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作为Java高级工程师你不得不懂的SpringIOC细节

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IOC介绍IOC, spring的核心,贯穿Spring始终。直观的来说,就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系,将对象之间的关系抽象出来,通过spring容器控制对象生成时机,减少对象之间的耦合度。
开启Spring IOC源码学习
SpringIOC 的主要依赖源码是 spring-beans 和 spring-context两个包。前面文章中曾今讲到了如何编译spring源码,接下来将maven后的工程导入eclipse里面。
一、spring IOC 中的Beanfactory
在Spring中,最基本的IOC容器接口是BeanFactory 。这个接口为具体的IOC容器的实现作了最基本的功能规定, 看如下类图,体现了Beanfactory的体系结构
图片描述

其中BeanFactory作为最顶层的一个接口类,它定义了IOC容器的基本功能规范。
BeanFactory 有三个子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。
但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory,他实现了所有的接口。
那为何要定义这么多层次的接口呢?查阅这些接口的源码和说明发现,每个接口都有他使用的场合,它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中,对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的,而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的,也就是每个Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为.
再来看看Beanfactory源码
public interface BeanFactory { //这里是对FactoryBean的转义定义,因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象, //如果需要得到工厂本身,需要转义 String FACTORY_BEAN_PREFIX = “&”; 这里根据bean的名字,在IOC容器中得到bean实例,这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。 Object getBean(String name) throws BeansException; //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例,和上面的方法不同在于它会抛出异常:如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。 Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException; //这里提供对bean的检索,看看是否在IOC容器有这个名字的bean boolean containsBean(String name); //这里根据bean名字得到bean实例,并同时判断这个bean是不是单件 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; //这里对得到bean实例的Class类型 Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; //这里得到bean的别名,如果根据别名检索,那么其原名也会被检索出来 String[] getAliases(String name);}
二、Spring IOC中的Beandefinition
SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系,Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的,其继承体系如下类图
图片描述

三、spring IOC解析中BeandefinitionReader
Bean 的解析过程非常复杂,功能被分的很细,因为这里需要被扩展的地方很多,必须保证有足够的灵活性,以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成:
图片描述

正如图中所说,XmlBeanDefinitionReader 和DefaultBeanDefinitionDocumentReader 有关系,是因为XmlBeanDefinitionReader中有一个DefaultBeanDefinitionDocumentReader,而不是xml跟default有继承关系
四、spring IOC中的ApplicationContext体系结构
ApplicationContext系列容器也许是我们最熟悉的,因为web项目中使用的XmlWebApplicationContext就属于这个继承体系,还有ClasspathXmlApplicationContext等,其继承体系如下图所示:

图片描述
上面的四部分类图,算是spring IOC中最最核心的类图,理清了这四个类图,就基本能对整个ICO使用流程有一些大致了解,下面将分析IOC容器初始化源码
ClassPathResource res = new ClassPathResource(“beans.xml”); DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory(); XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory); reader.loadBeanDefinitions(res);
上面使用创建IOC经历了四个过程

创建IOC配置文件的抽象资源
创建一个BeanFactory
把读取配置信息的BeanDefinitionReader,这里是XmlBeanDefinitionReader配置给BeanFactory
从定义好的资源位置读入配置信息,具体的解析过程由XmlBeanDefinitionReader来完成,这样完成整个载入bean定义的过程。
从上面可以看出,整个IOC初始化,大致分为资源定位、资源装载、资源解析、Bean生成,Bean注册这几个过程

首先看资源的定位,一个常见的ApplicationContext

ApplicationContext =new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);
追踪FileSystemXmlApplicationContext,里面有一些构造函数,都指向下面这个

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException { super(parent); //有前面类图 可 以知道,最终 父类 为AbstractApplicationContext setConfigLocations(configLocations); if (refresh) { refresh(); } }
//追踪super,最终定位到 AbstractApplicationContext中public AbstractApplicationContext() { this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver(); } protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() { return new PathMatchingResourcePatternResolver(this); }
继续往下,追踪setConfigLocations方法

public void setConfigLocations(String… locations) { if (locations != null) { Assert.noNullElements(locations, “Config locations must not be null”); this.configLocations = new String[locations.length];// 该方法调用 SystemPropertyUtils.resolvePlaceholders(path) ;对 path 中的占位 符进行// 替换, eg : path 路径中含有 ${user.dir} ,则将替换为: System.getProperty(user.dir); for (int i = 0; i < locations.length; i++) { this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim(); } } else { this.configLocations = null; } }
代码中 configLocations 为 AbstractRefreshableConfigApplicationContext 类中 string[] 类型的字段。至此应用程序传入路径保存在 AbstractRefreshableConfigApplicationContext 中 。
回到FileSystemXmlApplicationContext中继续往下,即最关键的Refash方法,refresh()-方法定义在类: AbstractApplicationContext ,由类图可知: FileSystemXmlApplicationContext 间接继承至: AbstractApplicationContext refresh() 方法如下:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { //调用容器准备刷新的方法,获取 容器的当时时间,同时给容器设置同步标识 prepareRefresh(); //告诉子类启动refreshBeanFactory()方法,Bean定义资源文件的载入从 //子类的refreshBeanFactory()方法启动 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); //为BeanFactory配置容器特性,例如类加载器、事件处理器等 prepareBeanFactory(beanFactory); try { //为容器的某些子类指定特殊的BeanPost事件处理器 postProcessBeanFactory(beanFactory); //调用所有注册的BeanFactoryPostProcessor的Bean invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); //为BeanFactory注册BeanPost事件处理器. //BeanPostProcessor是Bean后置处理器,用于监听容器触发的事件 registerBeanPostProcessors(beanFactory); //初始化信息源,和国际化相关. initMessageSource(); //初始化容器事件传播器. initApplicationEventMulticaster(); //调用子类的某些特殊Bean初始化方法 onRefresh(); //为事件传播器注册事件监听器. registerListeners(); //初始化所有剩余的单态Bean. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); //初始化容器的生命周期事件处理器,并发布容器的生命周期事件 finishRefresh(); } catch (BeansException ex) { //销毁以创建的单态Bean destroyBeans(); //取消refresh操作,重置容器的同步标识. cancelRefresh(ex); throw ex; } } }
prepareRefresh(): 为刷新准备上下文环境
obtainFreshBeanFactory() :让子类刷新内部 bean 工厂。
进入obtainFreshBeanFatory(),关闭前面所有 bean 工厂,为新的上下文环境初始化一个新的 bean 工厂。这里需要子类来 协助完成资源位置定义 ,bean 载入和向 IOC 容器注册的过程

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() { refreshBeanFactory(); ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug(“Bean factory for ” + getDisplayName() + “: ” + beanFactory); } return beanFactory; }
上面代码可以看到refreshBeanFactory,AbstractApplicationContext子类中的方法 AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法,容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的 refreshBeanFactory()方法,方法的源码如下

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException { if (hasBeanFactory()) {//如果已经有容器,销 毁 容器中的bean,关闭容器 destroyBeans(); closeBeanFactory(); } try { //创建IoC容器 DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId()); //对IoC容器进行定制化,如设置启动参数,开启注解的自动装配等 customizeBeanFactory(beanFactory); //调用载入Bean定义的方法,主要这里使用了一个委派模式,在当前类中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法,具体的实现调用子类容器 loadBeanDefinitions(beanFactory); synchronized (this.beanFactoryMonitor) { this.beanFactory = beanFactory; } } catch (IOException ex) { throw new ApplicationContextException(“I/O error parsing bean definition source for ” + getDisplayName(), ex); } }
在这个方法中,先判断BeanFactory是否存在,如果存在则先销毁beans并关闭beanFactory,接着创建DefaultListableBeanFactory,并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean
在这个方法中,先判断BeanFactory是否存在,如果存在则先销毁beans并关闭beanFactory,接着创建DefaultListableBeanFactory,并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean定义。看上面的loadBeanDefinitions,在AbstractRefreshableApplicationContext子类。

同样,AbstractRefreshableApplicationContext中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法,容器真正调用的是其子类AbstractXmlApplicationContext对该方法的实现,AbstractXmlApplicationContext的主要源码如下:
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws IOException { // 这里使用XMLBeanDefinitionReader来载入bean定义信息的XML文件 XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory); //这里配置reader的环境,其中ResourceLoader是我们用来定位bean定义信息资源位置的 ///因为上下文本身实现了ResourceLoader接口,所以可以直接把上下文作为ResourceLoader传递给XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader.setResourceLoader(this); beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this)); initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); //这里转到定义好的XmlBeanDefinitionReader中对载入bean信息进行处理 loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); }
继续,看到了最下面的loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);转到XmlBeanDefinitionReader中的loadBeanDefinitions。

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException { Resource[] configResources = getConfigResources(); if (configResources != null) { //调用XmlBeanDefinitionReader来载入bean定义信息。 reader.loadBeanDefinitions(configResources); } String[] configLocations = getConfigLocations(); if (configLocations != null) { reader.loadBeanDefinitions(configLocations); } }
Xml Bean读取器(XmlBeanDefinitionReader)调用其父类AbstractBeanDefinitionReader的 reader.loadBeanDefinitions方法读取Bean定义资源。
由于我们使用FileSystemXmlApplicationContext作为例子分析,因此getConfigResources的返回值为null,因此程序执行reader.loadBeanDefinitions(configLocations)分支。

public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException { //这里得到当前定义的ResourceLoader,默认的 我 们 使用DefaultResourceLoader ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader(); ………//如果没有找到我们需要的ResourceLoader,直接抛出异常 if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) { // 这里处理我们在定义位置时使用的各种pattern,需要ResourcePatternResolver来完成 try { Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location); int loadCount = loadBeanDefinitions(resources); return loadCount; } …….. } else { // 这里通过ResourceLoader来完成位置定位 Resource resource = resourceLoader.getResource(location); // 这里已经把一个位置定义转化为Resource接口,可以供XmlBeanDefinitionReader来使用了 int loadCount = loadBeanDefinitions(resource); return loadCount; } }
重载方法public int loadBeanDefinitions(String… locations) throws BeanDefinitionStoreException { Assert.notNull(locations, “Location array must not be null”); int counter = 0; for (String location : locations) { counter += loadBeanDefinitions(location); } return counter; }
loadBeanDefinitions(Resource…resources)方法和上面分析的3个方法类似,同样也是调用XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法。

从对AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法源码分析可以看出该方法做了以下两件事:

首先,调用资源加载器的获取资源方法resourceLoader.getResource(location),获取到要加载的资源。
其次,真正执行加载功能是其子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法。
由上类图可以知道此时调用的是DefaultResourceLoader中的getSource()方法定位Resource,因为FileSystemXmlApplicationContext本身就是DefaultResourceLoader的实现类。

2、资源加载

XmlBeanDefinitionReader通过调用其父类DefaultResourceLoader的getResource方法获取要加载的资源,这样,就可以从文件系统路径上对IOC配置文件进行加载 - 当然可以按照这个逻辑从任何地方加载,在Spring中看到它提供的各种资源抽象,比如ClassPathResource, URLResource,FileSystemResource等来供我们使用。

//获取Resource的具 体实现方法 public Resource getResource(String location) { Assert.notNull(location, “Location must not be null”); //如果是类路径的方式,那需要使用ClassPathResource 来得到bean 文件的资源对象 if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) { return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader()); } try { // 如果是URL 方式,使用UrlResource 作为bean 文件的资源对象 URL url = new URL(location); return new UrlResource(url); } catch (MalformedURLException ex) { } //如果既不是classpath标识,又不是URL标识的Resource定位,则调用 //容器本身的getResourceByPath方法获取Resource return getResourceByPath(location); }
FileSystemXmlApplicationContext容器提供了getResourceByPath方法的实现,就是为了处理既不是classpath标识,又不是URL标识的Resource定位这种情况

@Override protected Resource getResourceByPath(String path) { if (path != null && path.startsWith(“/”)) { path = path.substring(1); } return new FileSystemResource(path); }
所以此时又回到了FileSystemXmlApplicationContext中来,提供了FileSystemResource来完成从文件系统得到配置文件的资源定义。

Bean资源加载

继续XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(Resource …)

//XmlBeanDefinitionReader加载资源 的入口方法 public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { //将读入的XML资源进行特殊编码处理 return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource)); } //这里是载入XML形式Bean定义资源文件方法 public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException { ……. try { //将资源文件转为InputStream的IO流 InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream(); try { //从InputStream中得到XML的解析源 InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); if (encodedResource.getEncoding() != null) { inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding()); } //这里是具体的读取过程 return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource()); } finally { //关闭从Resource中得到的IO流 inputStream.close(); } } ……… 26} //从特定XML文件中实际载入Bean定义资源的方法 protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { try { int validationMode = getValidationModeForResource(resource); //将XML文件转换为DOM对象,解析过程由documentLoader实现 Document doc = this.documentLoader.loadDocument( inputSource, this.entityResolver, this.errorHandler, validationMode, this.namespaceAware); //这里是启动对Bean定义解析的详细过程,该解析过程会用到Spring的Bean配置规则 return registerBeanDefinitions(doc, resource); } ……. }
源码的最后,将XML文件转为DOM对象,即将Bean对象转成DOm资源。这是如何完成的呢?

3、资源解析

2中Bean定义的Resource得到了,最后还讲到ocumentLoader将Bean定义资源转换为Document对象:DocumentLoader将Bean定义资源转换成Document对象的源码如下:

下面这句是XmlBeanDefinitionReader中关于DocumentLoader,用了DefaultDocumentLoaderprivate DocumentLoader documentLoader = new DefaultDocumentLoader();
上面的DefaultDocumentLoader肯定不陌生吧,在Spring AOP中多次出现了,找到DefaultDocumentLoader中的loadDocument()方法

//使用标准的JAXP 将 载入的B ean 定义 资源 转换成document对象 public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver, ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception { //创建文件解析器工厂 DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug(“Using JAXP provider [” + factory.getClass().getName() + “]”); } //创建文档解析器 DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler); //解析Spring的Bean定义资源 return builder.parse(inputSource); }
继续找到createDocumentBuilder

protected DocumentBuilder createDocumentBuilder( DocumentBuilderFactory factory, EntityResolver entityResolver, ErrorHandler errorHandler) throws ParserConfigurationException { DocumentBuilder docBuilder = factory.newDocumentBuilder(); if (entityResolver != null) { docBuilder.setEntityResolver(entityResolver); } if (errorHandler != null) { docBuilder.setErrorHandler(errorHandler); } return docBuilder; }
上面调用了Javaee的JAXP标准,根据定位的Bean定义资源文件,加载读入并转换成为Document对象过程完成

4、bean生成(根据DOM资源解析成bean)

回顾3: XmlBeanDefinitionReader类中的doLoadBeanDefinitions方法是从特定XML文件中实际载入Bean定义资源的方法,该方法在载入Bean定义资源之后将其转换为Document对象。继续看doLoadBeanDefinitions,进入registerBeanDefinitions

Document doc = this.documentLoader.loadDocument()后面,有一句return registerBeanDefinitions(doc, resource);
//按照Spring的Bean语义要求 将Bean 定 义 资源解析并转换为容器内部数据结构 public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { //得到BeanDefinitionDocumentReader来对xml格式的BeanDefinition解析 BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader(); //获得容器中注册的Bean数量 int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount(); //解析过程入口,这里使用了委派模式,BeanDefinitionDocumentReader只是个接口,//具体的解析实现过程有实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); //统计解析的Bean数量 return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore; }
//创建BeanDefinitionDocumentReader对象, 解 析 D ocument对象 protected BeanDefinitionDocumentReader createBeanDefinitionDocumentReader() { return BeanDefinitionDocumentReader.class.cast(BeanUtils.instantiateClass(this.documentReaderClass)); }
Bean定义资源的载入解析分为以下两个过程:

首先,通过调用XML解析器将Bean定义资源文件转换得到Document对象,但是这些Document对象并没有按照spring的Bean规则进行解析。这一步是载入的过程
其次,在完成通用的XML解析之后,按照Spring的Bean规则对Document对象进行解析。
继续

documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));这里的documentReader为BeanDefinitionDocumentReader对象,BeanDefinitionDocumentReader接口通过registerBeanDefinitions方法调用其实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader对Document对象进行解析
public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) { this.readerContext = readerContext;//获得XML 描 述 符 logger.debug(“Loading bean definitions”); Element root = doc.getDocumentElement();//获得Document的根元素 doRegisterBeanDefinitions(root); }
protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) { //BeanDefinitionParserDelegate中定义了Spring Bean 定 义 XML 文件的各种元素 BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate; this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);//下面有解析 if (this.delegate.isDefaultNamespace(root)) { //这里应该是判断是否使用默认命名空间 String profileSpec = root.getAttribute(PROFILE_ATTRIBUTE); if (StringUtils.hasText(profileSpec)) { String[] specifiedProfiles = StringUtils.tokenizeToStringArray( profileSpec, BeanDefinitionParserDelegate.MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS); if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) { return; } } } //在解析Bean定义之前,进行自定义的解析,增强解析过程的可扩展性 preProcessXml(root); //从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象,见下面解析 parseBeanDefinitions(root, this.delegate); //在解析Bean定义之后,进行自定义的解析,增加解析过程的可扩展性 postProcessXml(root); this.delegate = parent; }
//上面的createDelegate()方法, 创建BeanDefinitionParserDelegate,用于完成真正的解析过程 protected BeanDefinitionParserDelegate createDelegate( XmlReaderContext readerContext, Element root, BeanDefinitionParserDelegate parentDelegate) { BeanDefinitionParserDelegate delegate = new BeanDefinitionParserDelegate(readerContext);//BeanDefinitionParserDelegate初始化Document根元素 delegate.initDefaults(root, parentDelegate); return delegate; }
//上面的parseBeanDefinitions// 使 用Spring的Bean规则从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { //Bean定义的Document对象使用了Spring默认的XML命名空间 if (delegate.isDefaultNamespace(root)) { //获取Bean定义的Document对象根元素的所有子节点 NodeList nl = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) { //获得Document节点是XML元素节点 Node node = nl.item(i); if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) { //如果使用的是默认命名控件,使用Spring的Bean规则解析元素节点 parseDefaultElement(ele, delegate); } else { //没有使用Spring默认的XML命名空间,则使用用户自定义的解//析规则解析元素节点 delegate.parseCustomElement(ele); } } } } else { //使用默认解析规则解析Document根节点 delegate.parseCustomElement(root); } }
//使用默 认 规 则 是个什么样子呢 private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { //元素节点是IMPORT导入 if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) { importBeanDefinitionResource(ele); } //元素节点是Alias相关 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) { processAliasRegistration(ele); } //元素节点是Bean元素 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { processBeanDefinition(ele, delegate); } else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) { // recurse doRegisterBeanDefinitions(ele); } }
上面代码的三中Import、Alials、Bean我们主要来看Bean的解析,追踪processBeanDefinition(ele, delegate

protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { //委托给BeanDefinitionParserDelegate来完成对bean元素的 处 理 ,这个类包含了具体的bean解析的过程。 // 把解析bean文件得到的信息放到BeanDefinition里,他是bean信息的主要载体,也是IOC容器的管理对象。 //BeanDefinitionHolder是对BeanDefinition的封装,即Bean定义的封装类 BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele); if (bdHolder != null) {//如果存在bean定义的话 //对Document对象中元素的解析由BeanDefinitionParserDelegate实现 bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder); try { //向Spring IoC容器注册解析得到的Bean定义,这是Bean定义向IoC容器注册的入口 ,实际上是放到一个Map里面 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry()); } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { getReaderContext().error(“Failed to register bean definition with name ‘” + bdHolder.getBeanName() + “’”, ele, ex); } //在完成向Spring IoC容器注册解析得到的Bean定义之后,发送注册事件 getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder)); } }
这里其实还可以深入了解,bean的解析,追踪上面的这条

BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
可以进入parseBeanDefinitionElement方法中,里面详细讲了Bean元素是如何解析的。

//解析元素的入口 public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele) { return parseBeanDefinitionElement(ele, null); }
//解析Bean定义资源文件中的元素,这个 方 法中主要处理元素的id,name //和别名属性 public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, BeanDefinition containingBean) { //获取元素中的id属性值 String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE); //获取元素中的name属性值 String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE); ////获取元素中的alias属性值 List aliases = new ArrayList(); //将元素中的所有name属性值存放到别名中 if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) { String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, BEAN_NAME_DELIMITERS); aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr)); } String beanName = id; //如果元素中没有配置id属性时,将别名中的第一个值赋值给beanName if (!StringUtils.hasText(beanName) && !aliases.isEmpty()) { beanName = aliases.remove(0); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug(“No XML ‘id’ specified - using ‘” + beanName + “’ as bean name and ” + aliases + ” as aliases”); } } //检查元素所配置的id或者name的唯一性,containingBean标识 //元素中是否包含子元素 if (containingBean == null) { //检查元素所配置的id、name或者别名是否重复 checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele); } //详细对元素中配置的Bean定义进行解析的地方 AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean); if (beanDefinition != null) { if (!StringUtils.hasText(beanName)) { try { if (containingBean != null) { //如果元素中没有配置id、别名或者name,且没有包含子//元素,为解析的Bean生成一个唯一beanName并注册 beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName( beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true); } else { //如果元素中没有配置id、别名或者name,且包含了子//元素,为解析的Bean使用别名向IoC容器注册 beanName = this.readerContext.generateBeanName(beanDefinition); //为解析的Bean使用别名注册时,为了向后兼容 //Spring1.2/2.0,给别名添加类名后缀 String beanClassName = beanDefinition.getBeanClassName(); if (beanClassName != null && beanName.startsWith(beanClassName) && beanName.length() > beanClassName.length() && !this.readerContext.getRegistry().isBeanNameInUse(beanClassName)) { aliases.add(beanClassName); } } if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug(“Neither XML ‘id’ nor ‘name’ specified - ” + “using generated bean name [” + beanName + “]”); } } catch (Exception ex) { error(ex.getMessage(), ele); return null; } } String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases); return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray); } //当解析出错时,返回null return null; } //详细对元素中配置的Bean定义其他属性进行解析,由于上面的方法中已经对//Bean的id、name和别名等属性进行了处理,该方法中主要处理除这三个以外的其他属性数据 public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement( Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) { //记录解析的 this.parseState.push(new BeanEntry(beanName)); //这里只读取元素中配置的class名字,然后载入到BeanDefinition中去 //只是记录配置的class名字,不做实例化,对象的实例化在依赖注入时完成 String className = null; if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) { className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim(); } try { String parent = null; //如果元素中配置了parent属性,则获取parent属性的值 if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) { parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE); } //根据元素配置的class名称和parent属性值创建BeanDefinition //为载入Bean定义信息做准备 AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent); //对当前的元素中配置的一些属性进行解析和设置,如配置的单态(singleton)属性等 parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd); //为元素解析的Bean设置description信息 bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT)); //对元素的meta(元信息)属性解析 parseMetaElements(ele, bd); //对元素的lookup-method属性解析 parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides()); //对元素的replaced-method属性解析 parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides()); //解析元素的构造方法设置 parseConstructorArgElements(ele, bd); //解析元素的设置 parsePropertyElements(ele, bd); //解析元素的qualifier属性 parseQualifierElements(ele, bd); //为当前解析的Bean设置所需的资源和依赖对象 bd.setResource(this.readerContext.getResource()); bd.setSource(extractSource(ele)); return bd; } catch (ClassNotFoundException ex) { error(“Bean class [” + className + “] not found”, ele, ex); } catch (NoClassDefFoundError err) { error(“Class that bean class [” + className + “] depends on not found”, ele, err); } catch (Throwable ex) { error(“Unexpected failure during bean definition parsing”, ele, ex); } finally { this.parseState.pop(); } //解析元素出错时,返回null return null; }
上面方法中一些对一些配置如元信息(meta)、qualifier等的解析,我们在Spring中配置时使用的也不多,我们在使用Spring的元素时,配置最多的是property属性

//解析元素中ref,value或者集合等子元素 public Object parsePropertySubElement(Element ele, BeanDefinition bd, String defaultValueType) { //如果没有使用Spring默认的命名空间,则使用用户自定义的规则解析//内嵌元素 if (!isDefaultNamespace(ele)) { return parseNestedCustomElement(ele, bd); } //如果子元素是bean,则使用解析元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { BeanDefinitionHolder nestedBd = parseBeanDefinitionElement(ele, bd); if (nestedBd != null) { nestedBd = decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, nestedBd, bd); } return nestedBd; } //如果子元素是ref,ref中只能有以下3个属性:bean、local、parent else if (nodeNameEquals(ele, REF_ELEMENT)) { //获取元素中的bean属性值,引用其他解析的Bean的名称 //可以不再同一个Spring配置文件中,具体请参考Spring对ref的配置规则 String refName = ele.getAttribute(BEAN_REF_ATTRIBUTE); boolean toParent = false; if (!StringUtils.hasLength(refName)) { //获取元素中的local属性值,引用同一个Xml文件中配置 //的Bean的id,local和ref不同,local只能引用同一个配置文件中的Bean refName = ele.getAttribute(LOCAL_REF_ATTRIBUTE); if (!StringUtils.hasLength(refName)) { //获取元素中parent属性值,引用父级容器中的Bean refName = ele.getAttribute(PARENT_REF_ATTRIBUTE); toParent = true; if (!StringUtils.hasLength(refName)) { error(“‘bean’, ‘local’ or ‘parent’ is required for element”, ele); return null; } } } //没有配置ref的目标属性值 if (!StringUtils.hasText(refName)) { error(“ element contains empty target attribute”, ele); return null; } //创建ref类型数据,指向被引用的对象 RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName, toParent); //设置引用类型值是被当前子元素所引用 ref.setSource(extractSource(ele)); return ref; } //如果子元素是,使用解析ref元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, IDREF_ELEMENT)) { return parseIdRefElement(ele); } //如果子元素是,使用解析value元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, VALUE_ELEMENT)) { return parseValueElement(ele, defaultValueType); } //如果子元素是null,为设置一个封装null值的字符串数据 else if (nodeNameEquals(ele, NULL_ELEMENT)) { TypedStringValue nullHolder = new TypedStringValue(null); nullHolder.setSource(extractSource(ele)); return nullHolder; } //如果子元素是,使用解析array集合子元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, ARRAY_ELEMENT)) { return parseArrayElement(ele, bd); } //如果子元素是,使用解析list集合子元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, LIST_ELEMENT)) { return parseListElement(ele, bd); } //如果子元素是,使用解析set集合子元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, SET_ELEMENT)) { return parseSetElement(ele, bd); } //如果子元素是,使用解析map集合子元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, MAP_ELEMENT)) { return parseMapElement(ele, bd); } //如果子元素是,使用解析props集合子元素的方法解析 else if (nodeNameEquals(ele, PROPS_ELEMENT)) { return parsePropsElement(ele); } //既不是ref,又不是value,也不是集合,则子元素配置错误,返回null else { error(“Unknown property sub-element: [” + ele.getNodeName() + “]”, ele); return null; } }
上面代码中对property元素中配置的Array、List、Set、Map、Prop等各种集合子元素的都通过上述方法解析,生成对应的数据对象,比如ManagedList、ManagedArray、ManagedSet等,这些Managed类是Spring对象BeanDefiniton的数据封装,对集合数据类型的具体解析有各自的解析方法实现。如果想了解其中的一种集合是如何解析的 ,进入相应的方法。

5、Bean是如何在IOC容器中注册的

下面看解析完的bean是怎样在IOC容器中注册的:接着4中的代码,进入

BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
public static void registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry) throws BeanDefinitionStoreException { //得到需要 注册 的 bean名字 String beanName = definitionHolder.getBeanName(); //开始注册 registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition()); // 别名也是可以 通过IOC容器和bean联系起来的进行注册 String[] aliases = definitionHolder.getAliases(); if (aliases != null) { for (String alias : aliases) { registry.registerAlias(beanName, alias); } } }
上面的registry对象是BeanDefinitionRegistry,上一步是BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(),即当调用BeanDefinitionReaderUtils向IoC容器注册解析的BeanDefinition时,真正完成注册功能的是DefaultListableBeanFactory。那么DefaultListableBeanFactory怎么会和BeanDefinitionReaderUtils扯到一起呢?
其实上面的类图还忽略了一点,就是

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {}DefaultListableBeanFactory 实现了BeanDefinitionRegistry接口,这下就豁然开朗,那么DefaultListableBeanFactory是如何注册的呢
DefaultListableBeanFactory中使用一个HashMap的集合对象存放IoC容器中注册解析的BeanDefinition,

@Override //——————————————————————— // 这里是IOC容器对BeanDefinitionRegistry接口的实现 //——————————————————————— public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException { …..//这里省略了对BeanDefinition的验证过程 //先看看在容器里是不是已经有了同名的bean,如果有抛出异常。 Object oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName); if (oldBeanDefinition != null) { if (!this.allowBeanDefinitionOverriding) { ……….. } else { //把bean的名字加到IOC容器中去 this.beanDefinitionNames.add(beanName); } //这里把bean的名字和Bean定义联系起来放到一个HashMap中去,IOC容器通过这个Map来维护容器里的Bean定义信息。 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); removeSingleton(beanName); }
这样就完成了Bean定义在IOC容器中的注册,就可被IOC容器进行管理和使用了

总结IOC初始化过程
1、setConfigLocations方法
2、初始化的入口在容器实现中的 refresh()调用来完成
3、AbstractRefreshableApplicationContext实现的 refreshBeanFactory()方法
4、创建DefaultListableBeanFactory,并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean定义
5、转到XmlBeanDefinitionReader中的loadBeanDefinitions。
6、XmlBeanDefinitionReader通过调用其父类DefaultResourceLoader的getResource方法获取要加载的资源
7 、DocumentLoader将Bean定义资源转换成Document对象
8、doLoadBeanDefinitions中进入registerBeanDefinitions 解 析 D ocument对象
9、DefaultListableBeanFactory中使用一个HashMap的集合对象存放IoC容器中注册解析的BeanDefinition,

1、具有1-5工作经验的,面对目前流行的技术不知从何下手,需要突破技术瓶颈的可以加群。
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