Spring中的父子容器原理解析

更新時間：2023年07月18日 09:31:49 作者：江南一點雨

這篇文章主要為大家介紹了Spring中的父子容器原理解析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

引言

相信有小伙伴也聽說過，在 SSM 項目中，Spring 容器是父容器，SpringMVC 是子容器，子容器可以訪問父容器的 Bean，但是父容器不能訪問子容器的 Bean。

更近一步，有小伙伴可能也了解過，不用父子容器，單純就用一個 SpringMVC 容器似乎也可以，項目也能運行。

那么現(xiàn)在問題來了：既然單純一個 SpringMVC 容器就能使項目跑起來，那我們?yōu)槭裁催€要用父子容器？父子容器的優(yōu)勢是什么？

帶著這個問題，今天松哥來和小伙伴們聊一聊父子容器。

1. 父子容器

首先，其實父子這種設(shè)計很常見，松哥記得在之前的 Spring Security 的系列文章中，Spring Security 中的 AuthenticationManager 其實也是類似的設(shè)計，估計那里就是借鑒了 Spring 中的父子容器設(shè)計。

當(dāng)使用了父子容器之后，如果去父容器中查找 Bean，那么就單純的在父容器中查找 Bean；

如果是去子容器中查找 Bean，那么就會先在子容器中查找，找到了就返回，沒找到則繼續(xù)去父容器中查找，直到找到為止（把父容器都找完了還是沒有的話，那就只能拋異常出來了）。

2. 為什么需要父子容器

2.1 問題呈現(xiàn)

為什么需要父子容器？老老實實使用一個容器不行嗎？

既然 Spring 容器中有父子容器，那么這個玩意就必然有其使用場景。

松哥舉一個簡單的例子。

假設(shè)我有一個多模塊項目，其中有商家模塊和客戶模塊，商家模塊和客戶模塊中都有角色管理 RoleService，項目結(jié)構(gòu)如下圖：

├── admin
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   └── resources
├── consumer
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   │   └── org
│       │   │       └── javaboy
│       │   │           └── consumer
│       │   │               └── RoleService.java
│       │   └── resources
│       │       └── consumer_beans.xml
├── merchant
│   ├── pom.xml
│   └── src
│       ├── main
│       │   ├── java
│       │   │   └── org
│       │   │       └── javaboy
│       │   │           └── merchant
│       │   │               └── RoleService.java
│       │   └── resources
│       │       └── merchant_beans.xml
└── pom.xml

現(xiàn)在 consumer 和 merchant 中都有一個 RoleService 類，然后在各自的配置文件中，都將該類注冊到 Spring 容器中。

org.javaboy.consumer.RoleService：

public class RoleService {
    public String hello() {
        return "hello consumer";
    }
}

org.javaboy.merchant.RoleService：

public class RoleService {
    public String hello() {
        return "hello merchant";
    }
}

consumer_beans.xml 如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean class="org.javaboy.consumer.RoleService" id="roleService"/>
</beans>

merchant_beans.xml 如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean class="org.javaboy.merchant.RoleService" id="roleService"/>
</beans>

大家注意，這兩個 Bean 同名。

現(xiàn)在，在 admin 模塊中，同時依賴 consumer 和 merchant，同時加載這兩個配置文件，那么能不能同時向 Spring 容器中注冊兩個來自不同模塊的同名 Bean 呢？

代碼如下：

ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext();
ctx.setConfigLocations("consumer_beans.xml", "merchant_beans.xml");
ctx.refresh();
org.javaboy.merchant.RoleService rs1 = ctx.getBean(org.javaboy.merchant.RoleService.class);
org.javaboy.consumer.RoleService rs2 = ctx.getBean(org.javaboy.consumer.RoleService.class);

這個執(zhí)行之后會拋出如下問題：

小伙伴們看到，這個是找不到 org.javaboy.consumer.RoleService 服務(wù)，但是另外一個 RoleService 其實是找到了，因為默認(rèn)情況下后面定義的同名 Bean 把前面的覆蓋了，所以有一個 Bean 就找不到了。

如果不允許 Bean 的覆蓋，那么可以進(jìn)行如下配置：

ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext();
ctx.setConfigLocations("consumer_beans.xml", "merchant_beans.xml");
ctx.setAllowBeanDefinitionOverriding(false);
ctx.refresh();

此時一啟動就直接報錯了：

意思也說的比較明確了，Bean 的定義沖突了，所以定義失敗。

那么有沒有辦法能夠優(yōu)雅的解決上面這個問題呢？答案就是父子容器！

2.2 父子容器

對于上面的問題，我們可以將 consumer 和 merchant 配置成父子關(guān)系或者兄弟關(guān)系，就能很好的解決這個問題了。

2.2.1 兄弟關(guān)系

先來看兄弟關(guān)系，代碼如下：

ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext();
ClassPathXmlApplicationContext child1 = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer_beans.xml");
ClassPathXmlApplicationContext child2 = new ClassPathXmlApplicationContext("merchant_beans.xml");
child1.setParent(ctx);
child2.setParent(ctx);
ctx.setAllowBeanDefinitionOverriding(false);
ctx.refresh();
org.javaboy.consumer.RoleService rs1 = child1.getBean(org.javaboy.consumer.RoleService.class);
org.javaboy.merchant.RoleService rs2 = child2.getBean(org.javaboy.merchant.RoleService.class);
System.out.println("rs1.hello() = " + rs1.hello());
System.out.println("rs2.hello() = " + rs2.hello());

小伙伴們看一下，這種針對 consumer 和 merchant 分別創(chuàng)建了容器，這種容器關(guān)系就是兄弟容器，這兩個兄弟有一個共同的 parent 就是 ctx，現(xiàn)在可以在各個容器中獲取到自己的 Bean 了。

需要注意的是，上面這種結(jié)構(gòu)中，子容器可以獲取到 parent 的 Bean，但是無法獲取到兄弟容器的 Bean，即如果 consumer 中引用了 merchant 中的 Bean，那么上面這個配置就有問題了。

2.2.2 父子關(guān)系

現(xiàn)在假設(shè)用 consumer 做 parent 容器，merchant 做 child 容器，那么配置如下：

ClassPathXmlApplicationContext parent = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer_beans.xml");
ClassPathXmlApplicationContext child = new ClassPathXmlApplicationContext("merchant_beans.xml");
child.setParent(parent);
child.refresh();
org.javaboy.consumer.RoleService rs1 = parent.getBean(org.javaboy.consumer.RoleService.class);
org.javaboy.merchant.RoleService rs2 = child.getBean(org.javaboy.merchant.RoleService.class);
org.javaboy.consumer.RoleService rs3 = child.getBean(org.javaboy.consumer.RoleService.class);
System.out.println("rs1.hello() = " + rs1.hello());
System.out.println("rs2.hello() = " + rs2.hello());
System.out.println("rs3.hello() = " + rs3.hello());

首先創(chuàng)建兩個容器，分別是 parent 和 child，然后為 child 容器設(shè)置 parent，設(shè)置完成后記得要刷新 child 容器。

現(xiàn)在我們就可以從 parent 容器中去獲取 parent 容器中原本就存在的 Bean，也可以從 child 容器中去獲取 child 容器原本的 Bean 或者是 parent 的 Bean 都可以。

這就是父子容器。

父容器和子容器本質(zhì)上是相互隔離的兩個不同的容器，所以允許同名的 Bean 存在。當(dāng)子容器調(diào)用 getBean 方法去獲取一個 Bean 的時候，如果當(dāng)前容器沒找到，就會去父容器查找，一直往上找，找到為止。

核心就是 BeanFactory，這個松哥之前文章已經(jīng)和小伙伴們介紹過了（BeanFactoryPostProcessor 和 BeanPostProcessor 有什么區(qū)別？），BeanFactory 有一個子類 HierarchicalBeanFactory，看名字就是帶有層級關(guān)系的 BeanFactory：

public interface HierarchicalBeanFactory extends BeanFactory {
    /**
     * Return the parent bean factory, or {@code null} if there is none.
     */
    @Nullable
    BeanFactory getParentBeanFactory();
    /**
     * Return whether the local bean factory contains a bean of the given name,
     * ignoring beans defined in ancestor contexts.
     * &lt;p&gt;This is an alternative to {@code containsBean}, ignoring a bean
     * of the given name from an ancestor bean factory.
     * @param name the name of the bean to query
     * @return whether a bean with the given name is defined in the local factory
     * @see BeanFactory#containsBean
     */
    boolean containsLocalBean(String name);
}

只要是 HierarchicalBeanFactory 的子類就能配置父子關(guān)系。父子關(guān)系圖如下：

2.3 特殊情況

需要注意的是，并不是所有的獲取 Bean 的方法都支持父子關(guān)系查找，有的方法只能在當(dāng)前容器中查找，并不會去父容器中查找：

ClassPathXmlApplicationContext parent = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer_beans.xml");
ClassPathXmlApplicationContext child = new ClassPathXmlApplicationContext("merchant_beans.xml");
child.setParent(parent);
child.refresh();
String[] names1 = child.getBeanNamesForType(org.javaboy.merchant.RoleService.class);
String[] names2 = child.getBeanNamesForType(org.javaboy.consumer.RoleService.class);
System.out.println("names1 = " + Arrays.toString(names1));
System.out.println("names2 = " + Arrays.toString(names2));

如上，根據(jù)類型去查找 Bean 名稱的時候，我們所用的是 getBeanNamesForType 方法，這個方法是由 ListableBeanFactory 接口提供的，而該接口和 HierarchicalBeanFactory 接口并無繼承關(guān)系，所以 getBeanNamesForType 方法并不支持去父容器中查找 Bean，它只在當(dāng)前容器中查找 Bean。

但是！如果你確實有需求，希望能夠根據(jù)類型查找 Bean 名稱，并且還能夠自動去父容器中查找，那么可以使用 Spring 給我們提供的工具類，如下：

ClassPathXmlApplicationContext parent = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer_beans.xml");
ClassPathXmlApplicationContext child = new ClassPathXmlApplicationContext();
child.setParent(parent);
child.refresh();
String[] names = BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(child, org.javaboy.consumer.RoleService.class);
for (String name : names) {
    System.out.println("name = " + name);
}

不過這個查找，對于父子容器中同名的 Bean 是查找不出來名字的。

2.4 Spring 和 SpringMVC

上面的內(nèi)容理解了，Spring 和 SpringMVC 之間的關(guān)系就好理解了，Spring 是父容器，SpringMVC 則是子容器。

在 SpringMVC 中，初始化 DispatcherServlet 的時候，會創(chuàng)建出 SpringMVC 容器，并且為 SpringMVC 容器設(shè)置 parent，相關(guān)代碼如下：

FrameworkServlet#initWebApplicationContext：

protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {
    WebApplicationContext rootContext =
            WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
    WebApplicationContext wac = null;
    if (this.webApplicationContext != null) {
        // A context instance was injected at construction time -&gt; use it
        wac = this.webApplicationContext;
        if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext cwac &amp;&amp; !cwac.isActive()) {
            // The context has not yet been refreshed -&gt; provide services such as
            // setting the parent context, setting the application context id, etc
            if (cwac.getParent() == null) {
                // The context instance was injected without an explicit parent -&gt; set
                // the root application context (if any; may be null) as the parent
                cwac.setParent(rootContext);
            }
            configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
        }
    }
    if (wac == null) {
        // No context instance was injected at construction time -&gt; see if one
        // has been registered in the servlet context. If one exists, it is assumed
        // that the parent context (if any) has already been set and that the
        // user has performed any initialization such as setting the context id
        wac = findWebApplicationContext();
    }
    if (wac == null) {
        // No context instance is defined for this servlet -&gt; create a local one
        wac = createWebApplicationContext(rootContext);
    }
    return wac;
}

這里的 rootContext 就是父容器，wac 就是子容器，無論哪種方式得到的子容器，都會嘗試給其設(shè)置一個父容器。

如果我們在一個 Web 項目中，不單獨配置 Spring 容器，直接配置 SpringMVC 容器，然后將所有的 Bean 全部都掃描到 SpringMVC 容器中，這樣做是沒有問題的，項目是可以正常運行的。但是一般項目中我們還是會把這兩個容器分開，分開有如下幾個好處：

方便管理，SpringMVC 主要處理控制層相關(guān)的 Bean，如 Controller、視圖解析器、參數(shù)處理器等等，而 Spring 層則主要控制業(yè)務(wù)層相關(guān)的 Bean，如 Service、Mapper、數(shù)據(jù)源、事務(wù)、權(quán)限等等相關(guān)的 Bean。
對于新手而言，兩個容器分開配置，可以更好的理解 Controller、Service 以及 Dao 層的關(guān)系，也可以避免寫出來在 Service 層注入 Controller 這種荒唐代碼。

另外再額外說一句，有的小伙伴可能會問，如果全部 Bean 都掃描到 Spring 容器中不用 SpringMVC 容器行不行？這其實也可以！但是需要一些額外的配置，這個松哥下篇文章再來和小伙伴們細(xì)述。