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。

在这里插入图片描述

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：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

interface Observer {
    void update();
}

再构建两个观察者实现类

// 具体观察者A
class ConcreteObserverA implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("ConcreteObserverA收到更新通知");
    }
}

// 具体观察者B
class ConcreteObserverB implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("ConcreteObserverB收到更新通知");
    }
}

然后定义主题接口

interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers();
}

构建一个具体主题

// 具体主题
class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }

    public void doSomething() {
        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

public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建主题和观察者
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        Observer observerA = new ConcreteObserverA();
        Observer observerB = new ConcreteObserverB();

        // 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：

import org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.context.event.ContextRefreshedEvent;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MyContextRefreshedListener implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {

    @Override
    public void onApplicationEvent(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：

@Component
public class MyListener {

	@EventListener(ContextRefreshedEvent.class)
	public void methodA(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A
public class CustomEventA extends ApplicationEvent {
    private String message;

    public CustomEventA(Object source, String message) {
        super(source);
        this.message = message;
    }

    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }
}
// 事件B
public class CustomEventB extends ApplicationEvent {
    private String message;

    public CustomEventB(Object source, String message) {
        super(source);
        this.message = message;
    }

    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }
}

3.2 构建监听

我们选用@EventListener注解来实现监听

@Component
public class MyListener {

	@EventListener(CustomEventA.class)
	public void methodA(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)
	public void methodB(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

@Component
public class CustomEventPublisher implements ApplicationContextAware, ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
    
    private ApplicationContext applicationContext;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        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
    @Override
    public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
        CustomEventA eventA = new CustomEventA(applicationContext , "我是AAAA");
        CustomEventB eventB = new CustomEventB(applicationContext , "我是BBBB");
        applicationContext.publishEvent(eventA);
        applicationContext.publishEvent(eventB);
    }
}

在这里插入图片描述

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：在这里插入图片描述我们不难看到，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

final Map<ListenerCacheKey, ListenerRetriever> retrieverCache = new ConcurrentHashMap<>(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）

private void processBean(final String beanName, final Class<?> targetType) {
          ......省略前面代码
	// 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");
	// 遍历该Bean中有EventListener注解的方法，此例中即methodA、methodB
	for (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DefaultEventListenerFactory
		for (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 instanceof ApplicationListenerMethodAdapter) {
					((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

public class DefaultEventListenerFactory implements EventListenerFactory, Ordered {
	// 省略其余代码
	@Override
	public ApplicationListener<?> 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
		return new ApplicationListenerMethodAdapter(beanName, type, method);
	}

}

最后效果如图，成功的创建了两个监听器在这里插入图片描述

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; 在这里插入图片描述后两者都有问题：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 在这里插入图片描述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.java
	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 {
				// 默认走此分支，由发出事件的线程来执行
				invokeListener(listener, event);
			}
		}
	}
	
	@Nullable
	protected Executor getTaskExecutor() {
		return this.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

@Configuration
public class EventConfig {
    @Bean("taskExecutor")
    public Executor getExecutor() {
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(10,
                15,
                60,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue(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)
    public ApplicationEventMulticaster initEventMulticaster(@Qualifier("taskExecutor") Executor taskExecutor) {
        SimpleApplicationEventMulticaster simpleApplicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster();
        simpleApplicationEventMulticaster.setTaskExecutor(taskExecutor);
        return simpleApplicationEventMulticaster;
    }
}

第二种，为现成的多播器设置设置一个线程池

@Component
public class WindowsCheck implements ApplicationContextAware {
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        SimpleApplicationEventMulticaster caster = (SimpleApplicationEventMulticaster)applicationContext
                .getBean(AbstractApplicationContext.APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME);
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(10,
                15,
                60,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue(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。

Spring监听器用法与原理详解(带ApplicationListener模型图)

前言