Spring - FactoryBean扩展接口

小小工匠

发布于 2022-12-07 13:50:28

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Spring Boot - 扩展接口一览

org.springframework.beans.factory.FactoryBean

package org.springframework.beans.factory;

import org.springframework.lang.Nullable;


public interface FactoryBean<T> {


	String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";


	@Nullable
	T getObject() throws Exception;

	
	@Nullable
	Class<?> getObjectType();

	
	default boolean isSingleton() {
		return true;
	}

}

一般情况下，Spring通过反射机制利用bean的class属性指定支线类去实例化bean，在某些情况下，实例化Bean过程比较复杂，如果按照传统的方式，则需要在bean中提供大量的配置信息。

配置方式的灵活性是受限的，这时采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.bean.factory.FactoryBean的工厂类接口，用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。

FactoryBean接口对于Spring框架来说占用重要的地位，Spring自身就提供了70多个FactoryBean的实现。隐藏了实例化一些复杂bean的细节，给上层应用带来了便利。

从Spring3.0开始，FactoryBean开始支持泛型，即接口声明改为FactoryBean<T>的形式

FactoryBean中的设计模式----工厂方法模式

工厂方法模式是简单工厂模式的一种升级或者说是进一步抽象，它可以应用于更加复杂的场景，灵活性也更高。

在简单工厂中，由工厂类进行所有的逻辑判断、实例创建；

如果不想在工厂类中进行判断，可以为不同的产品提供不同的工厂，不同的工厂生产不同的产品，每一个工厂都只对应一个相应的对象，这就是工厂方法模式。

Spring 中的 FactoryBean 就是这种思想的体现，FactoryBean 可以理解为工厂 Bean

public interface FactoryBean<T> {
  T getObject()；
  Class<?> getObjectType();
  boolean isSingleton();
}

我们定义一个类 ArtisanFactoryBean 来实现 FactoryBean 接口，主要是在 getObject 方法里 new 一个 Artisan对象。这样我们通过 getBean(id) 获得的是该工厂所产生的 Artisan 的实例，而不是 ArtisanFactoryBean本身的实例，像下面这样：

BeanFactory bf = new ClassPathXmlApplicationContext("artisan.xml");
Artisan  artisanBean = (Artisan) bf.getBean("artisanFactoryBean");

FactoryBean VS BeanFactory

BeanFactory，就是bean的工厂，主要是通过定位、加载、注册以及实例化来维护对象与对象之间的依赖关系，以此来管理bean
FactoryBean，bean的一种，顾名思义，它也可以用来生产bean，也实现了相应的工厂方法。
一般来说，Bean是由BeanFactory生产，但FactoryBean的特殊之处就在于它也能生产bean。
获取FactoryBean的方法是getBean("&"+beanName); 就是在beanName加个"&"前缀，若直接getBean(beanName),获取到的是FactoryBean通过getObject接口生成的Bean。

源码解析

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean
		  org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean	
			  org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean

我们从 AbstractBeanFactory#doGetBean 梳理起来

 protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
			@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {

		/**
		 * 通过name获取BeanName,这里不能使用name作为beanName：
		 * 1. name可能是别名，通过方法转换为具体的实例名称
		 * 2. name可能会以&开头，表明调用者想获取FactoryBean本身，而非FactoryBean创建bean
		 *    FactoryBean 的实现类和其他的 bean 存储方式是一致的，即 <beanName, bean>，
		 *    beanName 中是没有 & 这个字符的。所以我们需要将 name 的首字符 & 移除，这样才能从
		 *    缓存里取到 FactoryBean 实例。
		 *
		 */
		final String beanName = transformedBeanName(name);
		Object bean;

		// 从缓存中获取bean
		Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

		/*
		 * 如果 sharedInstance = null，则说明缓存里没有对应的实例，表明这个实例还没创建。
		 *( BeanFactory 并不会在一开始就将所有的单例 bean 实例化好，而是在调用 getBean 获取bean 时再实例化，也就是懒加载)。
		 * getBean 方法有很多重载，比如 getBean(String name, Object... args)，我们在首次获取
		 * 某个 bean 时，可以传入用于初始化 bean 的参数数组（args），BeanFactory 会根据这些参数
		 * 去匹配合适的构造方法构造 bean 实例。当然，如果单例 bean 早已创建好，这里的 args 就没有
		 * 用了，BeanFactory 不会多次实例化单例 bean。
		 */
		if (sharedInstance != null && args == null) {
			// 省略.....

			/*
			 * 如果 sharedInstance 是普通的单例 bean，下面的方法会直接返回。但如果
			 * sharedInstance 是 FactoryBean 类型的，则需调用 getObject 工厂方法获取真正的
			 * bean 实例。如果用户想获取 FactoryBean 本身，这里也不会做特别的处理，直接返回
			 * 即可。毕竟 FactoryBean 的实现类本身也是一种 bean，只不过具有一点特殊的功能而已。
			 */
			bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
		}

		/*
		 * 如果上面的条件不满足，则表明 sharedInstance 可能为空，此时 beanName 对应的 bean
		 * 实例可能还未创建。这里还存在另一种可能，如果当前容器有父容器，beanName 对应的 bean 实例
		 * 可能是在父容器中被创建了，所以在创建实例前，需要先去父容器里检查一下。
		 */
		else {
			// BeanFactory 不缓存 Prototype 类型的 bean，无法处理该类型 bean 的循环依赖问题
            //判断是否存在循环依赖
			if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
				throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
			}

			// 如果 sharedInstance = null，则到父容器中查找 bean 实例
			BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
			// ......

		
			try {
				// 合并父 BeanDefinition 与子 BeanDefinition
				final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
				checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

				// 检查是否有 dependsOn 依赖，如果有则先初始化所依赖的 bean
				String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
				// ......
					
				// 创建 bean 实例
				if (mbd.isSingleton()) {

					/*
					 * 这里并没有直接调用 createBean 方法创建 bean 实例，而是通过
					 * getSingleton(String, ObjectFactory) 方法获取 bean 实例。
					 * getSingleton(String, ObjectFactory) 方法会在内部调用
					 * ObjectFactory 的 getObject() 方法创建 bean，并会在创建完成后，
					 * 将 bean 放入缓存中。
					 */
					sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
						try {
							return createBean(beanName, mbd, args);
						}
						catch (BeansException ex) {
							destroySingleton(beanName);
							throw ex;
						}
					});
					
					// 如果 bean 是 FactoryBean 类型，则调用工厂方法获取真正的 bean 实例。否则直接返回 bean 实例
					bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
				}

				// 创建 prototype 类型的 bean 实例
				else if (mbd.isPrototype()) {
					// ......
				}


				// 创建其他类型的 bean 实例
				else {
					// ......
		}

		// ......
		return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
	}

重点来了 getObjectForBeanInstance 。在getObjectForBeanInstance方法，它主要完成对获取的Bean Instance进行检测是否为FactoryBean，如果是FactoryBean则通过工厂方法获取Bean以及初始化后处理

protected Object getObjectForBeanInstance(
			Object beanInstance, String name, String beanName, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {

		// 判断name是否为Bean FactoryBean的引用
		if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
			if (beanInstance instanceof NullBean) {
				return beanInstance;
			}
			if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
				throw new BeanIsNotAFactoryException(beanName, beanInstance.getClass());
			}
			if (mbd != null) {
				mbd.isFactoryBean = true;
			}
			return beanInstance;
		}

		// beanInstance可能是普通的bena或者FactoryBean，如果是普通的Bean直接返回实例
		if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
			return beanInstance;
		}
		
		// 如果是FactoryBean，使用FactoryBean来创建一个bean实例
		Object object = null;
		if (mbd != null) {
			mbd.isFactoryBean = true;
		}
		else {
			object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
		}
		if (object == null) {
			// Return bean instance from factory.
			FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) beanInstance;
			// Caches object obtained from FactoryBean if it is a singleton.
			if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
				mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
			}
			boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
			// 从FactoryBean中获取创建的Bean
			object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
		}
		return object;
	}

先看看

	public static boolean isFactoryDereference(@Nullable String name) {
		return (name != null && name.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX));
	}

FactoryBean创建的Bean的名称FactoryBean本身作为一个Bean在Spring容器中是用是否包含 & 前缀来区分的。

继续往下来

// 从FactoryBean中获取创建的Bean
object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);

org.springframework.beans.factory.support.FactoryBeanRegistrySupport#getObjectFromFactoryBean

	protected Object getObjectFromFactoryBean(FactoryBean<?> factory, String beanName, boolean shouldPostProcess) {
		// 单例模式
		if (factory.isSingleton() && containsSingleton(beanName)) {
			synchronized (getSingletonMutex()) {
				Object object = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
				if (object == null) {
					// 通过factory.getObject获取
					object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
					
					Object alreadyThere = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
					if (alreadyThere != null) {
						object = alreadyThere;
					}
					else {
						if (shouldPostProcess) {
							if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
								// Temporarily return non-post-processed object, not storing it yet..
								return object;
							}
							beforeSingletonCreation(beanName);
							try {
								object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
							}
							catch (Throwable ex) {
								throw new BeanCreationException(beanName,
										"Post-processing of FactoryBean's singleton object failed", ex);
							}
							finally {
								afterSingletonCreation(beanName);
							}
						}
						if (containsSingleton(beanName)) {
							//将获取到的对象放到factoryBeanObjectCache单例缓存map进行存储
							this.factoryBeanObjectCache.put(beanName, object);
						}
					}
				}
				return object;
			}
		}
		else {
			// 非单例模式，直接通过factory.getObejct获取，然后再返回给用户
			Object object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
			if (shouldPostProcess) {
				try {
					object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
				}
				catch (Throwable ex) {
					throw new BeanCreationException(beanName, "Post-processing of FactoryBean's object failed", ex);
				}
			}
			return object;
		}
	}

通过源码我们可以发现，无论是单例和非单例都会调用doGetObjectFromFactoryBean方法，那毫无疑问就是生成bean对象的方法：

private Object doGetObjectFromFactoryBean(FactoryBean<?> factory, String beanName) throws BeanCreationException {
		Object object;
		try {
			// 系统安全处理器不为空
			if (System.getSecurityManager() != null) {
				AccessControlContext acc = getAccessControlContext();
				try {
					// 也是调用 factory::getObject
					object = AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) factory::getObject, acc);
				}
				catch (PrivilegedActionException pae) {
					throw pae.getException();
				}
			}
			else {
				// 调用FactoryBean的getObject方法
				object = factory.getObject();
			}
		}
		catch (){


		}
		// ....

		return object;
	}

OK ， DONE

扩展示例

package com.artisan.bootspringextend.testextends;

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.SneakyThrows;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionBuilder;
import org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;

/**
 * @author 小工匠
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2022/12/5 23:45
 * @mark: show me the code , change the world
 */

@Slf4j
public class ExtendFactoryBean2 {
    public static void main(String[] args) {
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        BeanDefinitionBuilder definitionBuilder = BeanDefinitionBuilder
                .genericBeanDefinition(UserServiceFactoryBean.class);
        definitionBuilder.addPropertyValue("username", "artisan");
        beanFactory.registerBeanDefinition("userService", definitionBuilder.getBeanDefinition());


        UserService userService = (UserService) beanFactory.getBean("userService");
        //artisan
        log.info(userService.getUsername());


        UserServiceFactoryBean userServiceFactoryBean = (UserServiceFactoryBean) beanFactory.getBean("&userService");
        //artisan
        log.info(userServiceFactoryBean.username);
    }

    public static class UserServiceFactoryBean implements FactoryBean<UserService> {

        @Setter
        private String username;


        @Override
        public UserService getObject() {
            UserService userService = new UserService();
            userService.setUsername(username);
            return userService;
        }

        @Override
        public Class<?> getObjectType() {
            return UserService.class;
        }
    }

    @Setter
    @Getter
    public static class UserService {

        private String username;
    }
}

定义一个UserServiceFactoryBean，用来生产UserService，将其注册到BeanFactory中，如果使用UserService对象，使用userService的Bean名称，如果想要获取原来的UserServiceFactoryBean对象，需要使用&userService的Bean名称，&这个前缀是Spring规定的，可以查看BeanFactory#FACTORY_BEAN_PREFIX常量

00:05:24.692 [main] DEBUG org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory - Creating shared instance of singleton bean 'userService'
00:05:24.762 [main] INFO com.artisan.bootspringextend.testextends.ExtendFactoryBean2 - artisan
00:05:24.762 [main] INFO com.artisan.bootspringextend.testextends.ExtendFactoryBean2 - artisan

Process finished with exit code 0

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原始发表：2022-12-06，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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