Spring代码技巧(一)

前言

最近越来越多的读者认可我的文章，还是件挺让人高兴的事情。有些读者私信我说希望后面多分享spring方面的文章，这样能够在实际工作中派上用场。正好我对spring源码有过一定的研究，并结合我这几年实际的工作经验，把spring中我认为不错的知识点总结一下，希望对您有所帮助。

一 如何获取spring容器对象

1.实现BeanFactoryAware接口

@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，就能从该方法中获取到spring容器对象。

2.实现ApplicationContextAware接口

@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，也能从该方法中获取到spring容器对象。

3.实现ApplicationListener接口

@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");
    }
}

实现ApplicationListener接口，需要注意的是该接口接收的泛型是ContextRefreshedEvent类，然后重写onApplicationEvent方法，也能从该方法中获取到spring容器对象。

此外，不得不提一下Aware接口，它其实是一个空接口，里面不包含任何方法。

它表示已感知的意思，通过这类接口可以获取指定对象，比如：

• 通过BeanFactoryAware获取BeanFactory
• 通过ApplicationContextAware获取ApplicationContext
• 通过BeanNameAware获取BeanName等

Aware接口是很常用的功能，目前包含如下功能：

二 如何初始化bean

spring中支持3种初始化bean的方法：

• xml中指定init-method方法
• 使用@PostConstruct注解
• 实现InitializingBean接口

第一种方法太古老了，现在用的人不多，具体用法就不介绍了。

1.使用@PostConstruct注解

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

在需要初始化的方法上增加@PostConstruct注解，这样就有初始化的能力。

2.实现InitializingBean接口

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

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

这里顺便抛出一个有趣的问题：init-method、PostConstruct 和 InitializingBean 的执行顺序是什么样的？

决定他们调用顺序的关键代码在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的initializeBean方法中。

这段代码中会先调用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法，而PostConstruct是通过InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor实现的，它就是一个BeanPostProcessor，所以PostConstruct先执行。

而invokeInitMethods方法中的代码：

决定了先调用InitializingBean，再调用init-method。

所以得出结论，他们的调用顺序是：

三 自定义自己的Scope

我们都知道spring默认支持的Scope只有两种：

• singleton 单例，每次从spring容器中获取到的bean都是同一个对象。
• prototype 多例，每次从spring容器中获取到的bean都是不同的对象。

spring web又对Scope进行了扩展，增加了：

• RequestScope 同一次请求从spring容器中获取到的bean都是同一个对象。
• SessionScope 同一个会话从spring容器中获取到的bean都是同一个对象。

即便如此，有些场景还是无法满足我们的要求。

比如，我们想在同一个线程中从spring容器获取到的bean都是同一个对象，该怎么办？

这就需要自定义Scope了。

第一步实现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;
    }
}

第二步将新定义的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());
    }
}

第三步使用新定义的Scope：

@Scope("threadLocalScope")
@Service
public class CService {
    public void add() {
    }
}

四 别说FactoryBean没用

说起FactoryBean就不得不提BeanFactory，因为面试官老喜欢问它们的区别。

• BeanFactory：spring容器的顶级接口，管理bean的工厂。
• FactoryBean：并非普通的工厂bean，它隐藏了实例化一些复杂Bean的细节，给上层应用带来了便利。

如果你看过spring源码，会发现它有70多个地方在用FactoryBean接口。

上面这张图足以说明该接口的重要性，请勿忽略它好吗？

特别提一句：mybatis的SqlSessionFactory对象就是通过SqlSessionFactoryBean类创建的。

我们一起定义自己的FactoryBean：

@Component
public class MyFactoryBean implements FactoryBean {
    @Override
    public Object getObject() throws Exception {
        String data1 = buildData1();
        String data2 = buildData2();
        return buildData3(data1, data2);
    }
    private String buildData1() {
        return "data1";
    }
    private String buildData2() {
        return "data2";
    }
    private String buildData3(String data1, String data2) {
        return data1 + data2;
    }
    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return null;
    }
}

获取FactoryBean实例对象：

@Service
public class MyFactoryBeanService implements BeanFactoryAware {
    private BeanFactory beanFactory;
    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        this.beanFactory = beanFactory;
    }
    public void test() {
        Object myFactoryBean = beanFactory.getBean("myFactoryBean");
        System.out.println(myFactoryBean);
        Object myFactoryBean1 = beanFactory.getBean("&myFactoryBean");
        System.out.println(myFactoryBean1);
    }
}

• getBean("myFactoryBean");获取的是MyFactoryBeanService类中getObject方法返回的对象，
• getBean("&myFactoryBean");获取的才是MyFactoryBean对象。

五 轻松自定义类型转换

spring目前支持3中类型转换器：

• Converter：将 S 类型对象转为 T 类型对象
• ConverterFactory：将 S 类型对象转为 R 类型及子类对象
• GenericConverter：它支持多个source和目标类型的转化，同时还提供了source和目标类型的上下文，这个上下文能让你实现基于属性上的注解或信息来进行类型转换。

这3种类型转换器使用的场景不一样，我们以Converter<S,T>为例。假如：接口中接收参数的实体对象中，有个字段的类型是Date，但是实际传参的是字符串类型：2021-01-03 10:20:15，要如何处理呢？

第一步，定义一个实体User：

@Data
public class User {
    private Long id;
    private String name;
    private Date registerDate;
}

第二步，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;
    }
}

第三步，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());
    }
}

第四步，调用接口

@RequestMapping("/user")
@RestController
public class UserController {
    @RequestMapping("/save")
    public String save(@RequestBody User user) {
        return "success";
    }
}

请求接口时User对象中registerDate字段会被自动转换成Date类型。

六 spring mvc拦截器，用过的都说好

spring mvc拦截器根spring拦截器相比，它里面能够获取HttpServletRequest和HttpServletResponse 等web对象实例。

spring mvc拦截器的顶层接口是：HandlerInterceptor，包含三个方法：

• preHandle 目标方法执行前执行
• postHandle 目标方法执行后执行
• afterCompletion 请求完成时执行

为了方便我们一般情况会用HandlerInterceptor接口的实现类HandlerInterceptorAdapter类。

假如有权限认证、日志、统计的场景，可以使用该拦截器。

第一步，继承HandlerInterceptorAdapter类定义拦截器：

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) {
        System.out.println("===权限校验===");
        return true;
    }
}

第二步，将该拦截器注册到spring容器：

@Configuration
public class WebAuthConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
    @Bean
    public AuthInterceptor getAuthInterceptor() {
        return new AuthInterceptor();
    }
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new AuthInterceptor());
    }
}

第三步，在请求接口时spring mvc通过该拦截器，能够自动拦截该接口，并且校验权限。

该拦截器其实相对来说，比较简单，可以在DispatcherServlet类的doDispatch方法中看到调用过程：

顺便说一句，这里只讲了spring mvc的拦截器，并没有讲spring的拦截器，是因为我有点小私心，后面就会知道。

七 Enable开关真香

不知道你有没有用过Enable开头的注解，比如：EnableAsync、EnableCaching、EnableAspectJAutoProxy等，这类注解就像开关一样，只要在@Configuration定义的配置类上加上这类注解，就能开启相关的功能。

是不是很酷？

让我们一起实现一个自己的开关：

第一步，定义一个LogFilter：

public class LogFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
    }
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("记录请求日志");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("记录响应日志");
    }
    @Override
    public void destroy() {
    }
}

第二步，注册LogFilter：

@ConditionalOnWebApplication
public class LogFilterWebConfig {
    @Bean
    public LogFilter timeFilter() {
        return new LogFilter();
    }
}

注意，这里用了@ConditionalOnWebApplication注解，没有直接使用@Configuration注解。

第三步，定义开关@EnableLog注解：

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

第四步，只需在springboot启动类加上@EnableLog注解即可开启LogFilter记录请求和响应日志的功能。

八 RestTemplate拦截器的春天

我们使用RestTemplate调用远程接口时，有时需要在header中传递信息，比如：traceId，source等，便于在查询日志时能够串联一次完整的请求链路，快速定位问题。

这种业务场景就能通过ClientHttpRequestInterceptor接口实现，具体做法如下：

第一步，实现ClientHttpRequestInterceptor接口：

public class RestTemplateInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
    @Override
    public ClientHttpResponse intercept(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
        request.getHeaders().set("traceId", MdcUtil.get());
        return execution.execute(request, body);
    }
}

第二步，定义配置类：

@Configuration
public class RestTemplateConfiguration {
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        restTemplate.setInterceptors(Collections.singletonList(restTemplateInterceptor()));
        return restTemplate;
    }
    @Bean
    public RestTemplateInterceptor restTemplateInterceptor() {
        return new RestTemplateInterceptor();
    }
}

其中MdcUtil其实是利用MDC工具在ThreadLocal中存储和获取traceId

public class MdcUtil {
    private static final String TRACE_ID = "TRACE_ID";
    public static String get() {
        return MDC.get(TRACE_ID);
    }
    public static void add(String value) {
        MDC.put(TRACE_ID, value);
    }
}

当然，这个例子中没有演示MdcUtil类的add方法具体调的地方，我们可以在filter中执行接口方法之前，生成traceId，调用MdcUtil类的add方法添加到MDC中，然后在同一个请求的其他地方就能通过MdcUtil类的get方法获取到该traceId。

九 统一异常处理

以前我们在开发接口时，如果出现异常，为了给用户一个更友好的提示，例如：

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

如果不做任何处理请求add接口结果直接报错：

what？用户能直接看到错误信息？

这种交互方式给用户的体验非常差，为了解决这个问题，我们通常会在接口中捕获异常：

@GetMapping("/add")
public String add() {
        String result = "成功";
        try {
            int a = 10 / 0;
        } catch (Exception e) {
            result = "数据异常";
        }
        return result;
}

接口改造后，出现异常时会提示：“数据异常”，对用户来说更友好。

看起来挺不错的，但是有问题。。。

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，都要加上异常捕获代码吗？

答案是否定的，这时全局异常处理就派上用场了：RestControllerAdvice。

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public String handleException(Exception e) {
        if (e instanceof ArithmeticException) {
            return "数据异常";
        }
        if (e instanceof Exception) {
            return "服务器内部异常";
        }
        retur nnull;
    }
}

只需在handleException方法中处理异常情况，业务接口中可以放心使用，不再需要捕获异常（有人统一处理了）。真是爽歪歪。

十 异步也可以这么优雅

以前我们在使用异步功能时，通常情况下有三种方式：

• 继承Thread类
• 实现Runable接口
• 使用线程池

让我们一起回顾一下：

1. 继承Thread类

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("===call MyThread===");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new MyThread().start();
    }
}

1. 实现Runable接口

public class MyWork implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("===call MyWork===");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyWork()).start();
    }
}

1. 使用线程池

public class MyThreadPool {
    private static ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(1, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(200));
    static class Work implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("===call work===");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            executorService.submit(new MyThreadPool.Work());
        } finally {
            executorService.shutdown();
        }
    }
}

这三种实现异步的方法不能说不好，但是spring已经帮我们抽取了一些公共的地方，我们无需再继承Thread类或实现Runable接口，它都搞定了。

如何spring异步功能呢？

第一步，springboot项目启动类上加@EnableAsync注解。

@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);
    }
}

第二步，在需要使用异步的方法上加上@Async注解：

@Service
public class PersonService {
    @Async
    public String get() {
        System.out.println("===add==");
        return "data";
    }
}

然后在使用的地方调用一下：personService.get();就拥有了异步功能，是不是很神奇。

默认情况下，spring会为我们的异步方法创建一个线程去执行，如果该方法被调用次数非常多的话，需要创建大量的线程，会导致资源浪费。

这时，我们可以定义一个线程池，异步方法将会被自动提交到线程池中执行。

@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    @Value("${thread.pool.corePoolSize:5}")
    private int corePoolSize;
    @Value("${thread.pool.maxPoolSize:10}")
    private int maxPoolSize;
    @Value("${thread.pool.queueCapacity:200}")
    private int queueCapacity;
    @Value("${thread.pool.keepAliveSeconds:30}")
    private int keepAliveSeconds;
    @Value("${thread.pool.threadNamePrefix:ASYNC_}")
    private String threadNamePrefix;
    @Bean
    public Executor MessageExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(corePoolSize);
        executor.setMaxPoolSize(maxPoolSize);
        executor.setQueueCapacity(queueCapacity);
        executor.setKeepAliveSeconds(keepAliveSeconds);
        executor.setThreadNamePrefix(threadNamePrefix);
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

spring异步的核心方法：

根据返回值不同，处理情况也不太一样，具体分为如下情况：

十一 听说缓存好用，没想到这么好用

spring cache架构图：

它目前支持多种缓存：

我们在这里以caffeine为例，它是spring官方推荐的。

第一步，引入caffeine的相关jar包

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.github.ben-manes.caffeine</groupId>
    <artifactId>caffeine</artifactId>
    <version>2.6.0</version>
</dependency>

第二步，配置CacheManager，开启EnableCaching

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {
    @Bean
    public CacheManager cacheManager(){
        CaffeineCacheManager cacheManager = new CaffeineCacheManager();
        //Caffeine配置
        Caffeine<Object, Object> caffeine = Caffeine.newBuilder()
                //最后一次写入后经过固定时间过期
                .expireAfterWrite(10, TimeUnit.SECONDS)
                //缓存的最大条数
                .maximumSize(1000);
        cacheManager.setCaffeine(caffeine);
        return cacheManager;
    }
}

第三步，使用Cacheable注解获取数据

@Service
public class CategoryService {
   //category是缓存名称,#type是具体的key，可支持el表达式
   @Cacheable(value = "category", key = "#type")
   public CategoryModel getCategory(Integer type) {
       return getCategoryByType(type);
   }
   private CategoryModel getCategoryByType(Integer type) {
       System.out.println("根据不同的type:" + type + "获取不同的分类数据");
       CategoryModel categoryModel = new CategoryModel();
       categoryModel.setId(1L);
       categoryModel.setParentId(0L);
       categoryModel.setName("电器");
       categoryModel.setLevel(3);
       return categoryModel;
   }
}

调用categoryService.getCategory()方法时，先从caffine缓存中获取数据，如果能够获取到数据则直接返回该数据，不会进入方法体。如果不能获取到数据，则直接方法体中的代码获取到数据，然后放到caffine缓存中。

唠唠家常

spring中不错的功能其实还有很多，比如：BeanPostProcessor,BeanFactoryPostProcessor,AOP,动态数据源，ImportSelector等等。我原本打算一篇文章写全的，但是有两件事情改变了我的注意：

1. 有个大佬原本打算转载我文章的，却因为篇幅太长一直没有保存成功。
2. 最近经常加班，真的没多少时间写文章，晚上还要带娃，喂奶，换尿布，其实挺累的。

如果大家喜欢这类文章的话，我打算把spring这些有用的知识点拆分一下，写成一个系列，敬请期待。