1、开篇

· IoC是如何工作的？

· Resource定位

· 载入BeanDefinition

· 将BeanDefiniton注册到容器

 

2、IoC是如何工作的？

如图1所示，通过ApplicationContext创建Spring容器，该容器会读取配置文件"/beans.xml",并统一管理由该文件中定义好的bean实例对象，如果要获取某个bean实例，使用getBean方法就行了。假设将User配置在beans.xml文件中，之后不需使用new User()的方式创建实例，而是通过ApplicationContext容器来获取User的实例。

图1 通过spring容器创建实例

下面就来刨析创建IoC容器经历的几个阶段：Resource定位、载入BeanDefinition、将BeanDefiniton注册到容器。

3、Resource定位

Resource是Spring中用于封装I/O操作的接口。在创建Spring容器时，会去访问XML配置文件，还可以通过文件类型、二进制流、URL等方式访问资源。这些都可以理解为Resource，其体系结构如图2所示：

· FileSystemResource：以文件绝对路径进行资源访问。

· ClassPathResourcee：以类路径的方式访问资源。

· ServletContextResource：web应用根目录的方式访问资源。

· UrlResource：访问网络资源的实现类。　　

· ByteArrayResource: 访问字节数组资源的实现类。

 

图2 Resouce资源访问类型

那么这些类型在Spring中是如何访问的呢？Spring提供了ResourceLoader接口用于实现不同的Resource加载策略，该接口的实例对象中可以获取一个resource对象。如图3所示，在ResourceLoader接口中只定义了两个方法：

图3 ResourceLoader接口中的两个方法

注：ApplicationContext的所有实现类都实现RecourceLoader接口，因此可以直接调用getResource（参数）获取Resoure对象。不同的ApplicatonContext实现类使用getResource方法取得的资源类型不同，例如：FileSystemXmlApplicationContext.getResource获取的就是FileSystemResource实例；ClassPathXmlApplicationContext.getResource获取的就是ClassPathResource实例；

XmlWebApplicationContext.getResource获取的就是ServletContextResource实例，另外像不需要通过xml直接使用注解@Configuation方式加载资源的AnnotationConfigApplicationContext等等。

在资源定位过程完成以后，就为资源文件中的bean的载入创造了I/O操作的条件，如何读取资源中的数据将会在下一步介绍的BeanDefinition的载入过程中描述。

 

4、载入BeanDefinition

BeanDefinition是一个数据结构，BeanDefinition是根据resource对象中的bean来生成的。bean会在Spring IoC容器内部以BeanDefintion的形式存在，IoC容器对bean的管理和依赖注入的实现是通过操作BeanDefinition来完成的。BeanDefinition就是Bean在IoC容器中的存在形式。

由于Spring的配置文件主要是XML格式，一般而言会使用到AbstractXmlApplicationContext类进行文件的读取，如图4所示，该类定义了一个名为loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 的方法用于获取BeanDefinition。

方法体内会new一个BeanDefinitionReader对象，然后将生成的实例传入loadBeanDefintions方法。

图4 AbstractXmlApplicationContext

接下来以XmlBeanDefinitionReader对象载入BeanDefinition为例，如图5所示，调用loadBeanDefinitions方法传入对象，分别加载configResources（定位到的resource资源位置）和configLocation（本地配置文件的位置）。也就是将用户定义的资源以及容器本身需要的资源全部加载到reader中。

图5 loadBeanDefinitions方法

顺着看reader中的loadBeanDefinitions方法，该方法override了AbstractBeanDefinitionReader类，父接口的BeanDefinitionReader。方法体中，将所有资源全部加载，并且交给AbstractBeanDefinitionReader的实现子类处理这些resource。

图6 reader 中的loadBeanDefinitions

如图7所示，BeanDefinitionReader接口定义了 int loadBeanDefinitions（Resource resource）方法。

图7 BeanDefinitionReader接口定义的方法。

此时回到XmlBeanDefinitionReader上来，它主要针对XML方式的Bean进行读取，XmlBeanDefinitionReader主要是实现了AbstractBeanDefinitionReader抽象类，而该类继承与BeanDefinitionReader，主要实现的方法也是来自于BeanDefinitionReader 的loadBeanDefintions（Resource）方法。

图8 XmlBeanDefinitionReader 继承关系图

如图9所示，读取Bean之后就是加载Bean的过程了，XmlBeanDefinitionReader中的doLoadBeanDefinitions方法主要来处理加载Bean的工作。首先对资源进行验证，然后从资源对象中加载Document对象，使用了documentLoader中的loadDocument方法，然后跟上registerBeanDefinitions对文档对应的resource进行注册，也就是将XML文件中的Bean转换成容器中的BeanDefinition。

图9 doLoadBeanDefinitions方法

如图10所示，接下来就是registerBeanDefinitions方法了，它主要对Spring Bean语义进行转化，变成BeanDefintion类型。首先获取DefaultBeanDefinitionDocumentReader实例，然后获取容器中的bean数量，通过documentReader中的registerBeanDefinitions方法进行注册和转化工作。

图10 registerBeanDefintions

顺着上面的思路继续往下，在DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中的registerBeanDefinitions 方法如图11所示，其获取document的根结点然后顺势访问所有的子节点。同时把处理BeanDefinition的过程委托给BeanDefinitionParserDelegate对象来完成。

图11 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中的registerBeanDefinitions 方法

BeanDefinitionParserDelegate类主要负责BeanDefinition的解析，这里涉及到JDK和CGLIB动态代理的知识，这里留一个悬念我们后面的章节会深入介绍。BeanDefinitionParserDelegate代理类会完成对符合Spring Bean语义规则的处理，比如<bean></bean>、<import></import>、<alias><alias/>等的检测。如图12 所示，就是BeanDefinitionParserDelegate代理类中的parseBeanDefinitions方法，用来对XML文件中的节点进行解析。通过遍历import标签节点调用importBeanDefinitionResource方法对其进行处理，然后接着便利bean节点调用processBeanDefinition对其处理。

图12 parseBeanDefinitions 方法

如图13 再看parseBeanDefinitions方法中调用的parseDefaultElement方法，顾名思义它是对节点元素进行处理的。从方法体的语句可以看出它对import标签、alias标签、bean标签进行了处理。每类标签对应不同的BeanDefinition的处理方法。

图13 parseDefaultElement 方法

在parseDefaultElement调用的众多方法中，我们选取processBeanDefinition方法给大家讲解，如图14 所示，该方法是用来处理Bean的。首先通过delegate的parseBeanDefinitionElement方法传入节点信息，获取该Bean对应的name和alias。然后通过BeanDefinitionReaderUtils中的registerBeanDefinition方法对其进行容器注册，也就是将Bean实例注册到容器中进行管理。最后，发送注册事件。

图14 processBeanDefinition 方法

至此完成了BeanDefinition的加载工作。

 

5、将BeanDefiniton注册到容器

在加载了Bean之后，就需要将其注册到容器中尽心管理。如图15所示，Bean会被解析成BeanDefinition并与BeanName、Alias一同封装到BeanDefinitionHolder类中， 之后beanFactory.registerBeanDefinition(beanName, bdHolder.getBeanDefinition())，注册到DefaultListableBeanFactory.beanDefinitionMap中。如果客户端需要获取Bean对象，Spring容器会根据注册的BeanDefinition信息进行实例化。

图15 registerBeanDefinition

DefaultListableBeanFactory实现了上面调用BeanDefinitionRegistry接口的 registerBeanDefinition( beanName,  bdHolder.getBeanDefinition())方法。如图16所示，这一部分的主要逻辑是向DefaultListableBeanFactory对象的beanDefinitionMap中存放beanDefinition，也就是说beanDefinition都放在beanDefinitionMap中进行管理。当初始化容器进行bean初始化时，在bean的生命周期分析里必然会在这个beanDefinitionMap中获取beanDefition实例。

图16 registerBeanDefinition方法

6、总结

主要介绍了Spring IOC容器初始化的过程，包括Resource定位：通过文件路径、类路径、web路径等方式获取Bean信息；载入BeanDefinition：介绍的是如何将Bean载入到IoC中形成BeanDefinition的整个过程；将BeanDefinition注册到容器。