Spring容器是如何实现 Bean 自动注入(xml)

入口web.xml

  • web.xml 配置文件
<!-- Spring Config -->
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/spring-config.xml</param-value>
</context-param> <!-- SpringMvc Config -->
<servlet>
<servlet-name>springMvc</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/spring-mvc.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>springMvc</servlet-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

Spring 容器 Bean 加载流程

从 Spring 配置部分可以看出,ContextLoaderListener 监听器是 Spring 容器的入口,进入该文件

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
public ContextLoaderListener() {
}
public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context) {
super(context);
}
@Override
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}
@Override
public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
}
}

ContextLoaderListener 监听器一共有四个方法,可以很容易地判断出来,进入该监听器后,会进入初始化方法:contextInitialized。继而进入 initWebApplicationContext 方法,方法注释中 “Initialize Spring’s web application context for the given servlet context”,明确表明了该方法的目的是初始化 Spring Web 应用。这段代码中有两句话比较关键:

// 创建 Web 应用容器,即创建了 Spring 容器;
this.context = createWebApplicationContext(servletContext); // 配置并刷新Spring容器。后续发生的所有事,都是从它开始的。进入,里面的重点代码是:
configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac, servletContext);
wac.refresh();

wac.refresh();

refresh() 方法是spring容器注入bean的核心方法,每一行代码都很重要。这里也是真正加载spring-*.xml配置的开始的地方

Spring容器是如何实现 Bean 自动注入(xml)

ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

获取 Bean 工厂,把你配置文件中的内容,放在 Bean 工厂中,留着后面创建 Bean 时用。

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

开始创建 Bean,即实现 Spring 中的自动注入功能。进入该方法后,末尾有这么一句话:

beanFactory.preInstantiateSingletons();

继续跟进,贴出该方法中的重点代码:

getBean(beanName);

我们在 preInstantiateSingletons() 方法中,会发现有多个地方出现了 getBean() 方法,究竟咱们贴出来的是哪一句?无关紧要。跟进去之后,

@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}

这里调用了 doGetBean() 方法,Spring 中只要以 do 命名的方法,都是真正干活的。重点代码分段贴出分析:

// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}

直接获取单例 Bean,若没有取到,继续往下走:

// Check if bean definition exists in this factory.
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
} // 这一段代码单独看,不知所云,里面提到了一个词:Parent。暂且跳过,后续会回来分析这一段。继续:
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}

这段代码中有 createBean,咱们的目的是分析 Bean 的创建过程,此处出现了 create,毫不犹豫地跟进,进入实现类中的方法,有这么一句:

Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);

刚才咱们提了,Spring 中有 do 命名的方法,是真正干活的。跟进:

instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);

这句话是初始化 Bean,即创建了 Bean,等价于调用了一个类的空构造方法。此时,已经成功地创建了对象,下文需要做的是,给该对象注入需要的属性;

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);

填充 Bean 属性,就是刚才咱们提的,初始化一个对象后,只是一个空对象,需要给它填充属性。跟进,看 Spring 是如何为对象注入属性的,或者说,看一下 Spring 是如何实现 Bean 属性的自动注入:

pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);

继续进入 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 的 postProcessPropertyValues 方法:

metadata.inject(bean, beanName, pvs);

这句话中,出现了 inject,这个词的意思是“注入”。咱们可以断定,Spring 的自动注入,八成跟它有关了。进入该方法:

element.inject(target, beanName, pvs);

与上一句一样,只是做了一些参数处理,并没有开始注入。继续跟进看:InjectionMetadata类

Field field = (Field) this.member;
ReflectionUtils.makeAccessible(field);
field.set(target, getResourceToInject(target, requestingBeanName));

看到这里,大概明白了 Spring 是如何自动注入了。Java 反射相关的代码,通过反射的方式给 field 赋值。这里的 field 是 Bean 中的某一个属性

getResourceToInject,获取需要赋予的值了,其实这里会重新进入 getBean 方法,获取 Bean 值(例如 UserController 对象中需要注入 userService。),然后赋予 field。至此,Spring容器已经初始化完成,Spring Bean注入的大概流程

回到开始初始化 Spring 容器的地方,ContextLoader 类 initWebApplicationContext 方法,

servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);

初始化 Spring 容器之后,将其放入了 servletContext 中。

继续看 Spring MVC 容器 Bean 加载流程

从 web.xml 中的 SpringMVC 配置出发,里面有 DispatcherServlet,这是 SpringMVC 的入口.

DispatcherServlet 本质上是一个 Servlet.看一下 Servlet 的接口

public interface Servlet {
public void init(ServletConfig config) throws ServletException;
public ServletConfig getServletConfig();
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res)
throws ServletException, IOException;
public String getServletInfo();
public void destroy();
}

从 Servlet 接口方法中可以看出,Servlet 的入口是 init 方法,层层跟进(一定要根据 DispatcherServlet 继承图跟进),进入到了 FrameworkServlet 的 initServletBean() 方法,进入方法,贴出重点代码:

 this.webApplicationContext = this.initWebApplicationContext();

字面理解,初始化 SpringMVC Web容器,进入探究:

WebApplicationContext rootContext = WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(this.getServletContext());

前面咱们提到,Spring 容器初始化完成之后,放入了 servletContext 中。这里又从 servletContext 获取到了 Spring 容器;

 wac = this.createWebApplicationContext(rootContext);

字面理解创建 Web 应用容器,且参数是 Spring 容器。跟进方法:

ConfigurableWebApplicationContext wac = (ConfigurableWebApplicationContext)BeanUtils.instantiateClass(contextClass);

创建web应用容器,即咱们所理解的 SpringMVC 容器在此创建了;

wac.setParent(parent);

这里是重点,SpringMVC 容器将 Spring 容器设置成了自己的父容器。

configureAndRefreshWebApplicationContext(wac);

这个方法刚才在分析 Spring Bean 加载流程时,分析过了。其中有一段,前面说,“暂且跳过,后续会回来分析这一段”。现在开始分析:

在 AbstractBeanFactory 类 doGetBean 方法,有这么一段:

// Check if bean definition exists in this factory.
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}

这里其实是在获取父容器中的 Bean,若获取到,直接拿到 Bean,这个方法就结束了。

结论:子容器可以使用父容器里的 Bean,反之则不行。

参考

[spring 源码相关解析](https://juejin.im/post/5a3f5b43f265da432e5c37ea)

[spring 源码相关解析](https://juejin.im/user/58fcc0768d6d810058965a06/posts

https://mp.weixin.qq.com/s/hJX9-lc4q2Uoc3eJNPHFdw

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