starter都具有打招呼功能，并且问候语中的人名需要可以在配置文件中修改。

实现步骤

①、创建自定义starter项目，引入spring-boot-starter基础依赖
②、编写模块功能，引入模块所有需要的依赖，编写xxxAutoConfiguration自动配置类
③、编写配置文件META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports指定启动需要加载的自动配置。
④、其他下项目引入即可使用。

通用业务代码

小技巧：可以导入如下依赖重启项目，再写配置文件会有提示。

<!--导入配置处理器，自定义的properties配置文件会有提示-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>
配置类
@ConfigurationProperties(prefix = "robot")
@Component
@Data
public class RobotProperties {
    private String name;
    private String email;
    private Integer age;
}

配置文件

robot.name=张三
robot.age=23
robot.email=louis@qq.com

通用功能

@Service
public class RobotService {
    @Autowired
    RobotProperties robotProperties;
    public String sayHello(){
        return "你好：" + robotProperties.getName() + "   ;年龄：" + robotProperties.getAge();
    }
}

控制器

@RestController
public class RobotController {
    @Autowired
    RobotService robotService;

    @GetMapping("/robot/hello")
    public String sayHello(){
        return robotService.sayHello();
    }
}

代码.png

基本抽取(新建模块)

新建模块时不需要选择任何场景。

复制公共功能

抽取.png

根据公共功能，添加场景

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>
<!--导入配置处理器，自定义的properties配置文件会有提示-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

删除主类

删除主类.png

在需要引用项目下导入该starter

<!--自定义的starter-->
<dependency>
    <groupId>com.louis</groupId>
    <artifactId>boot3-robot-starter</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
</dependency>

在starter下编写配置类

原因：SpringBoot项目只能扫描主程序以及主程序所在的子包，当导入自定义的starter时，不属于这一层级。

@Configuration
@Import({RobotController.class, RobotService.class, RobotProperties.class})
public class RobotAutoConfiguration {

}

在主程序导入配置类

boot3-07.png

@SpringBootApplication
@Import(RobotAutoConfiguration.class)
public class Boot307Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Boot307Application.class, args);
    }

}

引入starter不会读取starter本身的配置。

编写application.properties

robot.name=louie
robot.age=23
robot.email=louis@qq.com

测试

基本抽取.png
总结：

a、创建starter,将公共代码所需的所有依赖导入
b、将公共代码复制到starter
c、自己写一个RobotAutoConfiguration，该容器中导入需要组件(主程序扫描规则)
d、测试功能

使用Enable机制

原因：在导入starter的时候，使用者可能不知道需要导入哪些相关的文件。

在我们的starter编写注解

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import({RobotAutoConfiguration.class})
public @interface EnableRobot {
}

在主程序中使用@EnableRobot注解
@SpringBootApplication
@EnableRobot
public class Boot307Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Boot307Application.class, args);
    }

}

测试

基本抽取.png
总结：

别人引入starter需要使用@EnableRobot开启功能

完全自动

依赖SpringBoot的SPI机制"META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.Autoconfiguration.imports"在其中放置RobotAutoConfiguration配置类的全类名。如：com.louis.starter.robot.config.RobotAutoConfiguration
import文件.png只需要导入starter,不用加任何注解。

测试

import配置后.png

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