面试官：Spring 中有多少个扩展点？

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 2023-01-16
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原文作者：JAVA旭阳 原文地址：https://juejin.cn/post/7178736555270504507

前言

在使用spring的过程中，我们有没有发现它的扩展能力很强呢？ 由于这个优势的存在，使得spring具有很强的包容性，所以很多第三方应用或者框架可以很容易的投入到spring的怀抱中。今天我们主要来学习Spring中很常用的11个扩展点，你用过几个呢？

1. 类型转换器

如果接口中接收参数的实体对象中，有一个字段类型为Date，但实际传递的参数是字符串类型：2022-12-15 10:20:15，该如何处理？

Spring提供了一个扩展点，类型转换器Type Converter，具体分为3类：

  • Converter<S,T>: 将类型 S 的对象转换为类型 T 的对象
  • ConverterFactory<S, R>: 将 S 类型对象转换为 R 类型或其子类对象
  • GenericConverter：它支持多种源和目标类型的转换，还提供了源和目标类型的上下文。 此上下文允许您根据注释或属性信息执行类型转换。

还是不明白的话，我们举个例子吧。

  1. 定义一个用户对象
    @Data
    public class User {
        private Long id;
        private String name;
        private Date registerDate;
    }
  1. 实现Converter接口
    public class DateConverter implements Converter<String, Date> {
        private SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        @Override
        public Date convert(String source) {
            if (source != null && !"".equals(source)) {
                try {
                    simpleDateFormat.parse(source);
                } catch (ParseException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return null;
        }
    }
  1. 将新定义的类型转换器注入到Spring容器中
    @Configuration
    public class WebConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
        @Override
        public void addFormatters(FormatterRegistry registry) {
            registry.addConverter(new DateConverter());
        }
    }
  1. 调用接口测试
    @RequestMapping("/user")
        @RestController
        public class UserController {
            @RequestMapping("/save")
            public String save(@RequestBody User user) {
                return "success";
            }
        }

请求接口时，前端传入的日期字符串，会自动转换成Date类型。

2. 获取容器Bean

在我们日常开发中，经常需要从Spring容器中获取bean，但是你知道如何获取Spring容器对象吗？

2.1 BeanFactoryAware

    @Service
    public class PersonService implements BeanFactoryAware {
        private BeanFactory beanFactory;
    
        @Override
        public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
            this.beanFactory = beanFactory;
        }
    
        public void add() {
            Person person = (Person) beanFactory.getBean("person");
        }
    }

实现BeanFactoryAware接口，然后重写setBeanFactory方法，可以从方法中获取spring容器对象。

2.2 ApplicationContextAware

    @Service
    public class PersonService2 implements ApplicationContextAware {
        private ApplicationContext applicationContext;
    
        @Override
        public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
            this.applicationContext = applicationContext;
        }
    
        public void add() {
            Person person = (Person) applicationContext.getBean("person");
        }
    }

实现ApplicationContextAware接口，然后重写setApplicationContext方法，也可以通过该方法获取spring容器对象。

2.3 ApplicationListener

    @Service
    public class PersonService3 implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
        private ApplicationContext applicationContext;
        @Override
        public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
            applicationContext = event.getApplicationContext();
        }
    
        public void add() {
            Person person = (Person) applicationContext.getBean("person");
        }
    }

3. 全局异常处理

以往我们在开发界面的时候，如果出现异常，要给用户更友好的提示，例如：

    @RequestMapping("/test")
    @RestController
    public class TestController {
    
        @GetMapping("/add")
        public String add() {
            int a = 10 / 0;
            return "su";
        }
    }

如果不对请求添加接口结果做任何处理，会直接报错：

用户可以直接看到错误信息吗？

这种交互给用户带来的体验非常差。 为了解决这个问题，我们通常在接口中捕获异常：

    @GetMapping("/add")
    public String add() {
        String result = "success";
        try {
            int a = 10 / 0;
        } catch (Exception e) {
            result = "error";
        }
        return result;
    }

界面修改后，出现异常时会提示：“数据异常”，更加人性化。

看起来不错，但是有一个问题。

如果只是一个接口还好，但是如果项目中有成百上千个接口，还得加异常捕获代码吗？

答案是否定的，这就是全局异常处理派上用场的地方：RestControllerAdvice。

    @RestControllerAdvice
    public class GlobalExceptionHandler {
    
        @ExceptionHandler(Exception.class)
        public String handleException(Exception e) {
            if (e instanceof ArithmeticException) {
                return "data error";
            }
            if (e instanceof Exception) {
                return "service error";
            }
            retur null;
        }
    }

方法中处理异常只需要handleException，在业务接口中就可以安心使用，不再需要捕获异常（统一有人处理）。

4. 自定义拦截器

Spring MVC拦截器，它可以获得HttpServletRequest和HttpServletResponse等web对象实例。

Spring MVC拦截器的顶层接口是HandlerInterceptor，它包含三个方法：

  • preHandle 在目标方法执行之前执行
  • 执行目标方法后执行的postHandle
  • afterCompletion 在请求完成时执行

为了方便，我们一般继承HandlerInterceptorAdapter，它实现了HandlerInterceptor。

如果有授权鉴权、日志、统计等场景，可以使用该拦截器，我们来演示下吧。

  1. 写一个类继承HandlerInterceptorAdapter：
    public class AuthInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
        @Override
        public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
        throws Exception {
            String requestUrl = request.getRequestURI();
            if (checkAuth(requestUrl)) {
                return true;
            }
            return false;
        }
        private boolean checkAuth(String requestUrl) {
            return true;
        }
    }
  1. 将拦截器注册到spring容器中
    @Configuration
    public class WebAuthConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
    
        @Bean
        public AuthInterceptor getAuthInterceptor() {
            return new AuthInterceptor();
        }
        @Override
        public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
            registry.addInterceptor(new AuthInterceptor());
        }
    }
  1. Spring MVC在请求接口时可以自动拦截接口，并通过拦截器验证权限。

5. 导入配置

有时我们需要在某个配置类中引入其他的类，引入的类也加入到Spring容器中。 这时候可以使用注解@Import来完成这个功能。

如果你查看它的源代码，你会发现导入的类支持三种不同的类型。

但是我觉得最好把普通类的配置类和@Configuration注解分开解释，所以列出了四种不同的类型：

5.1 通用类

这种引入方式是最简单的，引入的类会被实例化为一个bean对象。

    public class A {
    }
    
    @Import(A.class)
    @Configuration
    public class TestConfiguration {
        
    }

通过@Import注解引入类A，spring可以自动实例化A对象，然后在需要使用的地方通过注解@Autowired注入：

    @Autowired
    private A a;

5.2 配置类

这种引入方式是最复杂的，因为@Configuration支持还支持多种组合注解，比如：

  • @Import
  • @ImportResource
  • @PropertySource
    public class A {
    }
    
    public class B {
    }
    
    @Import(B.class)
    @Configuration
    public class AConfiguration {
    
        @Bean
        public A a() {
            return new A();
        }
    }
    
    @Import(AConfiguration.class)
    @Configuration
    public class TestConfiguration {
    }

@Configuration注解的配置类通过@Import注解导入，配置类@Import、@ImportResource相关注解引入的类会一次性全部递归引入@PropertySource所在的属性。

5.3 ImportSelector

该导入方法需要实现ImportSelector接口

    public class AImportSelector implements ImportSelector {
    
        private static final String CLASS_NAME = "com.sue.cache.service.test13.A";
    
        public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
            return new String[]{CLASS_NAME};
        }
    }
    
    @Import(AImportSelector.class)
    @Configuration
    public class TestConfiguration {
    }

这种方法的好处是selectImports方法返回的是一个数组，也就是说可以同时引入多个类，非常方便。

5.4 ImportBeanDefinitionRegistrar

该导入方法需要实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口：

    public class AImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
        @Override
        public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
            RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(A.class);
            registry.registerBeanDefinition("a", rootBeanDefinition);
        }
    }
    
    @Import(AImportBeanDefinitionRegistrar.class)
    @Configuration
    public class TestConfiguration {
    }

这种方法是最灵活的。 容器注册对象可以在registerBeanDefinitions方法中获取，可以手动创建BeanDefinition注册到BeanDefinitionRegistry种。

6. 当工程启动时

有时候我们需要在项目启动的时候自定义一些额外的功能，比如加载一些系统参数，完成初始化，预热本地缓存等。 我们应该做什么？

好消息是 SpringBoot 提供了：

  • CommandLineRunner
  • ApplicationRunner

这两个接口帮助我们实现了上面的需求。

它们的用法很简单，以ApplicationRunner接口为例：

    @Component
    public class TestRunner implements ApplicationRunner {
    
        @Autowired
        private LoadDataService loadDataService;
    
        public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
            loadDataService.load();
        }
    }

实现ApplicationRunner接口，重写run方法，在该方法中实现您的自定义需求。

如果项目中有多个类实现了ApplicationRunner接口，如何指定它们的执行顺序？

答案是使用@Order(n)注解，n的值越小越早执行。 当然，顺序也可以通过@Priority注解来指定。

7. 修改BeanDefinition

在实例化Bean对象之前，Spring IOC需要读取Bean的相关属性，保存在BeanDefinition对象中，然后通过BeanDefinition对象实例化Bean对象。

如果要修改BeanDefinition对象中的属性怎么办？

答案 ：我们可以实现 BeanFactoryPostProcessor 接口。

    @Component
    public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    
        @Override
        public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {
            DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) configurableListableBeanFactory;
            BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(User.class);
            beanDefinitionBuilder.addPropertyValue("id", 123);
            beanDefinitionBuilder.addPropertyValue("name", "Tom");
            defaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition());
        }
    }

在postProcessBeanFactory方法中，可以获取BeanDefinition的相关对象，修改对象的属性。

8. 初始化 Bean 前和后

有时，您想在 bean 初始化前后实现一些您自己的逻辑。

这时候就可以实现：BeanPostProcessor接口。

该接口目前有两个方法：

  • postProcessBeforeInitialization：应该在初始化方法之前调用。
  • postProcessAfterInitialization：此方法在初始化方法之后调用。
    @Component
        public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    
            @Override
            public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
                if (bean instanceof User) {
                    ((User) bean).setUserName("Tom");
                }
                return bean;
            }
        }

我们经常使用的@Autowired、@Value、@Resource、@PostConstruct等注解都是通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor和CommonAnnotationBeanPostProcessor来实现的。

9. 初始化方法

目前在Spring中初始化bean的方式有很多种：

  1. 使用@PostConstruct注解
  2. 实现InitializingBean接口

9.1 使用 @PostConstruct

    @Service
    public class AService {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("===init===");
        }
    }

为需要初始化的方法添加注解@PostConstruct，使其在Bean初始化时执行。

9.2 实现初始化接口InitializingBean

    @Service
    public class BService implements InitializingBean {
    
        @Override
        public void afterPropertiesSet() throws Exception {
            System.out.println("===init===");
        }
    }

实现InitializingBean接口，重写afterPropertiesSet方法，在该方法中可以完成初始化功能。

10. 关闭Spring容器前

有时候，我们需要在关闭spring容器之前做一些额外的工作，比如关闭资源文件。

此时你可以实现 DisposableBean 接口并重写它的 destroy 方法。

    @Service
    public class DService implements InitializingBean, DisposableBean {
    
        @Override
        public void destroy() throws Exception {
            System.out.println("DisposableBean destroy");
        }
    
        @Override
        public void afterPropertiesSet() throws Exception {
            System.out.println("InitializingBean afterPropertiesSet");
        }
    }

这样，在spring容器销毁之前，会调用destroy方法做一些额外的工作。

通常我们会同时实现InitializingBean和DisposableBean接口，重写初始化方法和销毁方法。

11. 自定义Bean的scope

我们都知道spring core默认只支持两种Scope：

  • Singleton单例，从spring容器中获取的每一个bean都是同一个对象。
  • prototype多实例，每次从spring容器中获取的bean都是不同的对象。

Spring Web 再次扩展了 Scope，添加

  • RequestScope：同一个请求中从spring容器中获取的bean都是同一个对象。
  • SessionScope：同一个session从spring容器中获取的bean都是同一个对象。

尽管如此，有些场景还是不符合我们的要求。

比如我们在同一个线程中要从spring容器中获取的bean都是同一个对象，怎么办？

答案 ：这需要一个自定义范围。

  1. 实现 Scope 接口
    public class ThreadLocalScope implements Scope {
        private static final ThreadLocal THREAD_LOCAL_SCOPE = new ThreadLocal();
    
        @Override
        public Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory) {
            Object value = THREAD_LOCAL_SCOPE.get();
            if (value != null) {
                return value;
            }
    
            Object object = objectFactory.getObject();
            THREAD_LOCAL_SCOPE.set(object);
            return object;
        }
    
        @Override
        public Object remove(String name) {
            THREAD_LOCAL_SCOPE.remove();
            return null;
        }
    
        @Override
        public void registerDestructionCallback(String name, Runnable callback) {
        }
    
        @Override
        public Object resolveContextualObject(String key) {
            return null;
        }
    
        @Override
        public String getConversationId() {
            return null;
        }
    }
  1. 将新定义的Scope注入到Spring容器中
    @Component
    public class ThreadLocalBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
        @Override
        public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
            beanFactory.registerScope("threadLocalScope", new ThreadLocalScope());
        }
    }
  1. 使用新定义的Scope
    @Scope("threadLocalScope")
    @Service
    public class CService {
        public void add() {
        }
    }

总结

本文总结了Spring中很常用的11个扩展点，可以在Bean创建、初始化到销毁各个阶段注入自己想要的逻辑，也有Spring MVC相关的拦截器等扩展点，希望对大家有帮助。

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