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2023-10-09 01:57:19 +00:00
## ApplicationContextAware
- [ApplicationContextAware](#applicationcontextaware)
- [一、接口描述](#一接口描述)
- [二、接口源码](#二接口源码)
- [三、主要功能](#三主要功能)
- [四、最佳实践](#四最佳实践)
- [五、时序图](#五时序图)
- [六、源码分析](#六源码分析)
- [七、注意事项](#七注意事项)
- [八、总结](#八总结)
- [8.1、最佳实践总结](#81最佳实践总结)
- [8.2、源码分析总结](#82源码分析总结)
### 一、接口描述
`ApplicationContextAware` 接口，允许我们访问当前的应用上下文 (`ApplicationContext`)。这通常在某些Spring bean需要访问应用上下文本身或其内部其他bean时会有用。
### 二、接口源码
`ApplicationContextAware` 是 Spring 框架中的一个接口，主要用于那些需要感知或交互其所在的 ApplicationContext 的 Spring beans。例如，可能需要发布事件或查询 ApplicationContext 中的其他 beans。
```java
/**
* 该接口应由希望接收其运行的 ApplicationContext 通知的任何对象实现。
*
* 例如，当对象需要访问一组合作的bean时，实现此接口是有意义的。
* 注意，通过bean引用进行配置优于仅为查找bean的目的而实现此接口。
*
* 如果对象需要访问文件资源（即希望调用getResource），
* 想要发布一个应用事件，或需要访问MessageSource，也可以实现此接口。
* 但在这种特定情况下，最好实现更为特定的 ResourceLoaderAware，
* ApplicationEventPublisherAware 或 MessageSourceAware 接口。
*
* 注意，文件资源依赖也可以作为类型为 org.springframework.core.io.Resource 的bean属性暴露，
* 通过字符串填充，由bean工厂自动进行类型转换。这样就不需要为访问特定文件资源而实现任何回调接口了。
*
* org.springframework.context.support.ApplicationObjectSupport 是应用对象的便利基类，
* 它实现了此接口。
*
* 关于所有bean生命周期方法的列表，请参阅
* org.springframework.beans.factory.BeanFactory BeanFactory的javadocs。
*
* @author Rod Johnson
* @author Juergen Hoeller
* @author Chris Beams
* @see ResourceLoaderAware
* @see ApplicationEventPublisherAware
* @see MessageSourceAware
* @see org.springframework.context.support.ApplicationObjectSupport
* @see org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware
*/
public interface ApplicationContextAware extends Aware {
/**
* 设置此对象运行的 ApplicationContext。
* 此调用通常用于初始化对象。
* 此方法在普通bean属性被填充之后调用，但在诸如 org.springframework.beans.factory.InitializingBean#afterPropertiesSet()
* 这样的初始化回调或自定义初始化方法之前调用。
* 在 ResourceLoaderAware#setResourceLoader，
* ApplicationEventPublisherAware#setApplicationEventPublisher 和
* MessageSourceAware 之后调用（如果适用）。
*
* @param applicationContext 要由此对象使用的 ApplicationContext 对象
* @throws ApplicationContextException 如果上下文初始化出错
* @throws BeansException 如果应用上下文方法抛出异常
* @see org.springframework.beans.factory.BeanInitializationException
*/
void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException;
}
```
### 三、主要功能
**动态查找其他Beans**：尽管我们通常使用依赖注入来获取其他beans的引用，但在某些动态或复杂情况下，bean可能需要在运行时查找其他beans。
**发布事件**：通过 `ApplicationContext`，bean可以发布应用级事件，这些事件可以被其他beans捕获和处理，这是实现松耦合交互的一种方法。
**资源加载**：`ApplicationContext` 扩展了 `ResourceLoader`，因此bean可以使用它来加载外部资源，如文件或URL。
**访问消息源**：对于支持国际化的应用程序，bean可以通过 `ApplicationContext` 访问消息源，从而解析特定的消息。
**访问其他应用上下文服务**：除了上述功能，`ApplicationContext` 还提供了其他一些服务，例如与JNDI交互、访问应用的环境属性等。
### 四、最佳实践
首先来看看启动类入口，上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`（此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式），构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类。然后从Spring上下文中获取一个`MyApplicationContextAware`类型的bean，最后调用`publish`方法用于发布一个事件。
```java
public class ApplicationContextAwareApplication {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
MyApplicationContextAware contextAware = context.getBean(MyApplicationContextAware.class);
contextAware.publish("hello world");
}
}
```
这里使用`@Bean`注解，定义了两个Bean，是为了确保`MyEventListener`， `MyApplicationContextAware` 被 Spring 容器执行
```java
@Configuration
public class MyConfiguration {
@Bean
public MyApplicationContextAware myApplicationContextAware(){
return new MyApplicationContextAware();
}
@Bean
public MyEventListener MyEventListener(){
return new MyEventListener();
}
}
```
`MyApplicationContextAware` 类使用 `ApplicationContextAware` 来获取 `ApplicationContext` 的引用，并使用这个引用来发布自定义事件。
```java
public class MyApplicationContextAware implements ApplicationContextAware {
private ApplicationContext context;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext context) throws BeansException {
this.context = context;
}
public void publish(String message) {
context.publishEvent(new MyEvent(this, message));
}
}
```
`MyEvent` 是我们自定义的 Spring 应用事件，用于传递一个字符串消息。
```java
public class MyEvent extends ApplicationEvent {
private final String message;
public MyEvent(Object source, String message) {
super(source);
this.message = message;
}
public String getMessage() {
return message;
}
}
```
`MyEventListener` 是一个监听器。当 `MyEvent` 事件被发布时，此监听器会自动被触发，执行 `onApplicationEvent` 方法的逻辑。
```java
public class MyEventListener implements ApplicationListener<MyEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(MyEvent event) {
System.out.println("Received my event - " + event.getMessage());
}
}
```
运行结果发现，这表示监听器成功地捕获了该事件并处理了它。
```java
Received my event - hello world
```
### 五、时序图
~~~mermaid
sequenceDiagram
Title: BeanClassLoaderAware时序图
participant ApplicationContextAwareApplication
participant AnnotationConfigApplicationContext
participant AbstractApplicationContext
participant DefaultListableBeanFactory
participant AbstractBeanFactory
participant DefaultSingletonBeanRegistry
participant AbstractAutowireCapableBeanFactory
participant ApplicationContextAwareProcessor
participant MyApplicationContextAware
ApplicationContextAwareApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses)<br>创建上下文
AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh()<br>刷新上下文
AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)<br>初始化Bean工厂
AbstractApplicationContext->>DefaultListableBeanFactory:preInstantiateSingletons()<br>实例化单例
DefaultListableBeanFactory->>AbstractBeanFactory:getBean(name)<br>获取Bean
AbstractBeanFactory->>AbstractBeanFactory:doGetBean(name,requiredType,args,typeCheckOnly)<br>执行获取Bean
AbstractBeanFactory->>DefaultSingletonBeanRegistry:getSingleton(beanName,singletonFactory)<br>获取单例Bean
DefaultSingletonBeanRegistry-->>AbstractBeanFactory:getObject()<br>获取Bean实例
AbstractBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:createBean(beanName,mbd,args)<br>创建Bean
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:doCreateBean(beanName,mbd,args)<br>执行Bean创建
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:initializeBean(beanName,bean,mbd)<br>负责bean的初始化
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(existingBean, beanName)<br>调用前置处理器
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>ApplicationContextAwareProcessor:postProcessBeforeInitialization(bean,beanName)<br>触发Aware处理
ApplicationContextAwareProcessor->>ApplicationContextAwareProcessor:invokeAwareInterfaces(bean)<br>执行Aware回调
ApplicationContextAwareProcessor->>MyApplicationContextAware:setApplicationContext(context)<br>设置应用上下文
AbstractAutowireCapableBeanFactory-->>AbstractBeanFactory:返回Bean对象
AbstractBeanFactory-->>DefaultListableBeanFactory:返回Bean对象
AnnotationConfigApplicationContext-->>ApplicationContextAwareApplication:初始化完成
~~~
### 六、源码分析
首先来看看启动类入口，上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`（此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式），构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类。然后从Spring上下文中获取一个`MyApplicationContextAware`类型的bean，最后调用`publish`方法用于发布一个事件。
```java
public class ApplicationContextAwareApplication {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
MyApplicationContextAware contextAware = context.getBean(MyApplicationContextAware.class);
contextAware.publish("hello world");
}
}
```
在`org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext#AnnotationConfigApplicationContext`构造函数中，执行了三个步骤，我们重点关注`refresh()`方法
```java
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
this();
register(componentClasses);
refresh();
```
在`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh`方法中我们重点关注一下`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`这方法会对实例化所有剩余非懒加载的单列Bean对象，其他方法不是本次源码阅读的重点暂时忽略。
```java
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
// ... [代码部分省略以简化]
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
在`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization`方法中，会继续调用`DefaultListableBeanFactory`类中的`preInstantiateSingletons`方法来完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。
```java
/**
* 完成此工厂的bean初始化，实例化所有剩余的非延迟初始化单例bean。
*
* @param beanFactory 要初始化的bean工厂
*/
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// ... [代码部分省略以简化]
// 完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons`方法中，主要的核心目的是预先实例化所有非懒加载的单例bean。在Spring的上下文初始化完成后，该方法会被触发，以确保所有单例bean都被正确地创建并初始化。其中`getBean(beanName)`是此方法的核心操作。对于容器中定义的每一个单例bean，它都会调用`getBean`方法，这将触发bean的实例化、初始化及其依赖的注入。如果bean之前没有被创建过，那么这个调用会导致其被实例化和初始化。
```java
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 循环遍历所有bean的名称
for (String beanName : beanNames) {
getBean(beanName);
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean()`方法中，又调用了`doGetBean`方法来实际执行创建Bean的过程，传递给它bean的名称和一些其他默认的参数值。此处，`doGetBean`负责大部分工作，如查找bean定义、创建bean（如果尚未创建）、处理依赖关系等。
```java
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean`方法中，首先检查所请求的bean是否是一个单例并且已经创建。如果尚未创建，它将创建一个新的实例。在这个过程中，它处理可能的异常情况，如循环引用，并确保返回的bean是正确的类型。这是Spring容器bean生命周期管理的核心部分。
```java
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 开始创建bean实例
if (mbd.isSingleton()) {
// 如果bean是单例的，我们会尝试从单例缓存中获取它
// 如果不存在，则使用lambda创建一个新的实例
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
// 尝试创建bean实例
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
});
// 对于某些bean（例如FactoryBeans），可能需要进一步处理以获取真正的bean实例
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
// ... [代码部分省略以简化]
// 确保返回的bean实例与请求的类型匹配
return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton()`方法中，主要负责从单例缓存中获取一个已存在的bean实例，或者使用提供的`ObjectFactory`创建一个新的实例。这是确保bean在Spring容器中作为单例存在的关键部分。
```java
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
// 断言bean名称不能为空
Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
// 同步访问单例对象缓存，确保线程安全
synchronized (this.singletonObjects) {
// 从缓存中获取单例对象
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果缓存中没有找到
if (singletonObject == null) {
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// 使用工厂创建新的单例实例
singletonObject = singletonFactory.getObject();
newSingleton = true;
}
catch (IllegalStateException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
catch (BeanCreationException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
finally {
// ... [代码部分省略以简化]
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
// 返回单例对象
return singletonObject;
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean()`方法中，主要的逻辑是调用 `doCreateBean`，这是真正进行 bean 实例化、属性填充和初始化的地方。这个方法会返回新创建的 bean 实例。
```java
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// 正常的bean实例化、属性注入和初始化。
// 这里是真正进行bean创建的部分。
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
// 记录bean成功创建的日志
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}
catch (BeanCreationException | ImplicitlyAppearedSingletonException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
catch (Throwable ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean`方法中，`initializeBean`方法是bean初始化，确保bean是完全配置和准备好的。
```java
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// 声明一个对象，后续可能用于存放初始化后的bean或它的代理对象
Object exposedObject = bean;
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// ... [代码部分省略以简化]
// bean初始化
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
// 返回创建和初始化后的bean
return exposedObject;
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean`方法中，如果条件满足（即 bean 不是合成的），那么它会调用 `applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization` 方法。这个方法是 Spring 生命周期中的一个关键点，它会遍历所有已注册的 `BeanPostProcessor` 实现，并调用它们的 `postProcessBeforeInitialization` 方法。这允许我们和内部处理器在 bean 初始化之前对其进行修改或执行其他操作。
```java
protected Object initializeBean(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
// ... [代码部分省略以简化]
Object wrappedBean = bean;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
// ... [代码部分省略以简化]
return wrappedBean;
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization`方法中，遍历每一个 `BeanPostProcessor` 的 `postProcessBeforeInitialization` 方法都有机会对bean进行修改或增强
```java
@Override
public Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName)
throws BeansException {
Object result = existingBean;
for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {
Object current = processor.postProcessBeforeInitialization(result, beanName);
if (current == null) {
return result;
}
result = current;
}
return result;
}
```
在`org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor#postProcessBeforeInitialization`方法中，在这个方法的实现特别关注那些实现了 "aware" 接口的 beans，并为它们提供所需的运行环境信息。
```java
@Override
@Nullable
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (!(bean instanceof EnvironmentAware || bean instanceof EmbeddedValueResolverAware ||
bean instanceof ResourceLoaderAware || bean instanceof ApplicationEventPublisherAware ||
bean instanceof MessageSourceAware || bean instanceof ApplicationContextAware ||
bean instanceof ApplicationStartupAware)) {
return bean;
}
// ... [代码部分省略以简化]
invokeAwareInterfaces(bean);
return bean;
}
```
在`org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor#invokeAwareInterfaces`方法中，用于处理实现了"Aware"接口的beans。这些接口使得beans能够被自动"感知"并获得对其运行环境或特定依赖的引用，而不需要显式地进行查找或注入。
```java
private void invokeAwareInterfaces(Object bean) {
// ... [代码部分省略以简化]
// 对ApplicationContextAware接口进行回调
if (bean instanceof ApplicationContextAware) {
((ApplicationContextAware) bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
}
}
```
最后执行到我们自定义的逻辑中，使用 `ApplicationContextAware` 来获取 `ApplicationContext` 的引用，并使用这个引用来发布自定义事件。
```java
public class MyApplicationContextAware implements ApplicationContextAware {
private ApplicationContext context;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext context) throws BeansException {
this.context = context;
}
public void publish(String message) {
context.publishEvent(new MyEvent(this, message));
}
}
```
### 七、注意事项
**记住生命周期**：当我们实现 `ApplicationContextAware` 时，记住上下文是在 bean 的生命周期的一个特定点被注入的。这通常是在属性注入后、初始化方法前。
**记住上下文层次结构**：在更复杂的应用中，可能会有多个 `ApplicationContext` 层次结构（例如，一个根上下文和一个或多个子上下文）。确保我们了解从哪个上下文检索 beans，以及这些 beans 的生命周期和可见性。
**小心与懒加载 beans 的交互**：如果我们使用 `ApplicationContextAware` 来动态检索一个定义为懒加载的 bean，那么这将导致该 bean 被立即初始化。
**避免创建循环依赖**：如果使用 `ApplicationContext` 来动态查找 beans，要确保不会创建意外的循环依赖。
**避免在构造函数中使用 ApplicationContext**：当 bean 实现 `ApplicationContextAware` 时，`setApplicationContext` 方法是在 bean 的属性注入之后、初始化方法（如 `afterPropertiesSet` 或自定义的 init 方法）之前调用的。因此，不应该试图在构造函数中访问 `ApplicationContext`，因为它在那时可能还没有被设置。
### 八、总结
#### 8.1、最佳实践总结
**应用启动与上下文初始化**： 在 `ApplicationContextAwareApplication` 类中，我们启动了一个基于 Java 注解配置的 Spring 应用。使用 `AnnotationConfigApplicationContext` 与 `MyConfiguration` 作为参数，我们成功地启动了 Spring 容器。
**配置类的定义**： `MyConfiguration` 是一个配置类，标注了 `@Configuration` 注解。这里，我们定义了两个 beans，分别是 `MyApplicationContextAware` 和 `MyEventListener`。由于它们都被定义为 `@Bean`，Spring 容器在启动时会实例化并管理它们。
**获取并使用 ApplicationContextAware bean**： 从启动的 Spring 容器中，我们获取了 `MyApplicationContextAware` bean 的实例，并调用其 `publish` 方法来发布一个自定义事件（携带消息 "hello world"）。
**ApplicationContextAware 的实现**： `MyApplicationContextAware` 实现了 `ApplicationContextAware` 接口，这允许它获取和存储其运行环境的 `ApplicationContext` 引用。它提供了一个 `publish` 方法，用于使用保存的 ApplicationContext 来发布事件。
**自定义事件的定义**： `MyEvent` 是一个自定义事件，继承自 `ApplicationEvent`。它携带了一个字符串消息，这个消息在事件发布后可以由监听器获取和处理。
**事件监听器的定义**： `MyEventListener` 实现了 `ApplicationListener<MyEvent>`，这使得它成为了一个专门用于监听和处理 `MyEvent` 事件的监听器。当 `MyEvent` 事件被发布时，监听器的 `onApplicationEvent` 方法被自动触发，并打印出消息内容。
**运行结果**： 当应用运行时，`MyEventListener` 成功地捕获了由 `MyApplicationContextAware` 发布的事件，并输出了 "Received my event - hello world"，证明整个事件发布和处理的机制都工作正常。
#### 8.2、源码分析总结
**启动与上下文初始化**：使用 `AnnotationConfigApplicationContext` 启动 Spring 应用，并传递 `MyConfiguration` 作为参数进行上下文初始化，从上下文中获取 `MyApplicationContextAware` bean，并发布自定义事件。
**Spring 上下文刷新**：在 `refresh()` 方法中，主要关注点是调用 `finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`，负责实例化所有非延迟加载的单例 bean。
**Bean 实例化**：`preInstantiateSingletons()` 方法在 Spring 上下文初始化完成后被调用，确保所有非延迟加载的单例 beans 都被实例化，对于每个 bean，都会调用 `getBean(beanName)`，这会触发 bean 的实例化、初始化以及依赖注入。
**Bean 创建与初始化**：在 `doCreateBean` 方法中，核心操作是调用 `initializeBean` 进行 bean 初始化，确保 bean 完全配置并准备好，`initializeBean` 中会调用 `applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization`，在 bean 初始化之前遍历所有已注册的 `BeanPostProcessor`。
**处理 Aware 接口**：`ApplicationContextAwareProcessor` 的作用是对实现了 "Aware" 接口的 beans 进行特殊处理。在 `invokeAwareInterfaces` 方法中，针对不同的 "Aware" 接口进行了处理，使得 beans 可以自动感知其运行环境或特定依赖。
ApplicationContextAware 源码分析
2023-10-01 13:59:41 +00:00
**自定义事件发布**：通过实现 `ApplicationContextAware`，`MyApplicationContextAware` 能够获得 `ApplicationContext` 的引用，随后使用此引用发布自定义事件。