Spring - FactoryBean扩展接口

news2024/11/13 8:41:13

文章目录

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  • org.springframework.beans.factory.FactoryBean
  • FactoryBean中的设计模式----工厂方法模式
  • FactoryBean VS BeanFactory
  • 源码解析
  • 扩展示例

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Spring Boot - 扩展接口一览

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org.springframework.beans.factory.FactoryBean


package org.springframework.beans.factory;

import org.springframework.lang.Nullable;


public interface FactoryBean<T> {


	String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";


	@Nullable
	T getObject() throws Exception;

	
	@Nullable
	Class<?> getObjectType();

	
	default boolean isSingleton() {
		return true;
	}

}

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一般情况下,Spring通过反射机制利用bean的class属性指定支线类去实例化bean,在某些情况下,实例化Bean过程比较复杂,如果按照传统的方式,则需要在bean中提供大量的配置信息。

配置方式的灵活性是受限的,这时采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.bean.factory.FactoryBean的工厂类接口,用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。

FactoryBean接口对于Spring框架来说占用重要的地位,Spring自身就提供了70多个FactoryBean的实现。隐藏了实例化一些复杂bean的细节,给上层应用带来了便利。

从Spring3.0开始,FactoryBean开始支持泛型,即接口声明改为FactoryBean<T>的形式

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FactoryBean中的设计模式----工厂方法模式

工厂方法模式是简单工厂模式的一种升级或者说是进一步抽象,它可以应用于更加复杂的场景,灵活性也更高。

在简单工厂中,由工厂类进行所有的逻辑判断、实例创建;

如果不想在工厂类中进行判断,可以为不同的产品提供不同的工厂,不同的工厂生产不同的产品,每一个工厂都只对应一个相应的对象,这就是工厂方法模式。

Spring 中的 FactoryBean 就是这种思想的体现,FactoryBean 可以理解为工厂 Bean


public interface FactoryBean<T> {
  T getObject()Class<?> getObjectType();
  boolean isSingleton();
}

我们定义一个类 ArtisanFactoryBean 来实现 FactoryBean 接口,主要是在 getObject 方法里 new 一个 Artisan对象。这样我们通过 getBean(id) 获得的是该工厂所产生的 Artisan 的实例,而不是 ArtisanFactoryBean本身的实例,像下面这样:

BeanFactory bf = new ClassPathXmlApplicationContext("artisan.xml");
Artisan  artisanBean = (Artisan) bf.getBean("artisanFactoryBean");

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FactoryBean VS BeanFactory

  • BeanFactory,就是bean的工厂,主要是通过定位、加载、注册以及实例化来维护对象与对象之间的依赖关系,以此来管理bean

  • FactoryBean,bean的一种,顾名思义,它也可以用来生产bean,也实现了相应的工厂方法。

  • 一般来说,Bean是由BeanFactory生产,但FactoryBean的特殊之处就在于它也能生产bean。

  • 获取FactoryBean的方法是getBean("&"+beanName); 就是在beanName加个"&"前缀,若直接getBean(beanName),获取到的是FactoryBean通过getObject接口生成的Bean


源码解析

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean
		  org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean	
			  org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean
 protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
			@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {

		/**
		 * 通过name获取BeanName,这里不能使用name作为beanName:
		 * 1. name可能是别名,通过方法转换为具体的实例名称
		 * 2. name可能会以&开头,表明调用者想获取FactoryBean本身,而非FactoryBean创建bean
		 *    FactoryBean 的实现类和其他的 bean 存储方式是一致的,即 <beanName, bean>,
		 *    beanName 中是没有 & 这个字符的。所以我们需要将 name 的首字符 & 移除,这样才能从
		 *    缓存里取到 FactoryBean 实例。
		 *
		 */
		final String beanName = transformedBeanName(name);
		Object bean;

		// 从缓存中获取bean
		Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

		/*
		 * 如果 sharedInstance = null,则说明缓存里没有对应的实例,表明这个实例还没创建。
		 *( BeanFactory 并不会在一开始就将所有的单例 bean 实例化好,而是在调用 getBean 获取bean 时再实例化,也就是懒加载)。
		 * getBean 方法有很多重载,比如 getBean(String name, Object... args),我们在首次获取
		 * 某个 bean 时,可以传入用于初始化 bean 的参数数组(args),BeanFactory 会根据这些参数
		 * 去匹配合适的构造方法构造 bean 实例。当然,如果单例 bean 早已创建好,这里的 args 就没有
		 * 用了,BeanFactory 不会多次实例化单例 bean。
		 */
		if (sharedInstance != null && args == null) {
			if (logger.isTraceEnabled()) {
				if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
					logger.trace("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
							"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
				}
				else {
					logger.trace("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
				}
			}

			/*
			 * 如果 sharedInstance 是普通的单例 bean,下面的方法会直接返回。但如果
			 * sharedInstance 是 FactoryBean 类型的,则需调用 getObject 工厂方法获取真正的
			 * bean 实例。如果用户想获取 FactoryBean 本身,这里也不会做特别的处理,直接返回
			 * 即可。毕竟 FactoryBean 的实现类本身也是一种 bean,只不过具有一点特殊的功能而已。
			 */
			bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
		}

		/*
		 * 如果上面的条件不满足,则表明 sharedInstance 可能为空,此时 beanName 对应的 bean
		 * 实例可能还未创建。这里还存在另一种可能,如果当前容器有父容器,beanName 对应的 bean 实例
		 * 可能是在父容器中被创建了,所以在创建实例前,需要先去父容器里检查一下。
		 */
		else {
			// BeanFactory 不缓存 Prototype 类型的 bean,无法处理该类型 bean 的循环依赖问题
            //判断是否存在循环依赖
			if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
				throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
			}

			// 如果 sharedInstance = null,则到父容器中查找 bean 实例
			BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
			if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
				// Not found -> check parent.
				String nameToLookup = originalBeanName(name);
				if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
					return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
							nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
				}
				else if (args != null) {
					// Delegation to parent with explicit args.
					return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
				}
				else if (requiredType != null) {
					// No args -> delegate to standard getBean method.
					return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
				}
				else {
					return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
				}
			}

			if (!typeCheckOnly) {
				markBeanAsCreated(beanName);
			}

			try {
				// 合并父 BeanDefinition 与子 BeanDefinition
				final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
				checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

				// 检查是否有 dependsOn 依赖,如果有则先初始化所依赖的 bean
				String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
				if (dependsOn != null) {
					for (String dep : dependsOn) {

						/*
						 * 检测是否存在 depends-on 循环依赖,若存在则抛异常。比如 A 依赖 B,
						 * B 又依赖 A,他们的配置如下:
						 *   <bean id="beanA" class="BeanA" depends-on="beanB">
						 *   <bean id="beanB" class="BeanB" depends-on="beanA">
						 *
						 * beanA 要求 beanB 在其之前被创建,但 beanB 又要求 beanA 先于它
						 * 创建。这个时候形成了循环,对于 depends-on 循环,Spring 会直接
						 * 抛出异常
						 */

						if (isDependent(beanName, dep)) {
							throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
									"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
						}
						// 注册依赖记录
						registerDependentBean(dep, beanName);
						try {
							// 加载 depends-on 依赖
							getBean(dep);
						}
						catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
							throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
									"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
						}
					}
				}

				// 创建 bean 实例
				if (mbd.isSingleton()) {

					/*
					 * 这里并没有直接调用 createBean 方法创建 bean 实例,而是通过
					 * getSingleton(String, ObjectFactory) 方法获取 bean 实例。
					 * getSingleton(String, ObjectFactory) 方法会在内部调用
					 * ObjectFactory 的 getObject() 方法创建 bean,并会在创建完成后,
					 * 将 bean 放入缓存中。
					 */

					sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
						try {
							return createBean(beanName, mbd, args);
						}
						catch (BeansException ex) {
							// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
							// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
							// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
							destroySingleton(beanName);
							throw ex;
						}
					});
					// 如果 bean 是 FactoryBean 类型,则调用工厂方法获取真正的 bean 实例。否则直接返回 bean 实例
					bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
				}
				// 创建 prototype 类型的 bean 实例
				else if (mbd.isPrototype()) {
					// It's a prototype -> create a new instance.
					Object prototypeInstance = null;
					try {
						beforePrototypeCreation(beanName);
						prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
					}
					finally {
						afterPrototypeCreation(beanName);
					}
					bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
				}
				// 创建其他类型的 bean 实例
				else {
					String scopeName = mbd.getScope();
					final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
					if (scope == null) {
						throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
					}
					try {
						Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
							beforePrototypeCreation(beanName);
							try {
								return createBean(beanName, mbd, args);
							}
							finally {
								afterPrototypeCreation(beanName);
							}
						});
						bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
					}
					catch (IllegalStateException ex) {
						throw new BeanCreationException(beanName,
								"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +
								"defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
								ex);
					}
				}
			}
			catch (BeansException ex) {
				cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
				throw ex;
			}
		}

		// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
		if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
			try {
				T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
				if (convertedBean == null) {
					throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
				}
				return convertedBean;
			}
			catch (TypeMismatchException ex) {
				if (logger.isTraceEnabled()) {
					logger.trace("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
							ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
				}
				throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
			}
		}
		return (T) bean;
	}


扩展示例

package com.artisan.bootspringextend.testextends;

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.SneakyThrows;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionBuilder;
import org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;

/**
 * @author 小工匠
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2022/12/5 23:45
 * @mark: show me the code , change the world
 */

@Slf4j
public class ExtendFactoryBean2 {
    public static void main(String[] args) {
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        BeanDefinitionBuilder definitionBuilder = BeanDefinitionBuilder
                .genericBeanDefinition(UserServiceFactoryBean.class);
        definitionBuilder.addPropertyValue("username", "artisan");
        beanFactory.registerBeanDefinition("userService", definitionBuilder.getBeanDefinition());


        UserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService");
        //artisan
        log.info(userService.getUsername());


        UserServiceFactoryBean userServiceFactoryBean = (UserServiceFactoryBean) beanFactory.getBean("&userService");
        //artisan
        log.info(userServiceFactoryBean.username);
    }

    public static class UserServiceFactoryBean implements FactoryBean<UserService> {

        @Setter
        private String username;


        @Override
        public UserService getObject() {
            UserService userService = new UserService();
            userService.setUsername(username);
            return userService;
        }

        @Override
        public Class<?> getObjectType() {
            return UserService.class;
        }
    }

    @Setter
    @Getter
    public static class UserService {

        private String username;
    }
}
    

定义一个UserServiceFactoryBean,用来生产UserService,将其注册到BeanFactory中,如果使用UserService对象,使用userServiceBean名称,
如果想要获取原来的UserServiceFactoryBean对象,需要使用&userService的Bean名称,&这个前缀是Spring规定的,可以查看BeanFactory#FACTORY_BEAN_PREFIX常量

00:05:24.692 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory - Creating shared instance of singleton bean 'userService'
00:05:24.762 [main] INFO com.artisan.bootspringextend.testextends.ExtendFactoryBean2 - artisan
00:05:24.762 [main] INFO com.artisan.bootspringextend.testextends.ExtendFactoryBean2 - artisan

Process finished with exit code 0

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