spring-事件机制-监听器-观察者模式

    技术2025-06-11  25

    文章目录

    前言示例代码路径重要概念 简单应用Demo简单分析总结 进阶使用注解@EventListener异步监听@Async spring监听器RequestHandleEvent 观察者模式概念角色示例代码 源码解析事件广播器Spring事件机制流程流程解释 附录加载监听器的几个细节addApplicationListenerBeanaddApplicationListener 如何读的源码把示例项目跑起来在合适的位置打断点 总结参考链接

    前言

    事件机制(Event)是spring的重要功能之一。本文将从该功能的用法/和监听器的关系/应用的设计模式/源码讲解等几个方面,由浅入深做全方位讲解。 虽然是Spring的重要功能之一,但在大部分人的日常开发中,却很少直接应用该功能。 一句话概括用法场景:一个地方发出个通知,很多其他地方能收到通知并作出相应的动作。

    示例代码路径

    后面的Demo以一个简单的Springboot项目为基础(文中也会贴出重要代码)。项目路径

    重要概念

    在事件机制中有以下几个重要概念:

    事件事件发布者(一个)事件监听者(多个)

    简单应用

    Demo

    事件

    package com.yc.blog.springboot.event.demo1; import org.springframework.context.ApplicationEvent; /** * 事件 */ public class MyEvent1 extends ApplicationEvent { private static final long serialVersionUID = 1L; /** * 自定义事件消息内容 */ private String message; /** * 为什么要这么写构造方法? * 因为父类没有默认构造器,子类必须手动调用父类的那个构造器ApplicationEvent(Object source) * @param source * @param message */ public MyEvent1(Object source, String message) { super(source); this.message = message; } public String getMessage() { return message; } public void setMessage(String message) { this.message = message; } }

    事件发布者

    /** * 发布者 * 可在spring的任意位置注入,用来发布事件 * 也可以使用上下文容器ConfigurableApplicationContext来发布事件(因为它也继承了ApplicationEventPublisher) */ @Autowired private ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher; @Test public void publish1() { System.out.println("----发布1开始-------"); MyEvent1 event = new MyEvent1(this, "新消息1"); applicationEventPublisher.publishEvent(event);//发布者发布消息 System.out.println("----发布1完成-------"); }

    事件监听者

    package com.yc.blog.springboot.event.demo1; import org.springframework.context.ApplicationListener; import org.springframework.stereotype.Component; /** * 监听者 * 实现ApplicationListener接口 * */ @Component public class Listener1 implements ApplicationListener<MyEvent1> { @Override public void onApplicationEvent(MyEvent1 event) { System.out.println("Listener1 收到事件通知:" + event.getMessage()); //do something } }

    代码和概念一一对应,比较好理解,具体的细节先不管,跑起来看看效果。

    ... ----发布1开始------- Listener1 收到事件通知:新消息1 Listener2 收到事件通知:新消息1 ----发布1完成------- ...

    简单分析总结

    定义事件 核心是继承 ApplicationEventApplicationEvent作为父类,构造方法要求必须传入参数Object source,表示是谁发布的事件ApplicationEvent作为父类,是可序列化的,有serialVersionUID,建议子类也加上 发布事件 核心是注入 ApplicationEventPublisher,并使用其中的publishEvent方法 发布事件也可以使用spring上下文容器ConfigurableApplicationContext,因为它也继承了ApplicationEventPublisher 监听事件 核心是实现 ApplicationListener 接口实现onApplicationEvent方法,方法内就是监听者对事件发生的响应

    进阶

    使用注解@EventListener

    应用在事件机制的三个概念中的监听者身上,下面看用法

    package com.yc.blog.springboot.event.demo1; import org.springframework.context.event.EventListener; import org.springframework.stereotype.Component; /** * 使用@EventListener实现监听者 */ @Component public class Listener3 { @EventListener public void listenerMyEvent1(MyEvent1 event) { System.out.println("Listener3 收到事件通知:" + event.getMessage()); //do something } }

    执行结果

    ----发布1开始------- Listener3 收到事件通知:新消息1 Listener1 收到事件通知:新消息1 Listener2 收到事件通知:新消息1 ----发布1完成-------

    该注解作用在方法上,跟前面普通监听者写法一样,方法参数列表里是要监听的事件类型。 在事件驱动编程中,监听者可能数量众多,有注解将会大大简化开发。 而且之前的写法一个类只能监听一个事件,有了注解,我们可以在一个类中写多个方法,监听多个事件,如下所示

    /** * 学生监听多种事件,并作出响应 */ @Component public class Student { /** * 监听上课铃声 * @param event1 */ @EventListener public void listenSchoolBell(MyEvent1 event1) { System.out.println("上课铃响了,我要去上课..."); //do something } /** * 监听老师提问 * @param event2 */ @EventListener public void listenTeacherAskMe(MyEvent1 event2) { System.out.println("老师提问了,我要起立回答问题..."); //do something } }

    如上面定义的学生类,可以监听上课铃声,可以监听老师提问…,通过监听多种事件,让这个类更加符合java编程的“面向对象”思想。

    异步监听

    想一个问题:发布一个事件,可能会有一堆的监听者,假如其中一个监听者出现异常,方法内部迟迟无法执行完,会对整个事件的发布有影响吗?看示例及结果

    /** * 异常监听者 */ @Component public class Listener4 { @EventListener public void listenerMyEvent1(MyEvent1 event) { System.out.println("Listener4 收到事件通知:" + event.getMessage()); try { Thread.sleep(30000);//睡眠30秒,表示某个监听者执行时间过长 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //do something System.out.println("----Listener4--over"); } }

    执行结果:在三十秒内,会一致阻塞在如下的状态

    ----发布1开始------- Listener3 收到事件通知:新消息1 Listener4 收到事件通知:新消息1

    由此我们可以大胆推断:事件发布是一个一个监听者的顺序执行,其中任意一个监听者出现执行缓慢或阻塞,都会导致整个事件发布受阻(后面我们会者源码中验证这个推断)。 就像一个明星不能因为其中粉丝的特殊情况改变自己的行程一样,我们的事件发布也不能因为某些不可预知的“特例监听者”导致整个事件发布受影响。 异步监听就可以解决这个问题,并且应用起来很简单,只需要加一两个注解

    @Async

    应用在“可能出现意外”的事件监听者方法上,如下所示

    /** * 异常监听者 */ @Component public class Listener4 { @Async @EventListener public void listenerMyEvent1(MyEvent1 event) { System.out.println("Listener4 收到事件通知:" + event.getMessage()); try { Thread.sleep(30000);//睡眠30秒,表示某个监听者执行时间过长 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //do something System.out.println("----Listener4--over"); } }

    在此之前,还需要加上@EnableAsync注解 @EnableAsync是应用在整个项目的配置,只需要写一次即可,表示该项目中允许使用@Async注解,如下所示

    @EnableAsync @SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class}) public class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } }

    再执行事件发布

    ----发布1开始------- Listener3 收到事件通知:新消息1 Listener1 收到事件通知:新消息1 Listener2 收到事件通知:新消息1 ----发布1完成------- Listener4 收到事件通知:新消息1 ----Listener4--over

    事件发布照常执行,并没有因为出现“异常的事件监听者”而阻塞后面的其他监听者。

    为什么前面我们说“应用在可能出异常”的事件监听者方法上,而不是全都加上异步注解呢?因为资源占用,每使用一个异步方法,整个系统就多增加一个线程,而且在执行完之后并不会自动销毁,那些我们写的时候就确定不可能出现阻塞的监听器就可以不用加,当然 最好是使用线程池。具体用法及讲解请见博客“Spring中的@Async用法及应用场景”(这两个注解并非专门用来配合事件机制使用的)

    spring监听器

    一开始我们也讲了,实际生产中很少直接使用事件机制。而是间接的应用比较多,我们平时总能在web开发中听到监听器的说法(和过滤器还经常混淆),这里的监听器和前面的“监听者”是不是有关联呢,答案是肯定的。 打开定义事件的父类ApplicationEvent,使用IDE看一下该类的所有子类(涂掉的是我们自己定义的事件) 这里显示的都是Spring自带的事件,是我们可以直接进行监听的事件,看看有没有自己熟悉的类。下面以其中的相对比较常见的RequestHandleEvent为例,看看如何使用Spring提供的“监听器”。

    RequestHandleEvent

    功能:在SpringMvc收到请求时,会触发一个事件,我们可以通过监听该事件捕捉到用户每个发来的rququest请求,下面是个Demo,用来监听这种事件

    /** * 监听RequestHandledEvent事件 */ @Component public class Listener5 { @EventListener public void listenerMyEvent1(RequestHandledEvent event) { System.out.println("Listener5 收到事件通知:" + event.getShortDescription()); //do something } }

    启动springboot,访问http://localhost:8080/project/test2,执行结果

    ---------test2-------- Listener5 收到事件通知:url=[/project/test2]; client=[0:0:0:0:0:0:0:1]; session=[null]; user=[null];

    可见,spring给提供的事件,监听方式和我们自己写的一样(本质都是一样的)。这个监听器就实现了类似于“request过滤器”的效果。上面列举的其他spring内部事件用法也都是如此,一些常用的功能描述如下

    事件名称功能描述RequestHandledEventrequest请求事件ContextClosedEvent容器关闭事件ContextStartedEvent容器启动事件ContextStoppedEvent容器停止事件

    说到这里,也行会有人有些晕了。感觉在其他地方见过类似的监听器,但似乎和上面讲的有点区别。 那是因为你看到是servlet的监听器(或者说是Tomcat的监听器),详情请见spring/tomcat的过滤器监听器区别。

    观察者模式

    像Spring这样的优秀开源软件都会应用很多设计模式及编程思想。事件机制就是一个很好的例子。“事件驱动编程”本身就是一个很火的概念,Spring的事件机制就是“事件驱动编程”思想的应用。而这种思想更抽象的说法叫“观察者模式”或者叫“监听者模式” /“发布-订阅模式”(和观察者模式有细微差别:发布者和订阅者都不需要知道对方的存在)

    概念角色

    目标主题(Subject,目标主题这个翻译是不太准确的) 实际开发中目标主题是搭建这个观察者模式主要代码逻辑,包括 注册中心(增删改查观察者)事件发生时,遍历所有的观察者,并执行观察者实现的响应事件的方法 观察者(Observer:观察者模式的名字就来源于这里) 根据自己的需要实现事件触发接口方法等待事件发生后被动被调用

    示例代码

    更详细的概念解释及示例,请看观察者模式(Observer模式)详解

    定义目标主题Subject(观察模式的运作中心)

    /** * 目标主题(观察模式的运作中心) */ public interface Subject { /** * 增加观察者 * @param observer */ void addObserver(Observer observer); /** * 删除观察者 * @param observer */ void removeObserver(Observer observer); /** * 通知观察者 */ void inform(); }

    定义观察者Observer

    /** * 观察者 */ public interface Observer { /** * 观察者在事件发生时的响应 */ void todo(); }

    那目标主题是怎么通知到每个观察者的呢。这里并没有什么高深的技术,就是把遍历目标主题里注册的全部观察者,调用他们的todo()方法。也就是说,所谓观察者在模式中是“被动观察”的,下面是目标主题的实现类

    public class SubjectImpl implements Subject { private List<Observer> observerList = new ArrayList<Observer>(); @Override public void addObserver(Observer observer) { observerList.add(observer); } @Override public void removeObserver(Observer observer) { observerList.remove(observer); } @Override public void inform() { System.out.println("事件触发..."); for (Observer observer : observerList) { observer.todo(); } } }

    其他示例代码就略过(详细请看demo3),直接看执行结果

    事件触发... ------观察者1响应事件------ ------观察者2响应事件------

    既然事件机制是一种观察者模式的实现,那么对照一下概念:

    观察者模式spring事件机制观察者(Observer)监听者(Listener)目标主题(Subject)EventMulticaster(事件广播器)-Event(事件)

    小结:

    Observer对应Listener,这个比较好理解。事件机制中的Event是spring新增的抽象概念(更准确的说是“事件驱动编程”里抽象出来的概念)。事件机制中的“发布者”其实只是一个事件触发点,并不在观察者模式的定义里。从Subject所包含的核心逻辑就验证里前面的猜想:监听者者是一个一个顺序执行的。而观察者模式里的核心Subject是spring给我实现好的。下面我们通过源码,看一下Spring给实现好的Subject。

    源码解析

    事件广播器

    前面说的EventMulticaster(事件广播器)在spring中实际叫ApplicationEventMulticaster ,下面是它的接口方法(之所先看接口,是因为接口是spring的骨架,定义了spring的原始设计想法,后面的抽象方法、具体实现都比较复杂,但都只是对接口的填充而已)

    是不是和我们定义的Subject很像,虽然这里有7个方法,但归结起来还是那两个需求(3个方法):

    增删维护观察者: addxxx, removexxx通知观察者: multicastEvent(对应上面我们写的todo()方法)

    看一下这个接口的注释说明

    Interface to be implemented by objects that can manage a number of ApplicationListener objects and publish events to them. 这是一个这样的接口:它用来管理一堆监听者对象并发布事件给他们

    Spring事件机制流程

    通过前面介绍事件广播器的几个功能,大致可以猜到Spring为我们做了些什么,但还是对细节会有一些疑问:

    Listener是什么时候加载的,谁加载的是怎么执行到Listener里的方法里的

    我就不直接截源码的图里,因为以本人看文章的体验来说,枯燥的截图对读者帮助并不大,下面直接看根据源码画的流程图

    流程解释

    流程分为两个阶段 一个是启动Spring容器(或者可以直接理解为启动Springboot的时候)另外一个是我们触发事件的时候 核心还是事件广播器ApplicationEventMulticaster(这里实际指的是它的实现类ApplicationEventMulticaster,SimpleApplicationEventMulticaster)增加监听器是在启动Spring容器时候完成的(图中紫红色的部分)。这也是Spring容器的核心位置。为防止读者在自己看源码的时候疑惑,图中我特意把两个加载linstener的过程都画出来。这两个addxxx分别是: 增加普通的监听器。比如我们demo1中的Linstener1,Linstener2,是我们用“传统手段”,通过实现ApplicationListener实现的监听器(细节请看附录1)。增加使用注解(@EventListener)实现的监听器(细节请看附录1)。 事件发布。这是我们写程序可触及到的一部分流程。核心是ApplicationEventPublisher。这里会首先去调用事件广播器的getApplicationListeners方法,拿到所有的监听器(由于前面启动时已经加载里所有监听器,所以这里可以拿到),然后逐个调用监听器内的方法。

    附录

    加载监听器的几个细节

    前面说了加载监听器分为两步,其实也对应了在AbstractApplicationEventMulticaster#ListenerRetriever的两个成员变量 通过名字也能看出,下面的applicationListenerBeans是第一步通过addApplicationListenerBean加载的。而上面的applicationListeners是第二步通过addApplicationListener加载的。下面详细说一下这两种加载方式

    addApplicationListenerBean

    这一步加载的是所有通过“传统手段”,正常实现ApplicationListener接口的监听器。找到这些监听器也比较好理解: String[] listenerBeanNames = getBeanNamesForType(ApplicationListener.class, true, false); 通过接口类型找到所有的beanName,就可以找到Listener1,Listener2了。

    addApplicationListener

    这一步是在EventListenerMethodProcessor里完成的,但这一步其实并不是完全专门为加载注解监听器的(而是主要工作是完成注解监听器的加载)。如下关键的一句话: String[] beanNames = beanFactory.getBeanNamesForType(Object.class); 它首先加载里所有的Object对象,也就是说加载里Spring里管理的所有对象,包括那些传统手段写的监听器。其中最令人兴奋的就是下面这句话:如何把注解方法变成一个监听器对象

    大致原理就是通过代理或者CGLib生成动态代理对象(细节将在之后的其他文章里解释)。 其实上面关于监听器,还是跳过里一些不太重要的细节:在这两步加载前面还会加载一些Spring内部特殊的监听器。

    如何读的源码

    把示例项目跑起来

    Spring的代码千千万,硬生生的找代码肯定是困难的

    在合适的位置打断点

    以上面为例,一开始我们只知道ApplicationEventMulticaster这么个接口。现在我们想知道它是如何/何时加载监听器的,那么就需要在关键的方法上打断点,这里的关键方法就是那两个addxxx方法。首先就是找到它的实现类

    接下来就是以debug方式启动Spring,发现启动过程中就停到断点处了,然后用debug的方法栈

    往前点,我们可以看到上一步是在哪个位置,然后就知道这个动作的起因在哪里。 通过这种方式,就可以知道:如果想知道执行的时候的流程,那么断点应该打在我们写的监听器方法内就可以了。

    总结

    Spring事件机制就是观察者模式的一种实现。我们所谓的“监听器”就是事件机制的一个应用,是Spring框架给我定义好的一些可以直接监听的事件,包括对request请求的监听,对bean对象的监听等等。事件发生后,监听器会一个一个的执行,所以效率并不高。可以使用异步方法防止异常的监听器阻塞事件发布,但要注意因此带来的线程资源开销。使用监听器注解本质是Spring通过动态代理生成监听器对象,在容器启动的时候加载好了,所以这里大可不必担心影响效率(最多也就是拖慢点启动速度)。

    参考链接

    Spring Event事件通知机制 源码学习 @EventListener注解使用及源码解析 观察者模式(Observer模式)详解

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