Spring监听器详解
前言
相信大家都或多或少知道Spring中的监听器，有些人还能说出它采用了观察者模式，但其实它还用到了适配器模式，工厂模式等。当然，仍有不少人是完全不了解Spring的监听及其机制的，本次我们就来深入学习一下Spring监听器
一、Spring监听器是什么
Spring监听器是一种特殊的类，它们能帮助开发者监听 web 中特定的事件，比如 ServletContext, HttpSession, ServletRequest 的创建和销毁；变量的创建、销毁等等。
当Web容器启动后，Spring的监听器会启动监听，监听是否创建ServletContext的对象，如果发生了创建ServletContext对象这个事件 (当web容器启动后一定会生成一个ServletContext对象，所以监听事件一定会发生)，ContextLoaderListener类会实例化并且执行初始化方法，将spring的配置文件中配置的bean注册到Spring容器中
二、观察者模式
1. 模型介绍
观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，它用于在对象之间建立一对多的依赖关系。在该模式中，当一个对象的状态发生变化时，它会自动通知其依赖对象（称为观察者），使它们能够自动更新
观察者模式的工作原理如下：
- 主题对象维护一个观察者列表，并提供方法用于添加和删除观察者。
- 当主题的状态发生变化时，它会遍历观察者列表，并调用每个观察者的通知方法。
- 观察者接收到通知后，根据通知进行相应的更新操作。
2. 观察者模式Demo
一个观察者模式demo包括以下部分：
- 观察者实体
- 主题实体
所以我们先写个观察者接口：
importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;interfaceObserver{voidupdate();}
再构建两个观察者实现类
// 具体观察者AclassConcreteObserverAimplementsObserver{@Overridepublicvoidupdate(){System.out.println("ConcreteObserverA收到更新通知");}}// 具体观察者BclassConcreteObserverBimplementsObserver{@Overridepublicvoidupdate(){System.out.println("ConcreteObserverB收到更新通知");}}
然后定义主题接口
interfaceSubject{voidregisterObserver(Observer observer);voidremoveObserver(Observer observer);voidnotifyObservers();}
构建一个具体主题
// 具体主题classConcreteSubjectimplementsSubject{privateList<Observer> observers =newArrayList<>();@OverridepublicvoidregisterObserver(Observer observer){
observers.add(observer);}@OverridepublicvoidremoveObserver(Observer observer){
observers.remove(observer);}@OverridepublicvoidnotifyObservers(){for(Observer observer : observers){
observer.update();}}publicvoiddoSomething(){System.out.println("主题执行某些操作...");notifyObservers();// 执行操作后通知观察者}}
测试代码
publicclassObserverPatternDemo{publicstaticvoidmain(String[] args){// 创建主题和观察者ConcreteSubject subject =newConcreteSubject();Observer observerA =newConcreteObserverA();Observer observerB =newConcreteObserverB();// 注册观察者
subject.registerObserver(observerA);
subject.registerObserver(observerB);// 执行主题的操作，触发通知
subject.doSomething();}}
最后可以看到结果
主题执行某些操作…
ConcreteObserverA收到更新通知
ConcreteObserverB收到更新通知
三、Spring监听器应用
1. 新建监听器
1.1 实现ApplicationListener接口
在详细介绍Spring监听器前，我们以一个简单的demo来说明：
importorg.springframework.context.ApplicationListener;importorg.springframework.context.event.ContextRefreshedEvent;importorg.springframework.stereotype.Component;@ComponentpublicclassMyContextRefreshedListenerimplementsApplicationListener<ContextRefreshedEvent>{@OverridepublicvoidonApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event){System.out.println("应用程序上下文已刷新");// 在这里可以执行一些初始化操作}}
- 我们创建了一个名为MyContextRefreshedListener* 的监听器，它实现了ApplicationListener接口，这意味着这个监听器监听的事件类型是ContextRefreshedEvent，并重写了 onApplicationEvent 方法。该方法在应用程序上下文被刷新时触发。
- 使用 @Component 注解将该监听器声明为一个Spring管理的组件，这样Spring会自动将其纳入到应用程序上下文中，并在适当的时候触发监听
1.2 使用@EventListener注解
除了手动写个类外，我们也可以找个现成的类，该类不需要继承或实现任何其他类，然后在它的某个方法上加上 @EventListener 注解，如下：
@ComponentpublicclassMyListener{@EventListener(ContextRefreshedEvent.class)publicvoidmethodA(ContextRefreshedEvent event){System.out.println("应用程序上下文已刷新");// 在这里可以执行一些初始化操作}}
- 在一个现有的类的某个方法上，加上@EventListener(ContextRefreshedEvent.class)，Spring会在加载这个类时，为其创建一个监听器，这个监听器监听的事件类型是ContextRefreshedEvent，当此事件发生时，将触发执行该方法methodA。
- 使用 @Component 注解将该类声明为一个Spring管理的组件，这样Spring会自动将其纳入到应用程序上下文中，并在适当的时候触发监听
- 我们可以在这个类中写上多个方法，每个方法通过注解监听着不同的事件类型，这样我们就仅需使用一个类，却构建了多个监听器
上述两种方法的效果是一样的。那么最后，我们就完成了Spring中一个内置监听器的简单示例：当启动一个基于Spring的应用程序时，当应用程序上下文被刷新时，ContextRefreshedEvent事件将被触发，然后MyContextRefreshedListener监听器的onApplicationEvent方法将被调用。
2. 内置的事件类型
我们在demo中使用了一个 ContextRefreshedEvent 的事件，这个事件是Spring内置的事件，除了该事件，Spring还内置了一些其他的事件类型，分别在以下情况下触发：
- ContextRefreshedEvent： 当应用程序上下文被刷新时触发。这个事件在ApplicationContext初始化或刷新时被发布，适用于执行初始化操作和启动后的后续处理。例如，初始化缓存、预加载数据等。
- ContextStartedEvent： 当应用程序上下文启动时触发。这个事件在调用ApplicationContext的start()方法时被发布，适用于在应用程序启动时执行特定的操作。例如，启动定时任务、启动异步消息处理等。
- ContextStoppedEvent： 当应用程序上下文停止时触发。这个事件在调用ApplicationContext的stop()方法时被发布，适用于在应用程序停止时执行清理操作。例如，停止定时任务、关闭数据库连接等。
- ContextClosedEvent： 当应用程序上下文关闭时触发。这个事件在调用ApplicationContext的close()方法时被发布，适用于在应用程序关闭前执行最后的清理工作。例如，释放资源、保存日志等。
- RequestHandledEvent： 在Web应用程序中，当一个HTTP请求处理完成后触发。这个事件在Spring的DispatcherServlet处理完请求后被发布，适用于记录请求日志、处理统计数据等。
- ApplicationEvent：这是一个抽象的基类，可以用于定义自定义的应用程序事件。你可以创建自定义事件类，继承自ApplicationEvent，并定义适合你的应用场景的事件类型。
3. 自定义事件与监听器Demo
在学习完上面的内容后，我们现在可以手动写个Spring的事件，以及对应的监听器的demo了
3.1 构建两个自定义事件
建立继承自ApplicationEvent的自定义事件类
// 事件ApublicclassCustomEventAextendsApplicationEvent{privateString message;publicCustomEventA(Object source,String message){super(source);this.message = message;}publicStringgetMessage(){return message;}publicvoidsetMessage(String message){this.message = message;}}// 事件BpublicclassCustomEventBextendsApplicationEvent{privateString message;publicCustomEventB(Object source,String message){super(source);this.message = message;}publicStringgetMessage(){return message;}publicvoidsetMessage(String message){this.message = message;}}
3.2 构建监听
我们选用@EventListener注解来实现监听
@ComponentpublicclassMyListener{@EventListener(CustomEventA.class)publicvoidmethodA(CustomEventA event){System.out.println("========我监听到事件A了:"+ event.getMessage());// 在这里可以执行一些其他操作}@EventListener(CustomEventB.class)publicvoidmethodB(CustomEventB event){System.out.println("========我监听到事件B了:"+ event.getMessage());// 在这里可以执行一些其他操作}}
3.3 发布事件
@ComponentpublicclassCustomEventPublisherimplementsApplicationContextAware,ApplicationListener<ContextRefreshedEvent>{privateApplicationContext applicationContext;@OverridepublicvoidsetApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)throwsBeansException{this.applicationContext = applicationContext;}// 利用容器刷新好的消息为触发，发布两条自定义的事件@OverridepublicvoidonApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event){CustomEventA eventA =newCustomEventA(applicationContext ,"我是AAAA");CustomEventB eventB =newCustomEventB(applicationContext ,"我是BBBB");
applicationContext.publishEvent(eventA);
applicationContext.publishEvent(eventB);}}
四、Spring监听器原理
1. Spring监听器模型
前面我们讲了观察者模式的模型，它的模型主要是由 观察者实体 和 主题实体 构成，而Spring的监听器模式则结合了Spring本身的特征，也就是容器化。在Spring中，监听器实体全部放在ApplicationContext中，事件也是通过ApplicationContext来进行发布，具体模型如下：
我们不难看到，虽说是通过ApplicationContext发布的事件，但其并不是自己进行事件的发布，而是引入了一个处理器—— EventMulticaster，直译就是事件多播器，它负责在大量的监听器中，针对每一个要广播的事件，找到事件对应的监听器，然后调用该监听器的响应方法，图中就是调用了监听器1、3、6。
PS: 只有在某类事件第一次广播时，EventMulticaster才会去做遍历所有监听器的事，当它针对该类事件广播过一次后，就会把对应监听器保存起来了，最后会形成一个缓存Map，下一次就能直接找到这些监听器
finalMap<ListenerCacheKey,ListenerRetriever> retrieverCache =newConcurrentHashMap<>(64);
2. @EventListener原理
直接实现监听器接口，然后注册成Bean，这种方式比较好理解，因为我们自己写的实现类就是监听器。但是使用 @EventListener 时，监听器又是怎么产生呢？我们以上面的【自定义事件与监听器Demo】为例，来看一下关键代码。
我们知道，在生成流程中，会对每个Bean都使用PostProcessor来进行加工，而其中就有这么一个类EventListenerMethodProcessor，这个类会在Bean实例化后进行一系列操作
（PS: 首先，不了解Bean生成过程的同学，可以先去看看另一篇文章：SpringBean生成流程详解 ）
privatevoidprocessBean(finalString beanName,finalClass<?> targetType){......省略前面代码
// Non-empty set of methodsConfigurableApplicationContext context =this.applicationContext;Assert.state(context !=null,"No ApplicationContext set");List<EventListenerFactory> factories =this.eventListenerFactories;Assert.state(factories !=null,"EventListenerFactory List not initialized");// 遍历该Bean中有EventListener注解的方法，此例中即methodA、methodBfor(Method method : annotatedMethods.keySet()){// 遍历监听器工厂，这类工厂是专门用来创建监听器的，此处起作用的是默认工厂DefaultEventListenerFactoryfor(EventListenerFactory factory : factories){// DefaultEventListenerFactory是永远返回true的if(factory.supportsMethod(method)){Method methodToUse =AopUtils.selectInvocableMethod(method, context.getType(beanName));// 利用该Bean名、Bean类型、方法来创建监听器ApplicationListener<?> applicationListener =
factory.createApplicationListener(beanName, targetType, methodToUse);if(applicationListener instanceofApplicationListenerMethodAdapter){((ApplicationListenerMethodAdapter) applicationListener).init(context,this.evaluator);}// 把监听器存入容器
context.addApplicationListener(applicationListener);break;}}}......省略后面代码
}
如上，遍历Bean每个带@EventListener注解的方法，然后利用DefaultEventListenerFactory开始创建监听器，实际上这些监听器类型都是一个适配器类——ApplicationListenerMethodAdapter，只是因为这些监听器具体的参数不一样，所以可以监听不同的事件，做不同的响应
publicclassDefaultEventListenerFactoryimplementsEventListenerFactory,Ordered{// 省略其余代码@OverridepublicApplicationListener<?>createApplicationListener(String beanName,Class<?> type,Method method){// 可以看到，每次都是返回一个新对象，所以我们在MyListener里的两个方法都加了@EventListener，其实就会返回两个监听器returnnewApplicationListenerMethodAdapter(beanName, type, method);}}
最后效果如图，成功的创建了两个监听器
3. @EventListener错误尝试
知道了@EventListener的原理，我们其实可以做一些猜测，如下:
methodA是正常的用法;
methodB方法的修饰符是private;
methodC则是监听的ContextRefreshedEvent，但下面方法的入参却是ContextClosedEvent;
后两者都有问题：
可以看到，编译器直接黄底提示了methodB的@EventListener注解，其实从前面我们已经猜到，因为最后我们的调用是由监听器ApplicationListenerMethodAdapter对象直接调用的方法ABC，所以方法必须可被其他对象调用，即public
而后者会在执行广播响应事件时报参数非法异常也是意料之中。
五、同步与异步
通过模型，我们不难看出，事件的发布其实由业务线程来发起，那么哪些监听器的触发呢，是仍由业务线程一个个同步地去通知监听器，还是有专门的线程接手，收到事件后，再转手通知监听器们？
1. 默认同步通知
其实，因为spring默认的多播器没有设置执行器，所以默认采用的是第一种情况，即哪个线程发起的事件，则由哪个线程去通知监听器们，关键代码如下所示
// SimpleApplicationEventMulticaster.javapublicvoidmulticastEvent(finalApplicationEvent event,@NullableResolvableType eventType){ResolvableType type =(eventType !=null? eventType :resolveDefaultEventType(event));Executor executor =getTaskExecutor();for(ApplicationListener<?> listener :getApplicationListeners(event, type)){if(executor !=null){
executor.execute(()->invokeListener(listener, event));}else{// 默认走此分支，由发出事件的线程来执行invokeListener(listener, event);}}}@NullableprotectedExecutorgetTaskExecutor(){returnthis.taskExecutor;}
我们可以看到，对于每个监听器的调用是同步还是异步，取决于多播器内部是否含有一个执行器，如果有则交给执行器去执行，如果没有，只能让来源线程一一去通知了。
2. 异步通知设置
两种方式，一种是在多播器创建时内置一个线程池，使多播器能够调用自身的线程池去执行事件传播。另一种是不再多播器上做文章，而是在每个监视器的响应方法上标注异步@Async，毫无疑问，第一种才是正道，我们来看看如何做到。其实有多种方法，我们这里说两种。
第一种，直接自定义一个多播器，然后顶替掉Spring自动创建的多播器
@ConfigurationpublicclassEventConfig{@Bean("taskExecutor")publicExecutorgetExecutor(){ThreadPoolExecutor executor =newThreadPoolExecutor(10,15,60,TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue(2000));return executor;}// 这其实就是spring-boot自动配置的雏形，所谓的自动配置其实就是通过各种配置类，顶替原有的简单配置@Bean(AbstractApplicationContext.APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME)publicApplicationEventMulticasterinitEventMulticaster(@Qualifier("taskExecutor")Executor taskExecutor){SimpleApplicationEventMulticaster simpleApplicationEventMulticaster =newSimpleApplicationEventMulticaster();
simpleApplicationEventMulticaster.setTaskExecutor(taskExecutor);return simpleApplicationEventMulticaster;}}
第二种，为现成的多播器设置设置一个线程池
@ComponentpublicclassWindowsCheckimplementsApplicationContextAware{@OverridepublicvoidsetApplicationContext(ApplicationContext applicationContext)throwsBeansException{SimpleApplicationEventMulticaster caster =(SimpleApplicationEventMulticaster)applicationContext
.getBean(AbstractApplicationContext.APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME);ThreadPoolExecutor executor =newThreadPoolExecutor(10,15,60,TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue(2000));
caster.setTaskExecutor(executor);}}
当然，这里推荐第一种，第二种方法会在spring启动初期的一些事件上，仍采用同步的方式。直至被注入一个线程池后，其才能使用线程池来响应事件。而第一种方法则是官方暴露的位置，让我们去构建自己的多播器。
六、总结
我们可以看到，一个Spring监听器内容其实并不少，而且用到了观察者模式，**工厂模式(EventListenerFactory)，适配器模式(ApplicationListenerMethodAdapter)。除了这些设计模式，还需要对Spring的基础有些了解，比如Bean生成过程(PostProcessor)**，不过，相信你看完了本篇，已经对Spring监听器用法及原理已经有了相当的理解了，只需要在后续开发实践中，注意相互印证即可。
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