Spring事件常见错误

作为 Spring 的关键功能支撑，Spring 事件是一个相对独立的点。或许你从没有在自己的项目中使用过 Spring 事件，但是你一定见过它的相关日志。而且在未来的编程实践中，你会发现，一旦你用上了 Spring 事件，往往完成的都是一些有趣的、强大的功能，例如动态配置。

案例 1：试图处理并不会抛出的事件

Spring 事件的设计比较简单。说白了，就是监听器设计模式在 Spring 中的一种实现，参考下图：

从图中我们可以看出，Spring 事件包含以下三大组件。

事件（Event）：用来区分和定义不同的事件，在 Spring 中，常见的如 ApplicationEvent 和 AutoConfigurationImportEvent，它们都继承于 java.util.EventObject。
事件广播器（Multicaster）：负责发布上述定义的事件。例如，负责发布 ApplicationEvent 的 ApplicationEventMulticaster 就是 Spring 中一种常见的广播器。
事件监听器（Listener）：负责监听和处理广播器发出的事件，例如 ApplicationListener 就是用来处理 ApplicationEventMulticaster 发布的 ApplicationEvent，它继承于 JDK 的 EventListener，我们可以看下它的定义来验证这个结论：

public interface ApplicationListener extends EventListener

当然，虽然在上述组件中，任何一个都是缺一不可的，但是功能模块命名不见得完全贴合上述提及的关键字，例如发布 AutoConfigurationImportEvent 的广播器就不含有 Multicaster 字样。它的发布是由 AutoConfigurationImportSelector 来完成的。

对这些基本概念和实现有了一定的了解后，我们就可以开始解析那些常见的错误。闲话少说，我们先来看下面这段基于 Spring Boot 技术栈的代码：


@Slf4j
@Component
public class MyContextStartedEventListener implements ApplicationListener<ContextStartedEvent> {

  public void onApplicationEvent(final ContextStartedEvent event) {
    log.info("{} received: {}", this.toString(), event);
  }

}

很明显，这段代码定义了一个监听器 MyContextStartedEventListener，试图拦截 ContextStartedEvent。因为在很多 Spring 初级开发者眼中，Spring 运转的核心就是一个 Context 的维护，那么启动 Spring 自然会启动 Context，于是他们是很期待出现类似下面的日志的：

但是当我们启动 Spring Boot 后，会发现并不会拦截到这个事件，如何理解这个错误呢？

案例解析

在 Spring 事件运用上，这是一个常见的错误，就是不假思索地认为一个框架只要定义了一个事件，那么一定会抛出来。例如，在本案例中，ContextStartedEvent 就是 Spring 内置定义的事件，而 Spring Boot 本身会创建和运维 Context，表面看起来这个事件的抛出是必然的，但是这个事件一定会在 Spring Boot 启动时抛出来么？

答案明显是否定的，我们首先看下要抛出这个事件需要调用的方法是什么？在 Spring Boot 中，这个事件的抛出只发生在一处，即位于方法 AbstractApplicationContext#start 中。

@Override
public void start() {
   getLifecycleProcessor().start();
   publishEvent(new ContextStartedEvent(this));
}

也就是说，只有上述方法被调用，才会抛出 ContextStartedEvent，但是这个方法在 Spring Boot 启动时会被调用么？我们可以查看 Spring 启动方法中围绕 Context 的关键方法调用，代码如下：

public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
      //省略非关键代码
      context = createApplicationContext();
      //省略非关键代码
      prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
      refreshContext(context);
      //省略非关键代码 
      return context;
}

我们发现围绕 Context、Spring Boot 的启动只做了两个关键工作：创建 Context 和 Refresh Context。其中 Refresh 的关键代码如下：

protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) {
   Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext);
   ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh();
}

很明显，Spring 启动最终调用的是 AbstractApplicationContext#refresh，并不是 AbstractApplicationContext#start。在这样的残酷现实下，ContextStartedEvent 自然不会被抛出，不抛出，自然也不可能被捕获。所以这样的错误也就自然发生了。

问题修正

针对这个案例，有了源码的剖析，我们可以很快找到问题发生的原因，但是修正这个问题还要去追溯我们到底想要的是什么？我们可以分两种情况来考虑。

假设我们是误读了 ContextStartedEvent。

针对这种情况，往往是因为我们确实想在 Spring Boot 启动时拦截一个启动事件，但是我们粗略扫视相关事件后，误以为 ContextStartedEvent 就是我们想要的。针对这种情况，我们只需要把监听事件的类型修改成真正发生的事件即可，例如在本案例中，我们可以修正如下：

@Component
public class MyContextRefreshedEventListener implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {

  public void onApplicationEvent(final ContextRefreshedEvent event) {
    log.info("{} received: {}", this.toString(), event);
  }

}

我们监听 ContextRefreshedEvent 而非 ContextStartedEvent。ContextRefreshedEvent 的抛出可以参考方法 AbstractApplicationContext#finishRefresh，它本身正好是 Refresh 操作中的一步。

protected void finishRefresh() {
   //省略非关键代码
   initLifecycleProcessor();
   // Propagate refresh to lifecycle processor first.
   getLifecycleProcessor().onRefresh();
   // Publish the final event.
   publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
   //省略非关键代码
}

假设我们就是想要处理 ContextStartedEvent。

这种情况下，我们真的需要去调用 AbstractApplicationContext#start 方法。例如，我们可以使用下面的代码来让这个事件抛出：

@RestController
public class HelloWorldController {

    @Autowired
    private AbstractApplicationContext applicationContext;

    @RequestMapping(path = "publishEvent", method = RequestMethod.GET)
    public String notifyEvent(){
        applicationContext.start();       
        return "ok";
    };
}

我们随便找一处来 Autowired 一个 AbstractApplicationContext，然后直接调用其 start() 就能让事件抛出来。

很明显，这种抛出并不难，但是作为题外话，我们可以思考下为什么要去调用 start() 呢？start() 本身在 Spring Boot 中有何作用？

如果我们去翻阅这个方法，我们会发现 start() 是 org.springframework.context.Lifecycle 定义的方法，而它在 Spring Boot 的默认实现中是去执行所有 Lifecycle Bean 的启动方法，这点可以参考 DefaultLifecycleProcessor#startBeans 方法来验证：

private void startBeans(boolean autoStartupOnly) {
   Map<String, Lifecycle> lifecycleBeans = getLifecycleBeans();
   Map<Integer, LifecycleGroup> phases = new HashMap<>();
   lifecycleBeans.forEach((beanName, bean) -> {
      if (!autoStartupOnly || (bean instanceof SmartLifecycle && ((SmartLifecycle) bean).isAutoStartup())) {
         int phase = getPhase(bean);
         LifecycleGroup group = phases.get(phase);
         if (group == null) {
            group = new LifecycleGroup(phase, this.timeoutPerShutdownPhase, lifecycleBeans, autoStartupOnly);
            phases.put(phase, group);
         }
         group.add(beanName, bean);
      }
   });
   if (!phases.isEmpty()) {
      List<Integer> keys = new ArrayList<>(phases.keySet());
      Collections.sort(keys);
      for (Integer key : keys) {
         phases.get(key).start();
      }
   }
}

说起来比较抽象，我们可以去写一个 Lifecycle Bean，代码如下：

当我们再次运行 Spring Boot 时，只要执行了 AbstractApplicationContext 的 start()，就会输出上述代码定义的行为：输出 LifeCycle start 日志。

通过这个 Lifecycle Bean 的使用，AbstractApplicationContext 的 start 要做的事，我们就清楚多了。它和 Refresh() 不同，Refresh() 是初始化和加载所有需要管理的 Bean，而 start 只有在有 Lifecycle Bean 时才有被调用的价值。那么我们自定义 Lifecycle Bean 一般是用来做什么呢？例如，可以用它来实现运行中的启停。这里不再拓展，你可以自己做更深入的探索。

通过这个案例，我们搞定了第一类错误。而从这个错误中，我们也得出了一个启示：当一个事件拦截不了时，我们第一个要查的是拦截的事件类型对不对，执行的代码能不能抛出它。把握好这点，也就事半功倍了。

2.监听事件的体系不对

通过案例 1 的学习，我们可以保证事件的抛出，但是抛出的事件就一定能被我们监听到么？我们再来看这样一个案例，首先上代码：

@Slf4j
@Component
public class MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener implements ApplicationListener<ApplicationEnvironmentPreparedEvent > {

    public void onApplicationEvent(final ApplicationEnvironmentPreparedEvent event) {
        log.info("{} received: {}", this.toString(), event);
    }

}

这里我们试图处理 ApplicationEnvironmentPreparedEvent。期待出现拦截事件的日志如下：

2021-03-07 09:12:08.886 INFO 27064 --- [ restartedMain]
licationEnvironmentPreparedEventListener : com.spring.puzzle.class7.example2.MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener@2b093d received: org.springframework.boot.context.event.ApplicationEnvironmentPreparedEvent[source=org.springframework.boot.SpringApplication@122b9e6]

有了案例 1 的经验，首先我们就可以查看下这个事件的抛出会不会存在问题。这个事件在 Spring 中是由 EventPublishingRunListener#environmentPrepared 方法抛出，代码如下：


@Override
public void environmentPrepared(ConfigurableEnvironment environment) {
   this.initialMulticaster
         .multicastEvent(new ApplicationEnvironmentPreparedEvent(this.application, this.args, environment));
}

现在我们调试下代码，你会发现这个方法在 Spring 启动时一定经由 SpringApplication#prepareEnvironment 方法调用，调试截图如下：

表面上看，既然代码会被调用，事件就会抛出，那么我们在最开始定义的监听器就能处理，但是我们真正去运行程序时会发现，效果和案例 1 是一样的，都是监听器的处理并不执行，即拦截不了。这又是为何？

案例解析

实际上，这是在 Spring 事件处理上非常容易犯的一个错误，即监听的体系不一致。通俗点说，就是“驴头不对马嘴”。我们首先来看下关于 ApplicationEnvironmentPreparedEvent 的处理，它相关的两大组件是什么？

广播器：这个事件的广播器是 EventPublishingRunListener 的 initialMulticaster，代码参考如下

public class EventPublishingRunListener implements SpringApplicationRunListener, Ordered {
   //省略非关键代码
   private final SimpleApplicationEventMulticaster initialMulticaster;

   public EventPublishingRunListener(SpringApplication application, String[] args) {
      //省略非关键代码
      this.initialMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster();
      for (ApplicationListener<?> listener : application.getListeners()) {
         this.initialMulticaster.addApplicationListener(listener);
      }
   }
 }

监听器：这个事件的监听器同样位于 EventPublishingRunListener 中，获取方式参考关键代码行：

this.initialMulticaster.addApplicationListener(listener);

如果继续查看代码，我们会发现这个事件的监听器就存储在 SpringApplication#Listeners 中，调试下就可以找出所有的监听器，截图如下：

从中我们可以发现并不存在我们定义的 MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener，这是为何？

还是查看代码，当 Spring Boot 被构建时，会使用下面的方法去寻找上述监听器：

setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));

而上述代码最终寻找 Listeners 的候选者，参考代码 SpringFactoriesLoader#loadSpringFactories 中的关键行：

// 下面的 FACTORIES_RESOURCE_LOCATION 定义为 "META-INF/spring.factories"classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) :

我们可以寻找下这样的文件（spring.factories），确实可以发现类似的定义:


org.springframework.context.ApplicationListener=\
org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener,\
org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener,\
org.springframework.boot.cloud.CloudFoundryVcapEnvironmentPostProcessor,\
//省略其他监听器

说到这里，相信你已经意识到本案例的问题所在。我们定义的监听器并没有被放置在 META-INF/spring.factories 中，实际上，我们的监听器监听的体系是另外一套，其关键组件如下：

广播器：即 AbstractApplicationContext#applicationEventMulticaster；
监听器：由上述提及的 META-INF/spring.factories 中加载的监听器以及扫描到的 ApplicationListener 类型的 Bean 共同组成。

这样比较后，我们可以得出一个结论：我们定义的监听器并不能监听到 initialMulticaster 广播出的 ApplicationEnvironmentPreparedEvent。

问题修正

现在就到了解决问题的时候了，我们可以把自定义监听器注册到 initialMulticaster 广播体系中，这里提供两种方法修正问题。

在构建 Spring Boot 时，添加 MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener：

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener myApplicationEnvironmentPreparedEventListener = new MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener();
        SpringApplication springApplication = new SpringApplicationBuilder(Application.class).listeners(myApplicationEnvironmentPreparedEventListener).build();
        springApplication.run(args);
    }
}

使用 META-INF/spring.factories，即在 /src/main/resources 下面新建目录 META-INF，然后新建一个对应的 spring.factories 文件：

org.springframework.context.ApplicationListener=\
com.spring.puzzle.listener.example2.MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener

通过上述两种修改方式，即可完成事件的监听，很明显第二种方式要优于第一种，至少完全用原生的方式去解决，而不是手工实例化一个 MyApplicationEnvironmentPreparedEventListener。这点还是挺重要的。

反思这个案例的错误，结论就是对于事件一定要注意“驴头”（监听器）对上“马嘴”（广播）。

3：部分事件监听器失效

通过前面案例的解析，我们可以确保事件在合适的时机被合适的监听器所捕获。但是理想总是与现实有差距，有些时候，我们可能还会发现部分事件监听器一直失效或偶尔失效。这里我们可以写一段代码来模拟偶尔失效的场景，首先我们完成一个自定义事件和两个监听器，代码如下：


public class MyEvent extends ApplicationEvent {
    public MyEvent(Object source) {
        super(source);
    }
}

@Component
@Order(1)
public class MyFirstEventListener implements ApplicationListener<MyEvent> {

    Random random = new Random();

    @Override
    public void onApplicationEvent(MyEvent event) {
        log.info("{} received: {}", this.toString(), event);
        //模拟部分失效
        if(random.nextInt(10) % 2 == 1)
            throw new RuntimeException("exception happen on first listener");
    }
}

@Component
@Order(2)
public class MySecondEventListener implements ApplicationListener<MyEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(MyEvent event) {
        log.info("{} received: {}", this.toString(), event);
    }
}

这里监听器 MyFirstEventListener 的优先级稍高，且执行过程中会有 50% 的概率抛出异常。然后我们再写一个 Controller 来触发事件的发送：


@RestController
@Slf4j
public class HelloWorldController {

    @Autowired
    private AbstractApplicationContext applicationContext;

    @RequestMapping(path = "publishEvent", method = RequestMethod.GET)
    public String notifyEvent(){
        log.info("start to publish event");
        applicationContext.publishEvent(new MyEvent(UUID.randomUUID()));
        return "ok";
    };
}

完成这些代码后，我们就可以使用http://localhost:8080/publishEvent 来测试监听器的接收和执行了。观察测试结果，我们会发现监听器 MySecondEventListener 有一半的概率并没有接收到任何事件。可以说，我们使用了最简化的代码模拟出了部分事件监听器偶尔失效的情况。当然在实际项目中，抛出异常这个根本原因肯定不会如此明显，但还是可以借机举一反三的。那么如何理解这个问题呢？

案例解析

这个案例非常简易，如果你稍微有些开发经验的话，大概也能推断出原因：处理器的执行是顺序执行的，在执行过程中，如果一个监听器执行抛出了异常，则后续监听器就得不到被执行的机会了。这里我们可以通过 Spring 源码看下事件是如何被执行的？

具体而言，当广播一个事件，执行的方法参考 SimpleApplicationEventMulticaster#multicastEvent(ApplicationEvent)：


@Override
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);
      }
   }
}

上述方法通过 Event 类型等信息调用 getApplicationListeners 获取了具有执行资格的所有监听器（在本案例中，即为 MyFirstEventListener 和 MySecondEventListener），然后按顺序去执行。最终每个监听器的执行是通过 invokeListener() 来触发的，调用的是接口方法 ApplicationListener#onApplicationEvent。执行逻辑可参考如下代码

protected void invokeListener(ApplicationListener<?> listener, ApplicationEvent event) {
   ErrorHandler errorHandler = getErrorHandler();
   if (errorHandler != null) {
      try {
         doInvokeListener(listener, event);
      }
      catch (Throwable err) {
         errorHandler.handleError(err);
      }
   }
   else {
      doInvokeListener(listener, event);
   }
}

private void doInvokeListener(ApplicationListener listener, ApplicationEvent event) {
   try {
      listener.onApplicationEvent(event);
   }
   catch (ClassCastException ex) {
        //省略非关键代码
      }
      else {
         throw ex;
      }
   }
}

这里我们并没有去设置什么 org.springframework.util.ErrorHandler，也没有绑定什么 Executor 来执行任务，所以针对本案例的情况，我们可以看出：最终事件的执行是由同一个线程按顺序来完成的，任何一个报错，都会导致后续的监听器执行不了。

问题修正

怎么解决呢？好办，我提供两种方案给你。

1. 确保监听器的执行不会抛出异常。

既然我们使用多个监听器，我们肯定是希望它们都能执行的，所以我们一定要保证每个监听器的执行不会被其他监听器影响。基于这个思路，我们修改案例代码如下：

@Component
@Order(1)
public class MyFirstEventListener implements ApplicationListener<MyEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(MyEvent event) {
        try {
          // 省略事件处理相关代码
        }catch(Throwable throwable){
            //write error/metric to alert
        }

    }
}

2. 使用 org.springframework.util.ErrorHandler。

通过上面的案例解析，我们发现，假设我们设置了一个 ErrorHandler，那么就可以用这个 ErrorHandler 去处理掉异常，从而保证后续事件监听器处理不受影响。我们可以使用下面的代码来修正问题：


SimpleApplicationEventMulticaster simpleApplicationEventMulticaster = applicationContext.getBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, SimpleApplicationEventMulticaster.class);
    simpleApplicationEventMulticaster.setErrorHandler(TaskUtils.LOG_AND_SUPPRESS_ERROR_HANDLER);

其中 LOG_AND_SUPPRESS_ERROR_HANDLER 的实现如下：

public static final ErrorHandler LOG_AND_SUPPRESS_ERROR_HANDLER = new LoggingErrorHandler();

private static class LoggingErrorHandler implements ErrorHandler {

   private final Log logger = LogFactory.getLog(LoggingErrorHandler.class);

   @Override
   public void handleError(Throwable t) {
      logger.error("Unexpected error occurred in scheduled task", t);
   }
}

对比下方案 1，使用 ErrorHandler 有一个很大的优势，就是我们不需要在某个监听器中都重复类似下面的代码了：

try {
    //省略事件处理过程
    }catch(Throwable throwable){
    //write error/metric to alert
}

这么看的话，其实 Spring 的设计还是很全面的，它考虑了各种各样的情况。但是 Spring 使用者往往都不会去了解其内部实现，这样就会遇到各种各样的问题。相反，如果你对其实现有所了解的话，也对常见错误有一个感知，则大概率是可以快速避坑的，项目也可以运行得更加平稳顺畅。

posted @ 2021-06-18 10:45 hochan_100 阅读(222) 评论(0) 编辑收藏举报

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hochan100

Spring事件常见错误

案例 1：试图处理并不会抛出的事件

案例解析

问题修正

2.监听事件的体系不对

案例解析

问题修正

3：部分事件监听器失效

案例解析

问题修正

1. 确保监听器的执行不会抛出异常。

2. 使用 org.springframework.util.ErrorHandler。

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