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2023-10-18 22:05:56 +08:00
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README.md

ResourceLoaderAware

一、基本信息

✒️ 作者 - Lex 📝 博客 - 我的CSDN 📚 文章目录 - 所有文章 🔗 源码地址 - ResourceLoaderAware源码

二、接口描述

ResourceLoaderAware 接口,它用于为需要访问 ResourceLoader 的 bean 提供一个回调。ResourceLoader 是一个简单的策略接口,定义了如何加载底层资源(如类路径或文件系统资源)的方法。

三、接口源码

ResourceLoaderAware 是 Spring 框架自 10.03.2004 开始引入的一个核心接口。实现ResourceLoaderAware接口的对象会在Spring容器中被自动注入一个ResourceLoader实例。

/**
 * 任何希望被通知 ResourceLoader通常是 ApplicationContext的对象都应实现此接口。
 * 这是通过 org.springframework.context.ApplicationContextAware 接口完全依赖 ApplicationContext 的另一种方式。
 *
 * 请注意org.springframework.core.io.Resource 依赖也可以暴露为类型为 Resource 或 Resource[] 的bean属性
 * 通过字符串在bean工厂中进行自动类型转换进行填充。这样就消除了为了访问特定文件资源而实现任何回调接口的需求。
 *
 * 当我们的应用对象需要访问其名称经过计算的各种文件资源时,通常需要一个 ResourceLoader。
 * 一个好策略是使对象使用 org.springframework.core.io.DefaultResourceLoader但仍然实现 ResourceLoaderAware
 * 以允许在 ApplicationContext 中运行时覆盖。参考 org.springframework.context.support.ReloadableResourceBundleMessageSource 为例。
 *
 * 传入的 ResourceLoader 也可以检查是否为 org.springframework.core.io.support.ResourcePatternResolver 接口
 * 并相应地进行类型转换,以将资源模式解析为 Resource 对象的数组。在 ApplicationContext 中运行时,这总是可行的
 * (因为 context 接口扩展了 ResourcePatternResolver 接口)。默认情况下,使用 org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver
 * 也可以查看 ResourcePatternUtils.getResourcePatternResolver 方法。
 *
 * 作为 ResourcePatternResolver 依赖的替代,考虑暴露类型为 Resource[] 的 bean 属性,通过模式字符串
 * 在bean工厂的绑定时间进行自动类型转换进行填充。
 *
 * @author Juergen Hoeller
 * @author Chris Beams
 * @since 10.03.2004
 * @see ApplicationContextAware
 * @see org.springframework.core.io.Resource
 * @see org.springframework.core.io.ResourceLoader
 * @see org.springframework.core.io.support.ResourcePatternResolver
 */
public interface ResourceLoaderAware extends Aware {

    /**
     * 设置此对象运行的 ResourceLoader。
     * 可能是一个 ResourcePatternResolver可以通过 instanceof ResourcePatternResolver 检查。
     * 也可以查看 ResourcePatternUtils.getResourcePatternResolver 方法。
     * 在填充正常的bean属性之后但在像 InitializingBean 的 afterPropertiesSet 这样的初始化回调或自定义初始化方法之前被调用。
     * 在 ApplicationContextAware 的 setApplicationContext 之前调用。
     * @param resourceLoader 此对象要使用的 ResourceLoader
     * @see org.springframework.core.io.support.ResourcePatternResolver
     * @see org.springframework.core.io.support.ResourcePatternUtils#getResourcePatternResolver
     */
    void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader);

}

四、主要功能

  1. 资源加载回调

    • 当 bean 实现了 ResourceLoaderAware 接口Spring 容器会在该 bean 初始化时,自动将一个 ResourceLoader 注入到该 bean 中,从而使得 bean 可以加载资源。
  2. 提供资源加载策略

    • 通过 ResourceLoader, bean 可以加载各种类型的资源如类路径资源、文件系统资源、URL 资源等。它为资源访问提供了一个统一的策略。
  3. 减少对 ApplicationContext 的直接依赖

    • 虽然 ApplicationContext 也扩展了 ResourceLoader 的功能,但有时候 bean 只需要资源加载功能,而不需要其他的 ApplicationContext 功能。通过实现 ResourceLoaderAwarebean 可以只获得资源加载功能,从而降低与完整的 ApplicationContext 的耦合。

五、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MyResourceLoaderAware类型的bean最后调用getResource方法并传递了一个路径。

public class ResourceLoaderAwareApplication {

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
        MyResourceLoaderAware resourceLoaderAware = context.getBean(MyResourceLoaderAware.class);
        resourceLoaderAware.getResource("classpath:xcs.txt");
    }
}

这里使用@Bean注解定义了以个Bean是为了确保 MyResourceLoaderAware 被 Spring 容器执行。

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @Bean
    public MyResourceLoaderAware myResourceLoaderAware(){
        return new MyResourceLoaderAware();
    }
}

MyResourceLoaderAware 类是一个简单的实用工具,我们利用 Spring 的 ResourceLoader 机制,可以用于加载和打印资源内容。

public class MyResourceLoaderAware implements ResourceLoaderAware {

    private ResourceLoader resourceLoader;

    @Override
    public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
        this.resourceLoader = resourceLoader;
    }

    public void getResource(String location){
        try {
            Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
            System.out.println("Resource content: " + new String(FileCopyUtils.copyToByteArray(resource.getInputStream())));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果发现, MyResourceLoaderAware 类成功地读取了资源文件的内容并将其打印到了控制台。

Resource content: hello world

六、时序图

sequenceDiagram
    Title: EnvironmentAware时序图
    participant ResourceLoaderAwareApplication
    participant AnnotationConfigApplicationContext
    participant AbstractApplicationContext
    participant DefaultListableBeanFactory
    participant AbstractBeanFactory
    participant DefaultSingletonBeanRegistry
    participant AbstractAutowireCapableBeanFactory
    participant ApplicationContextAwareProcessor
    participant MyResourceLoaderAware
    
    ResourceLoaderAwareApplication->>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->>MyResourceLoaderAware:setResourceLoader(resourceLoader)<br>设置resourceLoader
    AbstractAutowireCapableBeanFactory-->>AbstractBeanFactory:返回Bean对象
    AbstractBeanFactory-->>DefaultListableBeanFactory:返回Bean对象
    AnnotationConfigApplicationContext-->>ResourceLoaderAwareApplication:初始化完成

七、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MyResourceLoaderAware类型的bean最后调用getResource方法并传递了一个路径。

public class ResourceLoaderAwareApplication {

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
        MyResourceLoaderAware resourceLoaderAware = context.getBean(MyResourceLoaderAware.class);
        resourceLoaderAware.getResource("classpath:xcs.txt");
    }
}

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

public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
    this();
    register(componentClasses);
    refresh();

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。

@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]
}

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。

/**
 * 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();
}

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。

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]
}

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。

@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
    return doGetBean(name, null, null, false);
}

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。

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);
}

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。

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;
    }
}

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。

@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]
    }
}

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。

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;
}

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。

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;
}

org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization方法中,遍历每一个 BeanPostProcessorpostProcessBeforeInitialization 方法都有机会对bean进行修改或增强

@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;
}

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。

@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;
}

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。

private void invokeAwareInterfaces(Object bean) {
    // ... [代码部分省略以简化]
	if (bean instanceof ResourceLoaderAware) {
        ((ResourceLoaderAware) bean).setResourceLoader(this.applicationContext);
    }
    // ... [代码部分省略以简化]
}

最后执行到我们自定义的逻辑中,MyResourceLoaderAware 类是一个简单的实用工具,我们利用 Spring 的 ResourceLoader 机制,可以用于加载和打印资源内容。

public class MyResourceLoaderAware implements ResourceLoaderAware {

    private ResourceLoader resourceLoader;

    @Override
    public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
        this.resourceLoader = resourceLoader;
    }

    public void getResource(String location){
        try {
            Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
            System.out.println("Resource content: " + new String(FileCopyUtils.copyToByteArray(resource.getInputStream())));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

八、注意事项

  1. 资源路径

    • 当使用 ResourceLoader 获取资源时,需要提供完整的路径。例如,使用 "classpath:" 前缀来加载类路径上的资源。我们应确保路径是正确的,否则 ResourceLoader 可能找不到资源。
  2. 资源缓存

    • ResourceLoader 本身不提供资源内容的缓存功能。每次调用 getResource 方法都可能返回一个新的 Resource 实例。如果需要缓存资源内容,我们应该自己实现。
  3. 资源存在性检查

    • 使用 ResourceLoader 获取的 Resource 不保证资源确实存在。在尝试访问资源内容之前,我们应使用 Resource.exists() 方法检查资源是否存在。
  4. 资源类型的多样性

    • 根据运行环境和 ResourceLoader 的具体实现它可以加载多种类型的资源如类路径资源、文件系统资源、URL资源等。我们应当了解当前环境支持的资源类型并正确使用。
  5. 避免过度使用

    • 虽然 ResourceLoaderAware 提供了一种方便的方式来访问资源,但不是所有的 beans 都需要它。只有当 bean 真正需要动态地加载资源时,才应实现这个接口。否则,更简洁的方式是直接注入 Resource 类型的属性。
  6. 生命周期时机

    • 当一个 bean 实现了 ResourceLoaderAware 接口,setResourceLoader 方法会在 bean 初始化的早期被调用,这确保了后续的 bean 初始化和业务逻辑可以使用到 ResourceLoader。但我们应确保不在构造函数中访问 ResourceLoader,因为它此时尚未被设置。
  7. 避免过度使用

    • 虽然 ResourceLoaderAware 提供了一种方便的方式来访问资源,但不是所有的 beans 都需要它。只有当 bean 真正需要动态地加载资源时,才应实现这个接口。否则,更简洁的方式是直接注入 Resource 类型的属性。
  8. ApplicationContextAware 的区别

    • ApplicationContext 本身也是一个 ResourceLoader,因此实现 ApplicationContextAware 也可以获得类似的资源加载功能。但如果我们的 bean 只需要资源加载功能,而不需要其他的 ApplicationContext 功能,那么最好只实现 ResourceLoaderAware 以减少耦合。

九、总结

最佳实践总结

  1. 启动类入口

    • 使用了 AnnotationConfigApplicationContext 类来启动Spring应用。这是一个使用基于Java的注解来配置Spring容器的方式。上下文初始化时使用了 MyConfiguration 类作为配置类。接着从Spring上下文中获取了一个 MyResourceLoaderAware 类型的bean。最后调用了 getResource 方法并传入了一个指定的路径。
  2. 配置类

    • MyConfiguration 是一个标注有 @Configuration 的配置类表示它是一个Spring配置类。在这个配置类中通过 @Bean 注解定义了一个 MyResourceLoaderAware 类型的bean。这确保 MyResourceLoaderAware 被Spring容器管理并且 ResourceLoader 被正确注入。
  3. 资源加载实现

    • MyResourceLoaderAware 类实现了 ResourceLoaderAware 接口从而允许Spring容器在bean初始化时自动注入 ResourceLoadergetResource 方法使用注入的 ResourceLoader 来加载给定路径的资源,然后读取并打印资源的内容。
  4. 运行结果

    • 当运行应用程序时,MyResourceLoaderAware 成功地从指定的资源路径加载内容,并将 "hello world" 打印到控制台。

源码分析总结

  1. 启动与上下文初始化

    • 使用 AnnotationConfigApplicationContext 创建了一个基于Java注解的Spring容器传入了 MyConfiguration 作为配置。从上下文中获取 MyResourceLoaderAware 类型的bean并调用了其 getResource 方法。
  2. 配置类与Bean注册

    • MyConfiguration 配置类中,通过 @Bean 注解注册了 MyResourceLoaderAware 类型的bean。
  3. 上下文刷新与Bean实例化

    • 在上下文的 refresh 方法中,调用了 finishBeanFactoryInitialization 方法以实例化所有剩余的非懒加载单例Bean。在此方法中调用了 preInstantiateSingletons 方法预先实例化所有非懒加载的单例bean。
  4. Bean获取与创建流程

    • 使用 getBean 方法来实际获取Bean这可能会触发Bean的创建。在 doGetBean 方法中如果bean还未创建会尝试创建新实例处理依赖关系并返回正确的bean实例。
  5. 单例Bean的创建与缓存

    • getSingleton 方法中首先尝试从单例缓存中获取bean实例。如果尚未创建则使用提供的 ObjectFactory 创建新实例,并存入缓存。
  6. Bean初始化

    • 在Bean创建完成后进行初始化。在 initializeBean 方法中会对特定的bean应用 BeanPostProcessor 逻辑。
  7. Aware接口的处理

    • 使用 ApplicationContextAwareProcessor 处理实现了 Aware 接口的beans。对于实现了 ResourceLoaderAware 的beans会注入一个 ResourceLoader 实例。
  8. 自定义逻辑

    • MyResourceLoaderAware 类中,利用注入的 ResourceLoader,加载并打印资源内容。