Spring的9个核心功能(一)

目录

资源管理

Java资源管理

1、来个Demo

2、原理

Spring资源管理

1、资源抽象

Resource                

WritableResource

2、资源加载

3、小结

环境

1、Environment

2、配置属性源PropertySource

3、SpringBoot是如何解析配置文件

类型转换

1、类型转换API

1.1、PropertyEditor

1.2、Converter

1.3、GenericConverter

1.4、ConversionService

1.5、TypeConverter

小结

2、Environment中到底是如何进行类型转换的?


资源管理

资源管理是Spring的一个核心的基础功能,不过在说Spring的资源管理之前,先来简单说一下Java中的资源管理。

Java资源管理

Java中的资源管理主要是通过java.net.URL来实现的,通过URL的openConnection方法可以对资源打开一个连接,通过这个连接读取资源的内容。

资源不仅仅指的是网络资源,还可以是本地文件、一个jar包等等。

1、来个Demo

举个例子,比如你想到访问www.baidu.com这个百度首页网络资源,那么此时就可以这么写

public class JavaResourceDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//构建URL 指定资源的协议为http协议URL url = new URL("http://www.baidu.com");//打开资源连接URLConnection urlConnection = url.openConnection();//获取资源输入流InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();//通过hutool工具类读取流中数据String content = IoUtil.read(new InputStreamReader(inputStream));System.out.println(content);}}

解释一下上面代码的意思:

  • 首先构建一个URL,指定资源的访问协议为http协议

  • 通过URL打开一个资源访问连接,然后获取一个输入流,读取内容

运行结果

成功读取到百度首页的数据。

当然,也可以通过URL访问本地文件资源,在创建URL的时候只需要指定协议类型为file://和文件的路径就行了

URL url = new URL("file://" + "文件的路径");

这种方式这里我就不演示了。

其实这种方式实际上最终也是通过FileInputStream来读取文件数据的,不信你可以自己debug试试。

2、原理

每种协议的URL资源都需要一个对应的一个URLStreamHandler来处理。

比如说,http://协议有对应的URLStreamHandler的实现,file://协议的有对应的URLStreamHandler的实现。

Java除了支持http://file://协议之外,还支持其它的协议,如下图所示:

对于的URLStreamHandler如下图所示

当在构建URL的时候,会去解析资源的访问协议,根据访问协议找到对应的URLStreamHandler的实现。

当然,除了Java本身支持的协议之外,我们还可以自己去扩展这个协议,大致只需要两步即可:

  • 实现URLConnection,可以通过这个连接读取资源的内容

  • 实现URLStreamHandler,通过URLStreamHandler可以获取到URLConnection

不过需要注意的是,URLStreamHandler的实现需要放在sun.net.www.protocol.协议名称包下,类名必须是Handler,这也是为什么截图中的实现类名都叫Handler的原因。

当然如果不放在指定的包下也可以,但是需要实现java.net.URLStreamHandlerFactory接口。

对于扩展我就不演示了,如果你感兴趣可以自行谷歌一下。

Spring资源管理

虽然Java提供了标准的资源管理方式,但是Spring并没有用,而是自己搞了一套资源管理方式。

1、资源抽象

在Spring中,资源大致被抽象为两个接口

  • Resource:可读资源,可以获取到资源的输入流

  • WritableResource:读写资源,除了资源输入流之外,还可以获取到资源的输出流

Resource                

Resource接口继承了InputStreamSource接口,而InputStreamSource接口可以获取定义了获取输入流的方法

WritableResource

WritableResource继承了Resource接口,可以获取到资源的输出流,因为有的资源不仅可读,还可写,就比如一些本地文件的资源,往往都是可读可写的

Resource的实现很多,这里我举几个常见的:

  • FileSystemResource:读取文件系统的资源

  • UrlResource:前面提到的Java的标准资源管理的封装,底层就是通过URL来访问资源

  • ClassPathResource:读取classpath路径下的资源

  • ByteArrayResource:读取静态字节数组的数据

比如,想要通过Spring的资源管理方式来访问前面提到百度首页网络资源,就可以这么写

//构建资源
Resource resource = new UrlResource("http://www.baidu.com");
//获取资源输入流
InputStream inputStream = resource.getInputStream();

如果是一个本地文件资源,那么除了可以使用UrlResource,也可以使用FileSystemResource,都是可以的。

2、资源加载

虽然Resource有很多实现,但是在实际使用中,可能无法判断使用具体的哪个实现,所以Spring提供了ResourceLoader资源加载器来根据资源的类型来加载资源。

通过getResource方法,传入一个路径就可以加载到对应的资源,而这个路径不一定是本地文件,可以是任何可加载的路径。

ResourceLoader有个唯一的实现DefaultResourceLoader

比如对于上面的例子,就可以通过ResourceLoader来加载资源,而不用直接new具体的实现了

//创建ResourceLoader
ResourceLoader resourceLoader = new DefaultResourceLoader();
//获取资源
Resource resource = resourceLoader.getResource("http://www.baidu.com");

除了ResourceLoader之外,还有一个ResourcePatternResolver可以加载资源

ResourcePatternResolver继承了ResourceLoader

通过ResourcePatternResolver提供的方法可以看出,他可以加载多个资源,支持使用通配符的方式,比如classpath*:,就可以加载所有classpath的资源。

ResourcePatternResolver只有一个实现PathMatchingResourcePatternResolver

3、小结

到这就讲完了Spring的资源管理,这里总结一下本节大致的内容

Java的标准资源管理:

  • URL

  • URLStreamHandler

Spring的资源管理:

  • 资源抽象:Resource 、WritableResource

  • 资源加载:ResourceLoader 、ResourcePatternResolver

Spring的资源管理在Spring中用的很多,比如在SpringBoot中,application.yml的文件就是通过ResourceLoader加载成Resource,之后再读取文件的内容的。

环境

上一节末尾举的例子中提到,SpringBoot配置文件是通过ResourceLoader来加载配置文件,读取文件的配置内容

那么当配置文件都加载完成之后,这个配置应该存到哪里,怎么能够读到呢?

这就引出了Spring框架中的一个关键概念,环境,它其实就是用于管理应用程序配置的。

1、Environment

Environment就是环境抽象出来的接口

Environment继承PropertyResolver

public interface PropertyResolver {boolean containsProperty(String key);String getProperty(String key);<T> T getProperty(String key, Class<T> targetType);<T> T getRequiredProperty(String key, Class<T> targetType) throws IllegalStateException;String resolvePlaceholders(String text);}

如上是PropertyResolver提供的部分方法,这里简单说一下上面方法的作用

  • getProperty(String key),很明显是通过配置的key获取对应的value值

  • getProperty(String key, Class<T> targetType),这是获取配置,并转换成对应的类型,比如你获取的是个字符串的"true",这里就可以给你转换成布尔值的true,具体的底层实现留到下一节讲

  • resolvePlaceholders(String text),这类方法可以处理${...}占位符,也就是先取出${...}占位符中的key,然后再通过key获取到值

所以Environment主要有一下几种功能:

  • 根据key获取配置

  • 获取到指定类型的配置

  • 处理占位符

来个demo

先在application.yml的配置文件中加入配置

测试代码如下

@SpringBootApplication
public class EnvironmentDemo {public static void main(String[] args) {ConfigurableApplicationContext applicationContext = SpringApplication.run(EnvironmentDemo.class, args);//从ApplicationContext中获取到ConfigurableEnvironmentConfigurableEnvironment environment = applicationContext.getEnvironment();//获取name属性对应的值String name = environment.getProperty("name");System.out.println("name = " + name);}}

启动应用,获取到ConfigurableEnvironment对象,再获取到值

ConfigurableEnvironment是Environment子接口,通过命名也可以知道,他可以对Environment进行一些功能的配置。

运行结果:

name = java日记

2、配置属性源PropertySource

PropertySource是真正存配置的地方,属于配置的来源,它提供了一个统一的访问接口,使得应用程序可以以统一的方式获取配置获取到属性。

来个简单demo

public class PropertySourceDemo {public static void main(String[] args) {Map<String, Object> source = new HashMap<>();source.put("name", "java日记");PropertySource<Map<String, Object>> propertySource = new MapPropertySource("myPropertySource", source);Object name = propertySource.getProperty("name");System.out.println("name = " + name);}}

简单说一下上面代码的意思

  • 首先创建了一个map,就是配置来源,往里面添加了一个配置key-value

  • 创建了一个PropertySource,使用的实现是MapPropertySource,需要传入配置map,所以最终获取到属性不用想就知道是从map中获取的

最后成获取到属性

除了MapPropertySource之外,还有非常多的实现

比如CommandLinePropertySource,它其实就封装了通过命令启动时的传递的配置参数

既然PropertySource才是真正存储配置的地方,那么Environment获取到的配置真正也就是从PropertySource获取的,并且他们其实是一对多的关系

其实很好理解一对多的关系,因为一个应用程序的配置可能来源很多地方,比如在SpringBoot环境底下,除了我们自定义的配置外,还有比如系统环境配置等等,这些都可以通过Environment获取到

当从Environment中获取配置的时候,会去遍历所有的PropertySource,一旦找到配置key对应的值,就会返回

所以,如果有多个PropertySource都含有同一个配置项的话,也就是配置key相同,那么获取到的配置是从排在前面的PropertySource的获取的

这就是为什么,当你在配置文件配置username属性时获取到的却是系统变量username对应的值,因为系统的PropertySource排在配置文件对应的PropertySource之前

3、SpringBoot是如何解析配置文件

SpringBoot是通过PropertySourceLoader来解析配置文件的

load方法的第二个参数就是我们前面提到的资源接口Resource

通过Resource就可以获取到配置文件的输入流,之后就可以读取到配置文件的内容,再把配置文件解析成多个PropertySource,之后把PropertySource放入到Environment中,这样我们就可以通过Environment获取到配置文件的内容了。

PropertySourceLoader默认有两个实现,分别用来解析propertiesyml格式的配置文件

此时,上面的图就可以优化成这样

类型转换

在上一节介绍Environment时提到了它的getProperty(String key, Class<T> targetType)可以将配置的字符串转换成对应的类型,那么他是如何转换的呢?

这就跟本文要讲的Spring类型转换机制有关了

1、类型转换API

Spring类型转换主要涉及到以下几个api:

  • PropertyEditor

  • Converter

  • GenericConverter

  • ConversionService

  • TypeConverter

接下来我会来详细介绍这几个api的原理和他们之间的关系。

1.1、PropertyEditor

PropertyEditor并不是Spring提供的api,而是JDK提供的api,他的主要作用其实就是将String类型的字符串转换成Java对象属性值。

public interface PropertyEditor {void setValue(Object value);Object getValue();String getAsText();void setAsText(String text) throws java.lang.IllegalArgumentException;}

就拿项目中常用的@Value来举例子,当我们通过@Value注解的方式将配置注入到字段时,大致步骤如下图所示:

  • 取出@Value配置的key

  • 根据@Value配置的key调用Environment的resolvePlaceholders(String text)方法,解析占位符,找到配置文件中对应的值

  • 调用PropertyEditor将对应的值转换成注入的属性字段类型,比如注入的字段类型是数字,那么就会将字符串转换成数字

在转换的过程中,Spring会先调用PropertyEditor的setAsText方法将字符串传入,然后再调用getValue方法获取转换后的值。

Spring提供了很多PropertyEditor的实现,可以实现字符串到多种类型的转换

在这么多实现中,有一个跟我们前面提到的Resource有关的实现ResourceEditor,它是将字符串转换成Resource对象

也就是说,可以直接通过@Value的方式直接注入一个Resource对象,就像下面这样

@Value("http://www.baidu.com")
private Resource resource;

其实归根到底,底层也是通过ResourceLoader来加载的,这个结论是不变的。

所以,如果你想知道@Value到底支持注入哪些字段类型的时候,看看PropertyEditor的实现就可以了,当然如果Spring自带的都不满足你的要求,你可以自己实现PropertyEditor,比如把String转成Date类型,Spring就不支持。

1.2、Converter

由于PropertyEditor局限于字符串的转换,所以Spring在后续的版本中提供了叫Converter的接口,他也用于类型转换的,相比于PropertyEditor更加灵活、通用

Converter是个接口,泛型S是被转换的对象类型,泛型T是需要被转成的类型。

同样地,Spring也提供了很多Converter的实现

这些主要包括日期类型的转换和String类型转换成其它的类型

1.3、GenericConverter

GenericConverter也是类型转换的接口

这个接口的主要作用是可以处理带有泛型类型的转换,主要的就是面向集合数组转换操作,从Spring默认提供的实现就可以看出

那Converter跟GenericConverter有什么关系呢?

这里我举个例子,假设现在需要将将源集合Collection<String>转换成目标集合Collection<Date>

假设现在有个String转换成Date类型的Converter,咱就叫StringToDateConverter,那么整个转换过程如下:

  • 首先会找到GenericConverter的一个实现CollectionToCollectionConverter,从名字也可以看出来,是将一个几个转换成另一个集合

  • 然后遍历源集合Collection<String>,取出元素

  • 根据目标集合泛型Date,找到StringToDateConverter,将String转换成Date,将转换的Date存到一个新的集合

  • 返回这个新的集合,这样就实现了集合到集合的转换

所以通过这就可以看出Converter和GenericConverter其实是依赖关系

1.4、ConversionService

对于我们使用者来说,不论是Converter还是GenericConverter,其实都是类型转换的,并且类型转换的实现也很多,所以Spring为了方便我们使用Converter还是GenericConverter,提供了一个门面接口ConversionService

我们可以直接通过ConversionService来进行类型转换,而不需要面向具体的Converter或者是GenericConverter

ConversionService有一个基本的实现GenericConversionService

同时GenericConversionService还实现了ConverterRegistry的接口

ConverterRegistry提供了对Converter和GenericConverter进行增删改查的方法。

这样就可以往ConversionService中添加Converter或者是GenericConverter了,因为最终还是通过Converter和GenericConverter来实现转换的

但是我们一般不直接用GenericConversionService,而是用DefaultConversionService或者是ApplicationConversionService(SpringBoot环境底下使用)

因为DefaultConversionService和ApplicationConversionService在创建的时候,会添加很多Spring自带的Converter和GenericConverter,就不需要我们手动添加了。

1.5、TypeConverter

TypeConverter其实也是算是一个门面接口,他也定义了转换方法

他是将PropertyEditor和ConversionService进行整合,方便我们同时使用PropertyEditor和ConversionService

convertIfNecessary方法会去调用PropertyEditor和ConversionService进行类型转换,值得注意的是,优先使用PropertyEditor进行转换,如果没有找到对应的PropertyEditor,会使用ConversionService进行转换

TypeConverter有个简单的实现SimpleTypeConverter,这里来个简单的demo

public class TypeConverterDemo {public static void main(String[] args) {SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();//设置ConversionServicetypeConverter.setConversionService(DefaultConversionService.getSharedInstance());//将字符串"true"转换成Boolean类型的trueBoolean b = typeConverter.convertIfNecessary("true", Boolean.class);System.out.println("b = " + b);}}

这里需要注意,ConversionService需要我们手动设置,但是PropertyEditor不需要,因为SimpleTypeConverter默认会去添加PropertyEditor的实现。

小结

到这就讲完了类型转换的常见的几个api,这里再简单总结一下:

  • PropertyEditor:String转换成目标类型

  • Converter:用于一个类型转换成另一个类型

  • GenericConverter:用于处理泛型的转换,主要用于集合

  • ConversionService:门面接口,内部会调用Converter和GenericConverter

  • TypeConverter:门面接口,内部会调用PropertyEditor和ConversionService

画张图来总结他们之间的关系

前面在举@Value的例子时说,类型转换是根据PropertyEditor来的,其实只说了一半,因为底层实际上是根据TypeConverter来转换的,所以@Value类型转换时也能使用ConversionService类转换,所以那张图实际上应该这么画才算对

2、Environment中到底是如何进行类型转换的?

这里我们回到开头提到的话题,Environment中到底是如何进行类型转换的,让我们看看Environment类的接口体系

Environment有个子接口ConfigurableEnvironment中,前面也提到过

它继承了ConfigurablePropertyResolver接口

而ConfigurablePropertyResolver有一个setConversionService方法

所以从这可以看出,Environment底层实际上是通过ConversionService实现类型转换的

这其实也就造成了一个问题,因为ConversionService和PropertyEditor属于并列关系,那么就会导致Environment无法使用PropertyEditor来进行类型转换,也就会丧失部分Spring提供的类型转换功能,就比如无法通过Environment将String转换成Resource对象,因为Spring没有实现String转换成Resource的Converter

当然你可以自己实现一个String转换成Resource的Converter,然后添加到ConversionService,之后Environment就支持String转换成Resource了。

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