Hello，大家好，我是子悠，今天是周六大家是在加班呢还是在外浪呢？周末建议大家多出去走走，不然怎么知道在家里躺着是多么舒服。这篇文章是本周的最后一篇，提前预告下下周将是传说中的二哥为大家编辑文章，敬请期待哦。今天还是让我们跟着JingQ来学习 Spring 的源码吧。下面是正文。
展示的代码摘取了一些核心方法，去掉一些默认设置和日志输出，还有大多数错误异常也去掉了，小伙伴想看详细代码，注释和 demo，可以下载我上传的笔记项目????
码云 Gitee 地址 https://gitee.com/vip-augus/spring-analysis-note.gitGithub 地址 https://github.com/Vip-Augus/spring-analysis-note通过阅读源码的过程，了解设计者的设计思路和从中学习，对 spring 有个基础的了解。
ClassPathXmlApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext 的继承体系结构图：
这种结构图是通过 IDEA 编辑器的 Diagrams 功能展示的，对当前类右键选择，可以看到继承体系，继承了哪些类和引用了哪些接口，方便我们去了解~
ClassPathXmlApplicationContext继承自 AbstractApplicationContext，而AbstractRefreshableApplicationContext 是 AbstractApplicationContext 的抽象子类，使用的类注册工厂是 DefaultListableBeanFactory，这个注册工厂也很重要，后面会有它的介绍。
简单来说，DefaultListableBeanFactory 是 Spring 注册及加载 bean 的默认实现，它会将注册的 bean放入 beanDefinitionMap 进行 key-value 形式存储。
在图片的右上角能看到，ResourceLoader 是它的顶层接口，表示这个类实现了资源加载功能。
构造器的代码：
public ClassPathXmlApplicationContext( String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException { super(parent); // 注释 1.1 获取资源文件 setConfigLocations(configLocations); if (refresh) { refresh(); }}设置配置文件路径
org.springframework.context.support.AbstractRefreshableConfigApplicationContext
public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) { if (locations != null) { Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null"); // 注释 1.2 将配置资源路径放入 configLocations 数组中 this.configLocations = new String[locations.length]; for (int i = 0; i < locations.length; i++) { this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim(); } } else { this.configLocations = null; }}resolvePath，用途是：解析给定的路径，用对应的占位符(placeholder)替换占位符
例如 new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:config.xml");，就需要解析classpath，变成正确路径。
protected String resolvePath(String path) { return getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path);}我们有不同的运行环境，dev，test 或者 prod，这个时候加载的配置文件和属性应该有所不同，这个时候就需要使用到 Environment 来进行区分。
Spring 环境和属性是由四个部分组成：
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Environment： 环境，由Profile和PropertyResolver组合。
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Profile: 配置文件，可以理解为，容器里多个配置组别的属性和bean，只有激活的profile，它对应的组别属性和bean才会被加载
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PropertySource： 属性源， 使用CopyOnWriteArrayList数组进行属性对key-value形式存储
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PropertyResolver：属性解析器，这个用途就是解析属性
Profile
通过这个属性，可以同时在配置文件中部署两套配置，用来适用于生产环境和开发环境，这样可以方便的进行切换开发、部署环境，常用来更换不同的数据库或者配置文件。
demo:（引用自参考资料第四条）
<!-- 测试环境配置文件 --><beans profile="test"> <context:property-placeholder location="classpath:test/*.properties, classpath:common/*.properties" /></beans> <!-- 生产环境配置文件 --><beans profile="production"> <context:property-placeholder location="classpath:production/*.properties, classpath:common/*.properties" /></beans> <!-- 开发环境配置文件 --><beans profile="development"> <context:property-placeholder location="classpath:dev/*.properties, classpath:common/*.properties" /></beans>
有两种方式可以设置选择使用哪套配置：
① 在 web.xml 中设置
<context-param> <param-name>spring.profiles.active</param-name> <param-value>test</param-value></context-param>② 在代码启动时设置
context.getEnvironment().setActiveProfiles("test");PropertySource 接口
继承体系如图：
从 PropertySource 继承体系来看，customizePropertySources 方法的调用链路是从子类一直往上调用 ：
AbstractEnvironment->StandardServletEnvironment-> StandardEnvironment
最终在 StandardEnvironment 使用 CopyOnWriteArrayList 数组进行属性存储
protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) { propertySources.addLast(new MapPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties())); propertySources.addLast(new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment()));}例如从上面可以看出，propertySourceList 将会存储系统的参数：
到时这些参数就能在启动的应用中，通过上下文 context 进行获取
((MutablePropertySources)((StandardEnvironment)context.environment).propertySources).propertySourceListBean 的解析和注册
Spring bean 的解析和注册有一个重要的方法 refresh()
AbstractApplicationContext.refresh()public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { // Prepare this context for refreshing. （为更新准备上下文，设定一些标志） prepareRefresh(); // Tell the subclass to refresh the internal bean factory. （告诉子类去更新它们的 bean factory） // 类的注册到 bean factory 也是在这一步 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // Prepare the bean factory for use in this context. prepareBeanFactory(beanFactory); try { // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses. postProcessBeanFactory(beanFactory); // Invoke factory processors registered as beans in the context. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean creation. registerBeanPostProcessors(beanFactory); // Initialize message source for this context. initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific context subclasses. onRefresh(); // Check for listener beans and register them. registerListeners(); // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // Last step: publish corresponding event. finishRefresh(); } catch (BeansException ex) { if (logger.isWarnEnabled()) { logger.warn("Exception encountered during context initialization - " + "cancelling refresh attempt: " + ex); } // Destroy already created singletons to avoid dangling resources. destroyBeans(); // Reset 'active' flag. cancelRefresh(ex); // Propagate exception to caller. throw ex; } finally { // Reset common introspection caches in Spring's core, since we // might not ever need metadata for singleton beans anymore... resetCommonCaches(); } }}下面会围绕这个方法进行跟踪和分析。
具体校验的方法
org.springframework.core.env.AbstractPropertyResolver#validateRequiredPropertiespublic void validateRequiredProperties() { MissingRequiredPropertiesException ex = new MissingRequiredPropertiesException(); for (String key : this.requiredProperties) { if (this.getProperty(key) == null) { ex.addMissingRequiredProperty(key); } } if (!ex.getMissingRequiredProperties().isEmpty()) { throw ex; }}可以看到，校验逻辑是遍历 requiredProperties，它是一个字符 Set，默认情况下是空，表示不需要校验任何元素，如果列表中有值，然后根据 key 获取对应的环境变量为空，将会抛出异常，导致 Spring 容器初始化失败。
获取 bean 容器
在这行代码中 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
具体调用的是 :
org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException { // 在更新时，如果发现已经存在，将会把之前的 bean 清理掉，并且关闭老 bean 容器 if (hasBeanFactory()) { destroyBeans(); closeBeanFactory(); } try { DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId()); customizeBeanFactory(beanFactory); // 注释 1.3 开始加载 （bean 注册） loadBeanDefinitions(beanFactory); synchronized (this.beanFactoryMonitor) { this.beanFactory = beanFactory; } } catch (IOException ex) { throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex); }}这个入口方法很重要，在这一步新建了 bean 容器和解析 bean，并将 bean 注册到容器中。
BanFactory 自定义
具体方法如下，通过这个方法，可以对工厂进行定制化设置，让子类进行*配置：
org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext#customizeBeanFactory
protected void customizeBeanFactory(DefaultListableBeanFactory beanFactory) { if (this.allowBeanDefinitionOverriding != null) { // 默认是 false，不允许覆盖 beanFactory.setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding); } if (this.allowCircularReferences != null) { // 默认是 false，不允许循环引用 beanFactory.setAllowCircularReferences(this.allowCircularReferences); }}EntityResolver
接口全路径是：org.xml.sax.EntityResolver，具体解析使用的方法是:
org.springframework.beans.factory.xml.ResourceEntityResolver#resolveEntity
该方法是用于解析 schema 和 dtd，具体深究的话也很复杂，但解析 xml 不是我想了解的点，所以先跳过~
配置文件加载
入口方法：(由于有多个重名方法，所以复制路径时，将参数的类型也拷贝了）
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions(java.lang.String, java.util.Set)
核心方法是这两行
public int loadBeanDefinitions(String location, @Nullable Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException { // 获取资源文件（资源加载器从路径识别资源文件） Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location) // 注释 1.6 根据资源文件加载 bean int count = loadBeanDefinitions(resources); ···}获取资源文件后，开始解析资源文件（也就是一开始传参的 config.xml)，将它转换成 Document
跟踪代码可以看到，进行解析的资源文件从 Resource 包装成 EncodeResouce，为输入流添加了字符编码（默认为 null)，体现了设计模式装饰器模式。
遍历资源文件，进行转换，核心方法是以下两行：
org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions(org.springframework.core.io.support.EncodedResource)
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException { // 注释 1.7 从资源文件中获取输入流 InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream(); InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());}默认标签解析
这部分不会细说，之后再写一篇进行补充，所以简单的过下代码中，是如何解析默认标签的
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IMPORT：导入标签
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ALIAS：别名标签
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BEAN：
bean标签
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NESTED_BEANS：
beans标签（嵌套的beans)
org.springframework.beans.factory.xml.DefaultBeanDefinitionDocumentReader#parseDefaultElement
private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) { importBeanDefinitionResource(ele); } else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) { processAliasRegistration(ele); } else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { processBeanDefinition(ele, delegate); } else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) { // recurse doRegisterBeanDefinitions(ele); }}让我们来看下如何解析 bean 标签
获取 id 和 name
org.springframework.beans.factory.xml.BeanDefinitionParserDelegate#parseBeanDefinitionElement(org.w3c.dom.Element, org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition)
public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBean) { // 获取 ID 属性 String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE); // 获取 NAME 属性 String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE); List<String> aliases = new ArrayList<>(); if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) { // 名称按照 , ; 进行分割 String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS); aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr)); } String beanName = id; if (!StringUtils.hasText(beanName) && !aliases.isEmpty()) { // 如果没有指定 id，将 name 的第一个值作为 id beanName = aliases.remove(0); } // 默认 null if (containingBean == null) { // 检查名字是否唯一，如果 id 重复了，将抛出错误 // 内部 usedNames 是一个 HashSet，将会存储加载过的 name 和 aliases checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele); } // 将公共属性放入 AbstractBeanDefinition，具体实现在子类 GenericBeanDefinition AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean); if (beanDefinition != null) { if (!StringUtils.hasText(beanName)) { if (containingBean != null) { // 如果 id 和 name 都是空，那个 spring 会给它生成一个默认的名称 beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName( beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true); } else { beanName = this.readerContext.generateBeanName(beanDefinition); String beanClassName = beanDefinition.getBeanClassName(); if (beanClassName != null && beanName.startsWith(beanClassName) && beanName.length() > beanClassName.length() && !this.readerContext.getRegistry().isBeanNameInUse(beanClassName)) { aliases.add(beanClassName); } } } } String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases); return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray); } return null;}获取 id 和 name 属性的流程，按照代码注释一步一步往下走就清晰了
该方法主要工作流程如下：
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提取元素中的
idname属性
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进一步解析其它所有属性并统一封装到
GenericBeanDefinition类型的实例中
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检测到
bean没有指定beanName使用默认规则生成beanName
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将获取到的信息封装到
BeanDefinitionHolder的实例中
对标签中其它属性的解析
org.springframework.beans.factory.xml.BeanDefinitionParserDelegate#parseBeanDefinitionElement(org.w3c.dom.Element, java.lang.String, org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition)
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement( Element ele, String beanName, @Nullable BeanDefinition containingBean) { AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent); parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd); bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT)); parseMetaElements(ele, bd); parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides()); parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides()); parseConstructorArgElements(ele, bd); parsePropertyElements(ele, bd); parseQualifierElements(ele, bd); bd.setResource(this.readerContext.getResource()); bd.setSource(extractSource(ele)); return bd;}初始化 BeanDefiniton 在这个方法中：(具体实现是它的子类 GenericBeanDefinition 噢~）
BeanDefinitionReaderUtils.createBeanDefinition(parentName, className, this.readerContext.getBeanClassLoader())
public static AbstractBeanDefinition createBeanDefinition( @Nullable String parentName, @Nullable String className, @Nullable ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException { GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition(); bd.setParentName(parentName); if (className != null) { if (classLoader != null) { bd.setBeanClass(ClassUtils.forName(className, classLoader)); } else { bd.setBeanClassName(className); } } return bd;}后面就是解析其它标签的内容，之后会补坑~
BeanDefinitionHolder 修饰
org.springframework.beans.factory.xml.BeanDefinitionParserDelegate#decorateBeanDefinitionIfRequired(org.w3c.dom.Element, org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinitionHolder, org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition)
public BeanDefinitionHolder decorateBeanDefinitionIfRequired( Element ele, BeanDefinitionHolder definitionHolder, @Nullable BeanDefinition containingBd) { // 方法中的第三个参数是父类 bean // 当对某个嵌套配置进行分析时，这里需要传递，是为了使用父类的 scope 属性，以备子类没设定 scope，可以使用父类的 scope 属性 BeanDefinitionHolder finalDefinition = definitionHolder; // Decorate based on custom attributes first. NamedNodeMap attributes = ele.getAttributes(); // 遍历所有的属性，进行属性的修饰 for (int i = 0; i < attributes.getLength(); i++) { Node node = attributes.item(i); finalDefinition = decorateIfRequired(node, finalDefinition, containingBd); } // Decorate based on custom nested elements. NodeList children = ele.getChildNodes(); // 遍历所有的子节点，修饰子元素 for (int i = 0; i < children.getLength(); i++) { Node node = children.item(i); if (node.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) { finalDefinition = decorateIfRequired(node, finalDefinition, containingBd); } } return finalDefinition;}
在之前的常规属性解析后，在这一步操作中，主要用来完成自定义标签元素的解析，这里继续留个坑~
prepareBeanFactory
准备类加载器的环境，对前面获取到的 beanFactory(ConfigurationListableBeanFactory) 进行相关的设置，包括 ClassLoader, post-processors等
invokeBeanFactoryPostProcessors
实例化并调用所有注册的 BeanFactoryPostProcessorBean，这些是后处理器，处理类型是BeanFactory, Spring 容器允许在实例化 bean 前，读取 bean 信息和修改它的属性。
相当于在实例化前，给用户最后一次机会去修改 bean 信息。
还有一点，执行也可以有先后顺序，依据这些处理器是否实现 PriorityOrdered 、Order 接口，根据 order 值进行排序。
initMessageSource
初始化此上下文的消息源
onRefresh
模板方法，可被重写以添加特定于上下文的刷新工作。
在实例化单例之前调用特殊 bean 的初始化。(雾，不知道是啥特殊 bean ，留个坑=-=）
此实现为空。
finishBeanFactoryInitialization
完成 bean 容器的初始化，实例化所有剩余的(非惰性初始化)单例
resetCommonCaches
是真注册的最后一步，用来清除缓存
重置 Spring 核心中的公共内省缓存，因为我们可能再也不需要单例 bean 的元数据了
踩坑记录
Javadoc 编译错误
Javadoc generation failed. Generated Javadoc options file (useful for troubleshooting)
在编译时，发现无法成功，提示 Javadoc 的错误，解决方法是在 gradle 文件中添加以下配置：
tasks.withType(Javadoc) { options.addStringOption('Xdoclint:none', '-quiet') options.addStringOption('encoding', 'UTF-8')}参考资料
1、spring-analysis/note/Spring.md
2、Spring Framework 5.0.0.M3中文文档
3、Spring 源码深度解析 / 郝佳编著. – 北京 : 人民邮电出版社
4、使用Spring3.1后的的Profile配置使不同环境加载不同配置文件
5、spring4.1.8扩展实战之一：自定义环境变量验证