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本文接上一篇文章 阅读Spring源码:IOC控制反转前的处理,继续进行下面的分析
首先贴出 Spring bean容器的刷新的核心 11个步骤进行祭拜(一定要让我学会了…阿门)
// 完成IoC容器的创建及初始化工作 @Override public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { // 1: 刷新前的准备工作。 prepareRefresh(); // 告诉子类刷新内部bean 工厂。 // 2:创建IoC容器(DefaultListableBeanFactory),加载解析XML文件(最终存储到Document对象中) // 读取Document对象,并完成BeanDefinition的加载和注册工作 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // 3: 对IoC容器进行一些预处理(设置一些公共属性) prepareBeanFactory(beanFactory); try { // 4: 允许在上下文子类中对bean工厂进行后处理。 postProcessBeanFactory(beanFactory); // 5: 调用BeanFactoryPostProcessor后置处理器对BeanDefinition处理 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // 6: 注册BeanPostProcessor后置处理器 registerBeanPostProcessors(beanFactory); // 7: 初始化一些消息源(比如处理国际化的i18n等消息源) initMessageSource(); // 8: 初始化应用事件多播器 initApplicationEventMulticaster(); // 9: 初始化一些特殊的bean onRefresh(); // 10: 注册一些监听器 registerListeners(); // 11: 实例化剩余的单例bean(非懒加载方式) // 注意事项:Bean的IoC、DI和AOP都是发生在此步骤 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // 12: 完成刷新时,需要发布对应的事件 finishRefresh(); } catch (BeansException ex) { if (logger.isWarnEnabled()) { logger.warn("Exception encountered during context initialization - " + "cancelling refresh attempt: " + ex); } // 销毁已经创建的单例避免占用资源 destroyBeans(); // 重置'active' 标签。 cancelRefresh(ex); // 传播异常给调用者 throw ex; } finally { // 重置Spring核心中的常见内省缓存,因为我们可能不再需要单例bean的元数据了... resetCommonCaches(); } } }
下面来分析上述流程中的第二个步骤:创建并解析IOC容器
我们开始进入分析,首先会调用到 AbstractApplicationContext
中的 obtainFreshBeanFactory
方法,此方法会进行IOC容器的刷新并取出BeanFactory,代码如下
// 告诉内部子类刷新内部的bean factory protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() { // 主要是通过该方法完成IoC容器的刷新 // ClassPathXmlApplicationContext.refreshBeanFactory 调用的是 AbstractRefreshApplicationContext // AnnotationConfigApplicationContext.refreshBeanFactory调用的是GenericApplicationContext refreshBeanFactory(); ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(); ... return beanFactory; }
1.首先第一步, refreshBeanFactory
,刷新Bean工厂,refreshBeanFactory是一个接口,此接口在 AbstractApplicationContext 中进行定义,先看一下这个JavaDoc对这个接口的定义
/** * 子类必须实现这个方法才能执行实际的配置加载。此方法在任何其他初始化工作开始之前由refresh()方法调用 * 一个子类创建了一个新的 bean factory 并且持有对它的引用,或者返回它拥有的单个BeanFactory实例。 * 在后一种情况下,如果多次刷新上下文,它通常会抛出 IllegalStateException。 */ protected abstract void refreshBeanFactory() throws BeansException, IllegalStateException;
它有两个实现类,默认的是 AbstractRefreshableApplicationContext
类,它的refreshBeanFactory方法如下
@Override protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException { // 如果之前有IoC容器,则销毁 if (hasBeanFactory()) { destroyBeans(); closeBeanFactory(); } try { // 创建IoC容器,也就是 DefaultListableBeanFactory, 初始化AbstractBeanFactory // 注册BeanNameAware,BeanClassLoaderAware,BeanFactoryAware, 设置当前BeanFactory DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId()); // 设置工厂的属性:是否允许BeanDefinition覆盖和是否允许循环依赖 customizeBeanFactory(beanFactory); // 调用载入BeanDefinition的方法,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); } }
如果之前有IOC容器的话,就进行销毁,并且关闭容器。适用于第二次调用ClassPathXmlApplicationContext("配置文件"),由于是第一次加载配置文件,还未创建BeanFactory,所以hasBeanFactory()返回false。
下面这一步就是创建IOC容器,也就是DefaultListableBeanFactory
// 为上下文创建一个内部工厂,默认的实现创建了一个内部的DefaultListableBeanFactory.getInternalParentBeanFactory(), // 在子类中被重写,例如自定义DefaultListableBeanFactory的设置。 protected DefaultListableBeanFactory createBeanFactory() { return new DefaultListableBeanFactory(getInternalParentBeanFactory()); }
上述方法传递的是一个getInternalParentBeanFactory()
方法,我们先来看一下这个方法:
protected BeanFactory getInternalParentBeanFactory() { return (getParent() instanceof ConfigurableApplicationContext) ? ((ConfigurableApplicationContext) getParent()).getBeanFactory() : getParent(); }
getParent()这个方法会返回父类上下文,如果没有(父类)的话,返回null(也就表明这个上下文是继承树的根节点。)这句代码的意思也就是说如果它实现了
ConfigurableApplicationContext
,则返回父类上下文的BeanFactory,如果没有的话,就返回父上下文本身。因为没有设置过父节点上下文,所以此时的getInternalParentBeanFactory()方法返回为null。
下一步返回一个DefaultListableBeanFactory
,首先来看
一下DefaultListableBeanFactory的继承体系
它的调用流程如下:
- 在
AbstractRefreshableApplicationContext
类中返回一个DefaultListableBeanFactory的构造函数
-
DefaultListableBeanFactory
构造函数中调用AbstractAutowireCapableBeanFactory的构造函数
-
AbstractAutowireCapableBeanFactory
带参数的构造函数会调用AbstractAutowireCapableBeanFactory无参数的构造函数,并注册了BeanNameAware、BeanFactoryAware、BeanClassLoaderAware接口。并设置setParentBeanFactory(parentBeanFactory) 为null(parentBeanFactory就是上面getInternalParentBeanFactory()方法的返回值);
-
AbstractAutowireCapableBeanFactory
会调用父类AbstractBeanFactory无参构造方法并初始化。
此时的DefaultListableBeanFactory会带上一系列的初始化字段。Bean工厂说的也就是DefaultListableBeanFactory
2.在createBeanFactory()之后,会给ClassPathXmlApplicationContext设置全局唯一Id
beanFactory.setSerializationId(getId());
3.第三步,设置DefaultListableBeanFactory
的属性,是否允许重写Bean的定义信息和是否允许循环依赖。没有设置,默认为null
/* * 通过上下文自定义内部bean工厂。 尝试调用每一个refresh 方法。 * 默认实现应用此上下文setAllowBeanDefinitionOverriding 是否允许Bean定义重写 * 和 setAllowCircularReferences 是否允许循环依赖设置。 * 如果特殊情况,可以在子类中重写以任何自定义DefaultListableBeanFactory 设置。 */ protected void customizeBeanFactory(DefaultListableBeanFactory beanFactory) { if (this.allowBeanDefinitionOverriding != null) { beanFactory.setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding); } if (this.allowCircularReferences != null) { beanFactory.setAllowCircularReferences(this.allowCircularReferences); } }
4.最关键的一步,加载Bean的定义信息。所有关于Bean Definitions都会在这一步的这个方法进行解析。调用载入BeanDefinition的方法,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
AbstractXmlApplicationContext
中的loadBeanDefinitions方法,具体代码如下
// 通过XmlBeanDefinitionReader 加载bean 定义信息。 @Override protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException { // 创建一个BeanDefinition阅读器,通过阅读XML文件,真正完成BeanDefinition的加载和注册 XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory); // 配置bean 定义阅读器和上下文资源加载环境。 beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment()); beanDefinitionReader.setResourceLoader(this); beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this)); // 允许子类提供自定义初始化的reader,然后继续加载bean定义信息。 initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); // 委托给BeanDefinition阅读器去加载BeanDefinition loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); }
首先来看第一步,创建XmlBeanDefinitionReader并进行BeanDefinition的加载和注册。
初始化XmlBeanDefinitionReader(beanFactory)构造方法,然后调用AbstractBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry)的构造方法,因为DefaultListableBeanFactory
实现了BeanDefinitionRegistry接口,所以就把DefaultListableBeanFactory当作一个BeanDefinitionRegistry传递进去。下面看代码
/* 通过bean 工厂创建一个新的 AbstractBeanDefinitionReader。 如果传入的bean 工厂不仅实现了BeanDefinitionRegistry 接口还实现了ResourceLoader 接口。 将会使用默认的ResourceLoader。 这是 ApplicationContext 实现的情况。 如果给定一个普通的BeanDefinitionRegistry,则默认的 ResourceLoader 会是PathMatchingResourcePatternResolver 如果传入的bean 工厂实现了 EnvironmentCapable,则此读取器将使用此环境。否则,这个读取器 将会初始化并且使用 StandardEnvironment。 所有ApplicationContext的实现都是 EnvironmentCapable, 然而通常BeanFactory 的实现则不是。 */ protected AbstractBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) { ... if (this.registry instanceof ResourceLoader) { this.resourceLoader = (ResourceLoader) this.registry; } else { this.resourceLoader = new PathMatchingResourcePatternResolver(); } if (this.registry instanceof EnvironmentCapable) { this.environment = ((EnvironmentCapable) this.registry).getEnvironment(); } else { this.environment = new StandardEnvironment(); } }
上面代码的意思就是,如果BeanDefinitionRegistry
实现了ResourceLoader接口,就会强制转换为ResourceLoader,否则,将会new 一个
PathMatchingResourcePatternResolver(),如果实现了EnvironmentCapable接口,就直接获取系统环境,否则就直接new一个StandardEnvironment。
- 完成第一步之后,然后配置bean阅读器和上下文资源加载环境,允许子类提供自定义初始化的reader,然后继续加载bean定义信息。这一步希望子类实现自定义的bean加载信息。
-
最后一步进行真正意义上当bean加载,委托给BeanDefinition阅读器去加载BeanDefinition,来看具体的解析过程
// 委托给XmlBeanDefinition阅读器去加载BeanDefinition // loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); ↓ @Override 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)); } // loadBeanDefinitions ↓ // loadBeanDefinitions(resources) 经过一系列的调用最终会调用到下面的代码 // XmlBeanDefinitionReader 部分代码省略 public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException { ... // 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()); } // doLoadBeanDefinitions ↓ protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { // 通过DOM4J加载解析XML文件,最终形成Document对象 Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource); // 通过对Document对象的操作,完成BeanDefinition的加载和注册工作 return registerBeanDefinitions(doc, resource); } // registerBeanDefinitions ↓ public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { // 创建BeanDefinitionDocumentReader来解析Document对象,完成BeanDefinition解析 BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader(); // 获得容器中已经注册的BeanDefinition数量 int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount(); // 解析过程入口,BeanDefinitionDocumentReader只是个接口,具体的实现过程在DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); // 统计新的的BeanDefinition数量 return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore; }
到这一步仍旧只是创建了各种需要解析的阅读器对象,文档解析对象,解析之前的准备工作,
这里说一下BeanDefinitionDocumentReader
这个接口:
/* * 每个要解析的文档实例化:实现可以在执行 * registerBeanDefinitions 方法时保存实例变量中的状态 * 例如,为文档中的所有bean定义定义的全局设置。 */ public interface BeanDefinitionDocumentReader { /* * 从 DOM 文档中读取Bean 定义信息并且通过阅读器上下文环境把它们注册进registry中 */ void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) throws BeanDefinitionStoreException; }
它的默认实现类只有一个,就是 DefaultBeanDefinitionDocumentReader ,此类负责做真正的bean 解析工作。
下面registerBeanDefinitions
之后的方法会完成真正的bean解析工作:
DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java
// 这个实现用来解析 spring-beans 约束 // 打开DOM 文档,初始化默认<beans/>的设置;然后解析其中的bean定义信息。 @Override public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) { this.readerContext = readerContext; logger.debug("Loading bean definitions"); // 获得Document的根元素<beans>标签 Element root = doc.getDocumentElement(); // 真正实现BeanDefinition解析和注册工作 doRegisterBeanDefinitions(root); } // doRegisterBeanDefinitions(root); ↓ protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) { /* 任何嵌套的<beans>元素都将导致此方法中的递归。 为了正确传播和保留<beans>default-* 属性,跟踪当前的 父委托,可能为null。 创建新的(子)委托,引用父项以进行回退,然后最终将this.delegate重置为其原始(父)引用。 此行为模拟了一堆代理,而实际上并不需要一个代理。 */ // 这里使用了委托模式,将具体的BeanDefinition解析工作交给了BeanDefinitionParserDelegate去完成 BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate; this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent); // 判断该根标签是否包含http://www.springframework.org/schema/beans默认命名空间 ... // 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); // 委托给BeanDefinitionParserDelegate,从Document的根元素开始进行BeanDefinition的解析 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; }
看到这里已经真心不容易了,需要休息一下吗?怎么说呢,源码这个东西是需要耐住性子并且需要你投入大量精力的,看过一遍没有印象太正常了,并且看源码的前提是没人打扰,需要一个极度安静的环境。
tips: 戴上耳机会好很多
在回到正题之前,我先来问你一个问题,你知道代理模式和委托模式的区别吗?
我是这样理解的
委托模式是自己不做这件事情呢,而是把事情交给别人去做
代理模式是让别人搭把手,而自己是真正做这件事情的主角,因为代理实现类(实现了InvocationHandler 的类)只是个打嘴炮的人。
回到正题,在真正做解析工作的时候,会首先创建一个委托类BeanDefinitionParserDelegate
,那么先来认识一下这个类。
// 用于解析XML bean定义的有状态委托类。 旨在供主解析器和任何扩展使用 public class BeanDefinitionParserDelegate { // 此方法也就是委托给 BeanDefinitionParserDelegate 去做的事情 protected BeanDefinitionParserDelegate createDelegate( XmlReaderContext readerContext, Element root, @Nullable BeanDefinitionParserDelegate parentDelegate) { BeanDefinitionParserDelegate delegate = new BeanDefinitionParserDelegate(readerContext); delegate.initDefaults(root, parentDelegate); return delegate; } }
它主要完成的事情在initDefaults
方法中,一起看下这个方法
/* * 初始化默认的 懒加载,自动注入,依赖检查设置, 初始化方法,销毁方法和合并设置。 * 如果未在本地显式设置默认值,则通过回退到给定父级来支持嵌套的“beans”元素用例。 */ public void initDefaults(Element root, @Nullable BeanDefinitionParserDelegate parent) { populateDefaults(this.defaults, (parent != null ? parent.defaults : null), root); this.readerContext.fireDefaultsRegistered(this.defaults); }
/** * in case the defaults are not explicitly set locally. * 使用默认的 lazy-init,autowire,依赖检查设置,init-method,destroy-method 和 合并设置 属性 填充给定的 * DocumentDefaultsDefinition,如果未在本地显式设置默认值,则支持嵌套的'beans'元素用例,返回parentDefaults */ protected void populateDefaults(DocumentDefaultsDefinition defaults, @Nullable DocumentDefaultsDefinition parentDefaults, Element root) { // default-lazy-init String lazyInit = root.getAttribute(DEFAULT_LAZY_INIT_ATTRIBUTE); if (DEFAULT_VALUE.equals(lazyInit)) { // Potentially inherited from outer <beans> sections, otherwise falling back to false. lazyInit = (parentDefaults != null ? parentDefaults.getLazyInit() : FALSE_VALUE); } defaults.setLazyInit(lazyInit); // 余下的代码和lazyinit 的逻辑相同,也是解析方法注释中的各种属性。 这里碍于篇幅原因暂不贴出了 ... // defaults.setSource(this.readerContext.extractSource(root)); }
然后方法一直返回到创建委托的入口也就是 BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
,然后是 Spring 留给开发人员的两个接口,用于开发人员自己实现
... // 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); // 委托给 BeanDefinitionParserDelegate,从Document的根元素开始进行BeanDefinition的解析 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);
我们再来看一下 parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
这个方法是交给刚刚创建的 BeanDefinitionParserDelegate
委托用来解析具体的 lazy-init 等属性的标签的
/** * 解析文档对象的根目录节点:import, alias, bean */ protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // 加载的Document对象是否使用了Spring默认的XML命名空间(beans命名空间) if (delegate.isDefaultNamespace(root)) { // 获取Document对象根元素的所有子节点(bean标签、import标签、alias标签和其他自定义标签context、aop等) NodeList nl = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) { Node node = nl.item(i); if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; // bean标签、import标签、alias标签,则使用默认解析规则 if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) { parseDefaultElement(ele, delegate); } else {//像context标签、aop标签、tx标签,则使用用户自定义的解析规则解析元素节点 delegate.parseCustomElement(ele); } } } } else { // 如果不是默认的命名空间,则使用用户自定义的解析规则解析元素节点 delegate.parseCustomElement(root); } }
上述步骤主要分为三步:
一,先判断是否委托类使用Spring默认的XML命名空间(beans命名空间),在判断如果取出来的节点是bean、import、alias的话就使用默认的解析规则
private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // 解析<import>标签 if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) { importBeanDefinitionResource(ele); } // 解析<alias>标签 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) { processAliasRegistration(ele); } // 解析<bean>标签 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { processBeanDefinition(ele, delegate); } // 解析内置<bean>标签 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) { // recurse // 递归调用 doRegisterBeanDefinitions(ele); } }
二,如果判断取出来的不是默认节点,则会使用自定义的默认解析规则,context标签,aop标签, tx标签则会默认使用此解析方法
@Nullable public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele) { // 解析自定义标签 return parseCustomElement(ele, null); } @Nullable public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBd) { // 获取命名空间URI(就是获取beans标签的xmlns:aop或者xmlns:context属性的值) String namespaceUri = getNamespaceURI(ele); if (namespaceUri == null) { return null; } // 根据不同的命名空间URI,去匹配不同的NamespaceHandler(一个命名空间对应一个NamespaceHandler) // 此处会调用DefaultNamespaceHandlerResolver类的resolve方法 NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri); if (handler == null) { error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele); return null; } // 调用匹配到的NamespaceHandler的解析方法 return handler.parse(ele, new ParserContext(this.readerContext, this, containingBd)); }
三,如果不是使用 beans 的命名空间,也会使用自定义的解析方法进行解析
然后方法解析完成,一直返回到 AbstractApplicationContext
中的 刷新 bean Factory 的方法
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() { // 主要是通过该方法完成IoC容器的刷新 // ClassPathXmlApplicationContext.refreshBeanFactory 调用的是 AbstractRefreshApplicationContext // AnnotationConfigApplicationContext.refreshBeanFactory调用的是GenericApplicationContext refreshBeanFactory(); ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory); } return beanFactory; }
这样取出的 Bean 对象就可以进行使用了。
下一篇文章来 解析一下第三个步骤:对IoC容器进行一些预处理