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你真的知道Spring注解驱动的前世今生吗？这篇文章让你豁然开朗！

你真的知道Spring注解驱动的前世今生吗？这篇文章让你豁然开朗！

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本篇文章，从Spring1.x到Spring 5.x的迭代中，站在现在的角度去思考Spring注解驱动的发展过程，这将有助于我们更好的理解Spring中的注解设计。

Spring Framework 1.x

在SpringFramework1.x时代，其中在1.2.0是这个时代的分水岭，当时Java5刚刚发布，业界正兴起了使用Annotation的技术风，Spring Framework自然也提供了支持，比如当时已经支持了@Transactional等注解，但是这个时候，XML配置方式还是唯一选择。

  • 在xml中添加Bean的声明

    <bean name="testService" class="com.gupaoedu.controller.TestService"/>

  • 测试

    public class XmlMain {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context=new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
        TestService testService=(TestService)context.getBean("testService");
        System.out.println(testService);
    }
}

Spring Framework 2.x

Spring Framework2.x时代，2.0版本在Annotation中添加了@Required、@Repository以及AOP相关的@Aspect等注解，同时也提升了XML配置能力，也就是可扩展的XML，比如Dubbo这样的开源框架就是基于Spring XML的扩展来完美的集成Spring，从而降低了Dubbo使用的门槛。

在2.x时代，2.5版本也是这个时代的分水岭， 它引入了一些很核心的Annotation

  • Autowired 依赖注入
  • @Qualifier 依赖查找
  • @Component、@Service 组件声明
  • @Controller、@RequestMappring等spring mvc的注解

尽管Spring 2.x时代提供了不少的注解，但是仍然没有脱离XML配置驱动，比如context:annotation-config context:componet-scan , 前者的职责是注册Annotation处理器，后者是负责扫描classpath下指定包路径下被Spring模式注解标注的类，将他们注册成为Spring Bean

  • 在applicationContext.xml中定义context:componet-scan

    <context:component-scan base-package="com.gupaoedu.controller"/>

  • 添加注解声明

    @Service
public class TestService {
}

  • 测试类

    public class XmlMain {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context=new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
        TestService testService=(TestService)context.getBean("testService");
        System.out.println(testService);
    }
}

Spring Framework 3.x

Spring Framework3.0是一个里程碑式的时代，他的功能特性开始出现了非常大的扩展，比如全面拥抱Java5、以及Spring Annotation。更重要的是，它提供了配置类注解@Configuration， 他出现的首要任务就是取代XML配置方式，不过比较遗憾的是，Spring Framework3.0还没有引入替换XML元素context:componet-scan的注解，而是选择了一个过渡方式@ImportResource。

@ImportResource允许导入遗留的XML配置文件，比如

@ImportResource("classpath:/META-INF/spring/other.xml")
@Configuration
public class SpringConfiguration{
    
}

并且在Spring Frameworkd提供了AnnotationConfigApplicationContext注册，用来注册@Configuration Class，通过解析Configuration类来进行装配。

在3.1版本中，引入了@ComponentScan，替换了XML元素Context:component-scan , 这个注解虽然是一个小的升级，但是对于spring 来说在注解驱动领域却是一个很大的进步，至此也体现了Spring 的无配置化支持。

Configuration配置演示

  • Configuration这个注解大家应该有用过，它是JavaConfig形式的基于Spring IOC容器的配置类使用的一种注解。因为SpringBoot本质上就是一个spring应用，所以通过这个注解来加载IOC容器的配置是很正常的。所以在启动类里面标注了@Configuration，意味着它其实也是一个IoC容器的配置类。

    举个非常简单的例子

  • 测试代码

    ConfigurationDemo
@Configuration
public class ConfigurationDemo {
    @Bean
    public DemoClass demoClass(){
        return new DemoClass();
    }
}
DemoClass
public class DemoClass {

    public void say(){
        System.out.println("say： Hello Mic");
    }
}
ConfigurationMain
public class ConfigurationMain {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext=
                new AnnotationConfigApplicationContext
                        (ConfigurationDemo.class);
        DemoClass demoClass=applicationContext.getBean(DemoClass.class);
        demoClass.say();
    }
}

Component-scan

ComponentScan这个注解是大家接触得最多的了，相当于xml配置文件中的context:component-scan。 它的主要作用就是扫描指定路径下的标识了需要装配的类，自动装配到spring的Ioc容器中。

标识需要装配的类的形式主要是：@Component、@Repository、@Service、@Controller这类的注解标识的类。

  • 在spring-mvc这个工程中，创建一个单独的包路径，并创建一个OtherServcie。

    @Service
public class OtherService {
}

  • 在Controller中，注入OtherService的实例，这个时候访问这个接口，会报错，提示没有otherService这个实例。

    @RestController
public class HelloController {

    @Autowired
    OtherService otherService;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello(){
        System.out.println(otherService);
        return "Hello Gupaoedu";
    }
}

  • 添加conpoment-scan注解，再次访问，错误解决。

    @ComponentScan("com.gupaoedu")

ComponentScan默认会扫描当前package下的的所有加了相关注解标识的类到IoC容器中；

Import注解

import注解是什么意思呢？ 联想到xml形式下有一个<import resource/> 形式的注解，就明白它的作用了。import就是把多个分来的容器配置合并在一个配置中。在JavaConfig中所表达的意义是一样的。

  • 创建一个包，并在里面添加一个单独的configuration

    public class DefaultBean {
}
@Configuration
public class SpringConfig {

    @Bean
    public DefaultBean defaultBean(){
        return new DefaultBean();
    }
}

  • 此时运行测试方法，

    public class MainDemo {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ac=new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
        String[] defNames=ac.getBeanDefinitionNames();
        for(String name:defNames){
            System.out.println(name);
        }
    }
}

  • 在另外一个包路径下在创建一个配置类。此时再次运行前面的测试方法，打印OtherBean实例时，这个时候会报错，提示没有该实例

    public class OtherBean {
}
@Configuration
public class OtherConfig {

    @Bean
    public OtherBean otherBean(){
        return new OtherBean();
    }
}

  • 修改springConfig，把另外一个配置导入过来

    @Import(OtherConfig.class)
@Configuration
public class SpringConfig {

    @Bean
    public DefaultBean defaultBean(){
        return new DefaultBean();
    }
}

  • 再次运行测试方法，即可看到对象实例的输出。

至此，我们已经了解了Spring Framework在注解驱动时代，完全替代XML的解决方案。至此，Spring团队就此止步了吗？你们太单纯了。虽然无配置化能够减少配置的维护带来的困扰，但是，还是会存在很对第三方组建的基础配置声明。同样很繁琐，所以Spring 退出了@Enable模块驱动。这个特性的作用是把相同职责的功能组件以模块化的方式来装配，更进一步简化了Spring Bean的配置。

Enable模块驱动

我们通过spring提供的定时任务机制来实现一个定时任务的功能，分别拿演示在使用Enable注解和没使用Enable的区别。让大家感受一些Enable注解的作用。

使用EnableScheduing之前

  • 在applicationContext.xml中添加定时调度的配置

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
    http://www.springframework.org/schema/task
    http://www.springframework.org/schema/task/spring-task-3.2.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.gupaoedu.controller"/>
    <!--AnnotationDrivenBeanDefinitionParser-->
    <task:annotation-driven scheduler="scheduler"/> <!-- 定时器开关-->
    <task:scheduler id="scheduler" pool-size="5"/>
</beans>

  • 编写任务处理类

    @Service
public class TaskService {

    @Scheduled(fixedRate = 5000) //通过@Scheduled声明该方法是计划任务，使用fixedRate属性每隔固定时间执行
    public void reportCurrentTime(){
        System.out.println("每隔5秒执行一次 "+new Date());
    }
}

  • 编写测试类

    public class TestTask {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext=new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");

    }
}

使用EnableScheding之后

  • 创建一个配置类

    @Configuration
@ComponentScan("com.gupaoedu.controller")
@EnableScheduling
public class SpringConfig {
}

  • 创建一个service

    @Service
public class TaskService {
    @Scheduled(fixedRate = 5000) //通过@Scheduled声明该方法是计划任务，使用fixedRate属性每隔固定时间执行
    public void reportCurrentTime(){
        System.out.println("每隔5秒执行一次 "+new Date());
    }
}

  • 创建一个main方法

    public class TaskMain {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context=new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
    }
}

  • 启动服务即可实现定时调度的功能。

思考使用Enable省略了哪个步骤呢？

首先我们看没使用Enable的代码，它里面会有一个

<task:annotation-driven scheduler="scheduler"/>

这个scheduler是一个注解驱动，会被AnnotationDrivenBeanDefinitionParser 这个解析器进行解析。

在parse方法中，会有如下代码的定义

 builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition("org.springframework.scheduling.annotation.ScheduledAnnotationBeanPostProcessor");
            builder.getRawBeanDefinition().setSource(source);

这个类是用来解析@Scheduled注解的。

ok，我们再看一下EnableScheduling注解，我们可以看到，它会自动注册一个ScheduledAnnotationBeanPostProcessor的bean。所以，通过这个例子，就是想表达Enable注解的作用，它可以帮我们省略一些第三方模块的bean的声明的配置。

public class SchedulingConfiguration {
    public SchedulingConfiguration() {
    }

    @Bean(
        name = {"org.springframework.context.annotation.internalScheduledAnnotationProcessor"}
    )
    @Role(2)
    public ScheduledAnnotationBeanPostProcessor scheduledAnnotationProcessor() {
        return new ScheduledAnnotationBeanPostProcessor();
    }
}

Spring Framework 4.x

Spring 4.x版本，是注解的完善时代，它主要是提升条件装配能力，引入了@Conditional注解，通过自定义Condition实现配合，弥补了之前版本条件化配置的短板。

简单来说，Conditional提供了一个Bean的装载条件判断，也就是说如果这个条件不满足，那么通过@Bean声明的对象，不会被自动装载进来，具体是怎么用的呢？，先来简单带大家了解一下它的基本使用。

Conditional的概述

@Conditional是一个注解，我们观察一下这个注解的声明， 它可以接收一个Condition的数组。

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Conditional {
    Class<? extends Condition>[] value();
}


@FunctionalInterface
public interface Condition {
    boolean matches(ConditionContext var1, AnnotatedTypeMetadata var2);
}

这个Condition是一个函数式接口，提供了一个matchers的方法，简单来说，它就是提供了一个匹配的判断规则，返回true表示可以注入bean，返回false表示不能注入。

Conditional的实战

  • 自定义个一个Condition，逻辑比较简单，如果当前操作系统是Windows，则返回true，否则返回false

    public class GpCondition implements Condition{
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext conditionContext, AnnotatedTypeMetadata
    annotatedTypeMetadata) {
        //此处进行条件判断，如果返回 true，表示需要加载该配置类或者 Bean
        //否则，表示不加载
        String os=conditionContext.getEnvironment().getProperty("os.name");
        if(os.contains("Windows")){
       	 	return true;
        }
        	return false;
    }
}

  • 创建一个配置类，装载一个 BeanClass

    @Configuration
public class ConditionConfig {
    @Bean
    @Conditional(GpCondition.class)
    public BeanClass beanClass(){
   	 	return new BeanClass();
    }
}

  • 在 BeanClass 的 bean 声明方法中增加@Conditional(GpCondition.class)，其中具体的条件是我们自定义的 GpCondition 类。上述代码所表达的意思是，如果 GpCondition 类中的 matchs 返回 true，则将 BeanClass 装载到 Spring IoC 容器中

  • 运行测试方法

    public class ConditionMain {
public static void main(String[] args) {
    AnnotationConfigApplicationContext context=new
    AnnotationConfigApplicationContext(ConditionConfig.class);
    BeanClass beanClass=context.getBean(BeanClass.class);
    System.out.println(beanClass);
    }
}

总结

经过对Spring注解驱动的整体分析，不难发现，我们如今之所以能够非常方便的基于注解来完成Spring中大量的功能，得益于Spring团队不断解决用户痛点而做的各种努力。
而Spring Boot的自动装配机制，也是在Spring 注解驱动的基础上演化而来，在后续的内容中，我会专门分析Spring Boot的自动装配机制。

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