聊一聊Spring中的自定义监听器

前言

通过一个简单的自定义的监听器，从源码的角度分一下Spring中监听的整个过程，分析监听的作用。

一、自定义监听案例

1.1定义事件

java 复制代码

package com.lazy.snail;

import lombok.Getter;
import org.springframework.context.ApplicationEvent;

/**
 * @ClassName UserRegisteredEvent
 * @Description TODO
 * @Author lazysnail
 * @Date 2024/11/8 10:37
 * @Version 1.0
 */
@Getter
public class UserRegisteredEvent extends ApplicationEvent {
    private final String username;

    public UserRegisteredEvent(Object source, String username) {
        super(source);
        this.username = username;
    }
}

1.2定义监听

java 复制代码

package com.lazy.snail;

import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @ClassName UserRegisteredListener
 * @Description TODO
 * @Author lazysnail
 * @Date 2024/11/8 10:36
 * @Version 1.0
 */
@Component
public class UserRegisteredListener {
    @EventListener
    public void handleUserRegisterEvent(UserRegisteredEvent event) {
        System.out.println("用户注册成功，发送邮件通知");
    }
}

1.3定义用户服务（发布事件）

java 复制代码

package com.lazy.snail;

import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @ClassName UserService
 * @Description TODO
 * @Author lazysnail
 * @Date 2024/11/8 10:37
 * @Version 1.0
 */
@Service
public class UserService {
    private final ApplicationEventPublisher eventPublisher;

    public UserService(ApplicationEventPublisher eventPublisher) {
        this.eventPublisher = eventPublisher;
    }

    public void registerUser(String username) {
        // 用户注册逻辑
        System.out.println("Registering user: " + username);

        // 发布用户注册事件
        eventPublisher.publishEvent(new UserRegisteredEvent(this, username));
    }
}

1.4测试类

java 复制代码

package com.lazy.snail;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

@Slf4j
public class SpringTest {

    @Test
    void test() {
        ConfigurableApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        context.getBean(UserService.class).registerUser("lazysnail");
    }
}

1.5测试结果

二、事件监听流程

2.1容器启动阶段

2.1.1事件监听方法处理器及默认事件监听工厂

事件监听方法处理器及默认事件监听工厂的bean定义信息注册
1. 事件监听方法处理器会在后续用于处理自定义监听中的@EventListener注解
2. 默认事件监听工厂会用于将自定义监听封装为ApplicationListenerMethodAdapter

java 复制代码

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(
			BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {
    // 省略部分代码...
    
    // 事件监听方法处理器
    if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
	
    // 默认事件监听工厂
    if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));
    }

    return beanDefs;
}

事件监听方法处理器及默认事件监听工厂的实例化
1. refresh方法中，invokeBeanFactoryPostProcessors处理BeanFactoryPostProcessor（EventListenerMethodProcessor实现了BeanFactoryPostProcessor）
2. 实例化EventListenerMethodProcessor
3. 调用EventListenerMethodProcessor的postProcessBeanFactory实例化DefaultEventListenerFactory

java 复制代码

// EventListenerMethodProcessor
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
    this.beanFactory = beanFactory;

    Map<String, EventListenerFactory> beans = beanFactory.getBeansOfType(EventListenerFactory.class, false, false);
    List<EventListenerFactory> factories = new ArrayList<>(beans.values());
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(factories);
    this.eventListenerFactories = factories;
}

2.1.3应用事件广播器创建

容器刷新时，initApplicationEventMulticaster创建SimpleApplicationEventMulticaster
注册单例到容器

java 复制代码

// AbstractApplicationContext
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    // 为容器初始化事件广播器
	initApplicationEventMulticaster();
}

java 复制代码

// AbstractApplicationContext
protected void initApplicationEventMulticaster() {
    this.applicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster(beanFactory);
    beanFactory.registerSingleton(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, this.applicationEventMulticaster);
    if (logger.isTraceEnabled()) {
        logger.trace("No '" + APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME + "' bean, using " +
                "[" + this.applicationEventMulticaster.getClass().getSimpleName() + "]");
    }
}

SimpleApplicationEventMulticaster从AbstractApplicationEventMulticaster继承过来一个defaultRetriever对象
defaultRetriever中封装了监听器集合

java 复制代码

private class DefaultListenerRetriever {

    public final Set<ApplicationListener<?>> applicationListeners = new LinkedHashSet<>();

    public final Set<String> applicationListenerBeans = new LinkedHashSet<>();
}

监听集合中的监听是何时添加的

提前实例化单例后EventListenerMethodProcessor对容器中所有监听处理时添加

java 复制代码

// DefaultListableBeanFactory
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
    // 省略部分代码...
	
    // EventListenerMethodProcessor
    for (String beanName : beanNames) {
        Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
        if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
            StartupStep smartInitialize = this.getApplicationStartup().start("spring.beans.smart-initialize")
                    .tag("beanName", beanName);
            SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
            if (System.getSecurityManager() != null) {
                AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
                    smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
                    return null;
                }, getAccessControlContext());
            } else {
                // 单例实例化后处理
                smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
            }
            smartInitialize.end();
        }
    }
}

监听器的创建

java 复制代码

// EventListenerMethodProcessor
public void afterSingletonsInstantiated() {
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.beanFactory;
    Assert.state(this.beanFactory != null, "No ConfigurableListableBeanFactory set");
    String[] beanNames = beanFactory.getBeanNamesForType(Object.class);
    // 处理UserRegisteredListener
    for (String beanName : beanNames) {
        // 省略部分代码...
        processBean(beanName, type);
    }
}

private void processBean(final String beanName, final Class<?> targetType) {
    if (!this.nonAnnotatedClasses.contains(targetType) &&
            AnnotationUtils.isCandidateClass(targetType, EventListener.class) &&
            !isSpringContainerClass(targetType)) {

        Map<Method, EventListener> annotatedMethods = null;
        // 省略部分代码...
        
        // @EventListener注解的方法（注解上的属性）
        annotatedMethods = MethodIntrospector.selectMethods(targetType,
                    (MethodIntrospector.MetadataLookup<EventListener>) method ->
                            AnnotatedElementUtils.findMergedAnnotation(method, EventListener.class));

        if (CollectionUtils.isEmpty(annotatedMethods)) {
            this.nonAnnotatedClasses.add(targetType);
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("No @EventListener annotations found on bean class: " + targetType.getName());
            }
        } else {
            // Non-empty set of methods
            ConfigurableApplicationContext context = this.applicationContext;
            Assert.state(context != null, "No ApplicationContext set");
            List<EventListenerFactory> factories = this.eventListenerFactories;
            Assert.state(factories != null, "EventListenerFactory List not initialized");
            for (Method method : annotatedMethods.keySet()) {
                for (EventListenerFactory factory : factories) {
                    if (factory.supportsMethod(method)) {
                        Method methodToUse = AopUtils.selectInvocableMethod(method, context.getType(beanName));
                        // 事件监听工厂创建应用监听器 ApplicationListenerMethodAdapter
                        ApplicationListener<?> applicationListener =
                                factory.createApplicationListener(beanName, targetType, methodToUse);
                        if (applicationListener instanceof ApplicationListenerMethodAdapter) {
                            ((ApplicationListenerMethodAdapter) applicationListener).init(context, this.evaluator);
                        }
                        // 添加到应用上下文
                        context.addApplicationListener(applicationListener);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

2.2客户端调用阶段

发布事件

java 复制代码

// AbstractApplicationContext
protected void publishEvent(Object event, @Nullable ResolvableType eventType) {
    getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(applicationEvent, eventType);
}

拿到内部应用事件广播器（SimpleApplicationEventMulticaster）
广播器广播事件

java 复制代码

// SimpleApplicationEventMulticaster
public void multicastEvent(final ApplicationEvent event, @Nullable ResolvableType 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 {
            invokeListener(listener, event);
        }
    }
}

获取监听
1. 检索应用监听器
2. 直接从检索器（defaultRetriever）中取出监听

java 复制代码

/**
 * 根据给定的事件、源（我理解是容器）检索监听器
 * 
 */
// AbstractApplicationEventMulticaster
private Collection<ApplicationListener<?>> retrieveApplicationListeners(
			ResolvableType eventType, @Nullable Class<?> sourceType, @Nullable CachedListenerRetriever retriever) {

    List<ApplicationListener<?>> allListeners = new ArrayList<>();
    Set<ApplicationListener<?>> filteredListeners = (retriever != null ? new LinkedHashSet<>() : null);
    Set<String> filteredListenerBeans = (retriever != null ? new LinkedHashSet<>() : null);

    Set<ApplicationListener<?>> listeners;
    Set<String> listenerBeans;
    synchronized (this.defaultRetriever) {
        // 默认检索器中获取应用监听，监听已经在Spring启动阶段注册完成
        listeners = new LinkedHashSet<>(this.defaultRetriever.applicationListeners);
        listenerBeans = new LinkedHashSet<>(this.defaultRetriever.applicationListenerBeans);
    }

    // 省略部分代码...

    AnnotationAwareOrderComparator.sort(allListeners);
    if (retriever != null) {
        if (filteredListenerBeans.isEmpty()) {
            retriever.applicationListeners = new LinkedHashSet<>(allListeners);
            retriever.applicationListenerBeans = filteredListenerBeans;
        }
        else {
            retriever.applicationListeners = filteredListeners;
            retriever.applicationListenerBeans = filteredListenerBeans;
        }
    }
    return allListeners;
}

调用监听

invokeListener

三、总结

个人理解：

事件发布是一个抽象的概念，真正将事件发布出去的是SimpleApplicationEventMulticaster，发布事件实际做的事情，找到监听器，过滤出能够处理这个事件的监听器，然后执行监听器中针对这个事件的业务逻辑。

3.1监听流程总结

3.1.1. Spring 容器启动

在 Spring 启动过程中，ApplicationContext 被初始化，它作为核心容器，提供了事件发布和监听的机制。
Spring 使用 ApplicationEventPublisher 作为事件发布的核心接口，事件的发布与处理都在 ApplicationContext 内部实现。

3.1.2. 监听器注册

在 Spring 中，可以通过以下几种方式注册监听器：
- 实现 ApplicationListener 接口：将实现类作为 Spring Bean 注册，Spring 会自动将它识别为事件监听器。
- 通过 XML 配置 ：在 XML 文件中配置 <bean class="com.example.MyEventListener"/>，将监听器注册到 ApplicationContext。
- 注解方式：使用@EventListener注解
监听器的作用 ：每当发布的事件类型与监听器泛型参数中的事件类型匹配时，监听器的 onApplicationEvent 方法就会被调用。

3.1.3. 事件发布

发布者 ：Spring 中的任何组件都可以通过 ApplicationEventPublisher 发布事件。通常，ApplicationContext 本身实现了 ApplicationEventPublisher，可以直接调用 publishEvent() 发布事件。
事件传播器 ：默认情况下，Spring 使用 SimpleApplicationEventMulticaster 作为事件传播器，它负责查找符合条件的监听器并将事件分发给它们。
发布事件的方法 ：通过 applicationContext.publishEvent(new CustomEvent(this)) 来发布事件。

3.1.4. 事件广播给监听器

筛选监听器 ：SimpleApplicationEventMulticaster 会检查所有注册的监听器，筛选出对当前事件感兴趣的监听器（基于事件类型的匹配）。
同步与异步 ：在 Spring 环境中，默认情况下事件是同步传递的，所有监听器在主线程中执行。如果需要异步，可以通过自定义 SimpleApplicationEventMulticaster 并配置线程池。

3.1.5. 监听器处理事件

监听逻辑执行 ：每个匹配的监听器会调用 onApplicationEvent() 方法，执行相应的业务逻辑。
异常处理 ：如果监听器抛出异常，SimpleApplicationEventMulticaster 会捕获并记录日志，但不会影响其他监听器的执行。

3.1.6. 事件传播的扩展

在某些场景中，一个事件的监听器可能会发布新的事件，这会形成事件链。Spring 容器会递归地将这些新事件广播给感兴趣的监听器。

3.2应用场景

3.2.1. 解耦业务逻辑

场景描述：在业务流程中，常常需要在某个操作完成后执行附加逻辑，比如用户注册后发送欢迎邮件、推送通知、或更新统计数据。
实现方式：通过监听器监听用户注册事件，执行后续的附加操作。这样，核心业务逻辑与附加逻辑可以解耦，各自独立管理。
示例：用户注册成功后触发 UserRegistrationEvent，监听器接收事件后完成发送邮件或通知的任务。

3.2.2. 事务性事件

场景描述：在某些情况下，需要确保只有当事务成功提交后，才会发布事件。比如在订单创建后，确保库存减少或通知支付系统。
实现方式 ：通过 @TransactionalEventListener 监听事务性事件，确保事件只有在事务提交成功时才会触发。
示例：订单创建完成并且数据库事务成功提交后，触发 OrderCreatedEvent，通知库存系统减少库存。

3.2.3. 异步处理任务

场景描述：对于不需要实时完成的任务，可以通过异步监听器来解放主线程，避免阻塞。
实现方式 ：在事件监听器方法上使用 @Async，使其在独立线程中执行异步任务。
示例：用户在系统中上传文件，文件处理逻辑通过事件异步执行，以保证上传接口的快速响应。

3.2.4. 应用启动或关闭事件

场景描述：在应用启动或关闭时，通常需要执行一些初始化或清理操作，比如加载配置、检查依赖服务、关闭资源等。
实现方式 ：通过监听 ApplicationReadyEvent、ContextClosedEvent 等应用上下文事件，实现启动和关闭时的操作。
示例：在应用启动完成后加载配置文件，或在应用关闭时清理缓存或关闭数据库连接。

3.2.5. 状态变化或监控

场景描述：在系统中监控某些状态的变化，比如监控服务状态、资源使用情况、流量变化等。
实现方式：使用自定义事件来捕获和广播状态变化，监听器实时响应状态变化，执行对应操作。
示例：当服务发现高负载时，发布 HighLoadEvent，监听器响应并调整系统参数或生成告警。

3.2.6. 领域驱动设计（DDD）中的事件处理

场景描述：在领域驱动设计中，事件驱动架构常用于处理不同领域的事件交互，比如订单模块的事件会影响到支付、物流等模块。
实现方式：通过领域事件（如订单支付事件、库存更新事件）来实现模块间的松耦合通信，避免模块之间的直接依赖。
示例：在电商系统中，用户下单后触发 OrderPlacedEvent，物流模块监听该事件并安排发货。

3.2.7. 跨服务通信

场景描述：在微服务架构中，服务之间往往需要基于事件进行异步通信，降低耦合度。
实现方式：通过发布事件到消息中间件（如 Kafka、RabbitMQ），各服务监听感兴趣的事件。
示例：支付服务完成支付后触发 PaymentCompletedEvent，订单服务监听该事件并更新订单状态。

3.2.8. 监听应用配置变化

场景描述：在应用运行期间，可能需要动态刷新配置，比如数据库连接、缓存配置等。
实现方式：通过监听配置中心的配置更新事件，触发配置的刷新。
示例：当配置中心检测到 Redis 缓存配置更新后触发 CacheConfigUpdateEvent，应用的缓存配置自动刷新。

3.2.9. 处理安全或认证事件

场景描述：在用户认证、权限验证等过程中，可以发布事件来处理安全相关操作。
实现方式：监听认证成功、认证失败等事件，执行相应的业务逻辑，比如记录日志、锁定账户。
示例：用户多次登录失败后触发 AuthenticationFailureEvent，监听器响应后锁定用户账户并生成告警。