3.是人就能学会的Spring源码教学-IOC容器的核心实现原理



是人就能学会的Spring源码教学-IOC容器的核心实现原理

我们学习Spring源码的动力,估计大部分人都是因为面试中会问到吧。

那么我们今天就以面试问Spring来开头。

关于Spring,在面试的时候一般会问到的两个最基础的问题。

第一个什么是IOC?

第二个是什么是AOP?

这是在面试中最经常问到的,也是Spring相关的最基础的问题了,也是面试官面试的时候的一个切入点。

想要弄懂AOP,就得先弄懂IOC,所以我们以IOC来开头。

IOC是啥?

可能大家都知道,IOC就是控制反转嘛。以前我们的代码中需要对象的时候,都是我们自己创建,New一个对象或者使用工厂模式来获取一个对象,这个操作是我们主动去做的,换句话说,就是由我们自己控制的。但是使用了IOC思想之后,我们就变了。

我们不再自己去创建一个对象,而是从Spring容器中去获取对象。我们获取到的对象是由Spring容器创建的。当我们需要对象的时候,直接去IOC容器中获取就可以了。

以上对于IOC是什么的回答,我们大部分人都知道,毕竟也没什么难的。

但是接下来面试官就会更进一步地追问里面的关键点。

里面的关键点是什么?

Spring容器里面对象是怎么创建的?采用怎样的方式,包含哪些流程?

具体问出来的问题可能就是:

  1. 请你说说FactoryBean和BeanFactory的区别
  2. 聊一聊ApplicationContext和BeanFactory的区别
  3. 源码中使用了哪些设计模式
  4. 请你聊一聊Bean的生命周期
  5. 说一下循环依赖
  6. 三级缓存
  7. ……

面试官的问题逐渐深入,我们慢慢就开始回答不上来了,招架不住了。面试官得意洋洋,我们的脸色却越来越难看。

我们岂可被面试官给难住?下面我们就是来解决这些问题。

我们聊到Spring,都会想到一个名字,容器。不管是叫Spring容器,还是IOC容器,都是一个东西。

各位道友都听说这个名字吧,用过Spring的道友,肯定听说过一些对应的描述。

什么是容器?

容器不就是用来装东西的器具,比如我们生活中的水杯、瓶子、碗等等,都是容器。

那么IOC容器想来也是用来装东西的了,那么它是用来装什么的?

对,就是大家想的那种。

IOC容器就是用来装载Bean对象的容器。说白了就是将我们需要的对象一个一个创建好了,放到这个容器里面。

现在假设各位道友都是Spring的设计人员,那么大家会怎么来设计这个IOC容器,怎么在IOC容器中保存这些Bean对象,以便在需要这些Bean对象的时候,就可以在这个容器快速地获取到?

首先我们是不是得先创建好一个容器,然后容器里面放置一堆的Bean对象?就如下图所示的这样。

image-20230507180945627

容器里面该设计一个怎样的数据结构来保存这些Bean对象?

我想应该有道友应该想到了,用map。使用键值对的结构,key是Bean的名称,value就是Bean对象。这样我们想要获取Bean对象就非常方便了。只要能够提供Bean的名称,就能够获取到Bean对象。

这一点的我们可以看类DefaultSingletonBeanRegistry证实这一点。

image-20230507180229420

之后我们该如何从IOC容器中获取这些Bean对象?

我们有经验的道友们肯定知道,可以通过IOC容器的getBean方法获取。

image-20230507181721617.png

调用getBean方法,我们可以提供Bean的名称,也可以提供Bean的Class类等参数来获取Bean对象。

image-20230507181837289

这个思想应该很好理解。

我们理解了IOC容器里面Bean对象是以怎么的数据结构放置的,也知道了我们如何去获取IOC容器里面的Bean对象。那么IOC容器里面的Bean对象是怎么出现的?难不成是凭空出现的?

当然不是。

所以各位道友,我们就该知道,在创建容器之后,肯定还有一个步骤用来创建Bean对象来放置容器中去

该如何来创建对象放到容器中?或者说各位道友们,知道几种创建对象的方法?

  1. 直接New一个对象
  2. 用反射创建对象
  3. 使用工厂模式创建对象
  4. ……

方法获取有很多,但是Spring作为一个框架应该会用哪一种方法呢?

New一个对象?似乎不太可能。Spring作为一个框架怎么会知道我们会创建哪些类。

所以最可能的方式还是使用反射。毕竟只要获取到一个类的全限定名,就可以通过反射创建出对象来。

想到这里,我们发现还有一个问题。

IOC容器怎么知道创建哪些对象?

刚才我们也说了,通过一个类的全限定名,就可以创建出一个对象来。那么这个全限定名从哪里来。类有这么多,容器怎么知道创建哪些对象?

不知道我们有多少道友知道,一开始使用Spring可是需要创建一个xml文件的,就像下面这样。

<bean id="bookService" class="com.xxx.service.impl.BookServiceImpl">
    <property name="bookDao" ref="bookDao"/>
</bean>

一个bean的标签就定义了一个bean对象的描述信息,这个描述信息描述了啥?

描述了创建并初始化Bean的所有信息,包括:Bean对象的名称,Bean对象的全限定类名,初始化方法……

IOC容器拿到了这些Bean对象的描述信息,就可以从中获取到足够的信息来创建bean对象。

在Spring中,这个Bean对象的描述信息就放在类BeanDefinition中。我们可以从类的注释中看的出来。

image-20230507200205498

当然如果道友们不知道这种方式也没有关系。

用过Spring的道友肯定知道注解@Component@Service@Controller这些注解吧。其实是一个意思,只不过是方式不同,主要的目的都是告诉容器,哪些类是需要创建Bean对象的。

到现在,我们所理解的IOC容器的实现原理应该如下图所示。

image-20230507201617328

下一篇文章,我们再细细聊一聊容器是如何根据Bean对象的描述信息来创建Bean对象的。

内容概要:本文档详细介绍了在三台CentOS 7服务器(IP地址分别为192.168.0.157、192.168.0.158和192.168.0.159)上安装和配置Hadoop、Flink及其他大数据组件(如Hive、MySQL、Sqoop、Kafka、Zookeeper、HBase、Spark、Scala)的具体步骤。首先,文档说明了环境准备,包括配置主机名映射、SSH免密登录、JDK安装等。接着,详细描述了Hadoop集群的安装配置,包括SSH免密登录、JDK配置、Hadoop环境变量设置、HDFS和YARN配置文件修改、集群启动与测试。随后,依次介绍了MySQL、Hive、Sqoop、Kafka、Zookeeper、HBase、Spark、Scala和Flink的安装配置过程,包括解压、环境变量配置、配置文件修改、服务启动等关键步骤。最后,文档提供了每个组件的基本测试方法,确保安装成功。 适合人群:具备一定Linux基础和大数据组件基础知识的运维人员、大数据开发工程师以及系统管理员。 使用场景及目标:①为大数据平台建提供详细的安装指南,确保各组件能够顺利安装和配置;②帮助技术人员快速掌握Hadoop、Flink等大数据组件的安装与配置,提升工作效率;③适用于企业级大数据平台的建与维护,确保集群稳定运行。 其他说明:本文档不仅提供了详细的安装步骤,还涵盖了常见的配置项解释和故障排查建议。建议读者在安装过程中仔细阅读每一步骤,并根据实际情况调整配置参数。此外,文档中的命令和配置文件路径均为示例,实际操作时需根据具体环境进行适当修改。
在无线通信领域,天线阵列设计对于信号传播方向和覆盖范围的优化至关重要。本题要求设计一个广播电台的天线布局,形成特定的水平面波瓣图,即在东北方向实现最大辐射强度,在正东到正北的90°范围内辐射衰减最小且无零点;而在其余270°范围内允许出现零点,且正西和西南方向必须为零。为此,设计了一个由4个铅垂铁塔组成的阵列,各铁塔上的电流幅度相等,相位关系可自由调整,几何布置和间距不受限制。设计过程如下: 第一步:构建初级波瓣图 选取南北方向上的两个点源,间距为0.2λ(λ为电磁波波长),形成一个端射阵。通过调整相位差,使正南方向的辐射为零,计算得到初始相位差δ=252°。为了满足西南方向零辐射的要求,整体相位再偏移45°,得到初级波瓣图的表达式为E1=cos(36°cos(φ+45°)+126°)。 第二步:构建次级波瓣图 再选取一个点源位于正北方向,另一个点源位于西南方向,间距为0.4λ。调整相位差使西南方向的辐射为零,计算得到相位差δ=280°。同样整体偏移45°,得到次级波瓣图的表达式为E2=cos(72°cos(φ+45°)+140°)。 最终组合: 将初级波瓣图E1和次级波瓣图E2相乘,得到总阵的波瓣图E=E1×E2=cos(36°cos(φ+45°)+126°)×cos(72°cos(φ+45°)+140°)。通过编程实现计算并绘制波瓣图,可以看到三个阶段的波瓣图分别对应初级波瓣、次级波瓣和总波瓣,最终得到满足广播电台需求的总波瓣图。实验代码使用MATLAB编写,利用polar函数在极坐标下绘制波瓣图,并通过subplot分块显示不同阶段的波瓣图。这种设计方法体现了天线阵列设计的基本原理,即通过调整天线间的相对位置和相位关系,控制电磁波的辐射方向和强度,以满足特定的覆盖需求。这种设计在雷达、卫星通信和移动通信基站等无线通信系统中得到了广泛应用。
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