关于java:Spring-IoC-容器初始化

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概述

上篇文章「Spring 中的 IoC 容器」从整体介绍了 Spring IoC 容器的相干概念和大抵实现流程，本文要进入源码来一探到底了。

这里仍以前文的代码为例进行剖析，测试代码如下：

public class IocTests {
    @Test
    public void test01() {ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("application-ioc.xml");
        System.out.println(context.getBean("person"));
        System.out.println(context.getBean("dog"));
    }
}

/*
 * 输入后果：*  Person{id=12, name='Jack-12'}
 *  Dog{age=1}
 */

PS: 此处 Spring Framework 版本为 5.2.12.RELEASE，其余版本可能略有不同。

代码剖析

从 ClassPathXmlApplicationContext 的结构器进入它的代码。

ClassPathXmlApplicationContext 有很多重载的结构器，不过少数都会调用到上面这个：

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
        throws BeansException {

    // 调用父类结构器，保留传入的父容器
    super(parent);
    
    // 保留配置文件信息
    setConfigLocations(configLocations);
    
    // 刷新 IoC 容器
    if (refresh) {refresh();
    }
}

该结构器次要做了三件事：

  1. 调用父类的结构器，保留传入的父容器
  2. 保留配置信息，在本例中就是 application-ioc.xml
  3. 刷新 IoC 容器

其中最外围的就是第三步，也是最简单的。

因为 ClassPathXmlApplicationContext 的整体继承构造比较复杂，为了便于剖析其外围实现，这里先临时疏忽它实现的接口，只看它的类继承构造：

后面两个步骤的代码不再深入分析，这里间接进入第三步，也就是 refresh 办法（该办法是在 AbstractApplicationContext 类中实现的）：

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
        implements ConfigurableApplicationContext {
    // ...

    @Override
    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            // Prepare this context for refreshing.
            prepareRefresh();

            // 获取 BeanFactory
            // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
            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 ...
            // finally ...
        }
    }

    // ...

    protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {refreshBeanFactory();
        return getBeanFactory();}    
}

refresh 办法外面封装了很多办法，每个办法外面又是一大堆代码……

刚开始看到这里可能会被吓到（我当初就是这样被劝退的）。

其实不用，代码尽管很多，但读起来还是有迹可循的：就是要先找到一条主线，就像一棵树，先找到树干，其它的都是细枝末节。先主后次，要不很容易陷进去、读起来一团乱麻。

PS: 之前写过一篇如何浏览 JDK 源码的文章「我是如何浏览 JDK 源码的？」，有趣味的能够参考一下。

但二者又有些不同：JDK 源码绝对独立，个别关联性不大，而 Spring 的代码前后关联太多。

这里的主线是什么呢？

就是 obtainFreshBeanFactory 办法（它的实现在 AbstractRefreshableApplicationContext 类中），如下：

public abstract class AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext {
    // ...

    @Override
    protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
        // 如果容器曾经存在，则销毁容器中的对象、敞开容器
        if (hasBeanFactory()) {destroyBeans();
            closeBeanFactory();}
        try {
            // 创立 BeanFactory
            DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
            beanFactory.setSerializationId(getId());
            customizeBeanFactory(beanFactory);
            // 加载 BeanDefinition
            loadBeanDefinitions(beanFactory);
            this.beanFactory = beanFactory;
        }
        catch (IOException ex) {throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for" + getDisplayName(), ex);
        }
    }

    // ...
    
    protected abstract void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
            throws BeansException, IOException;    
}

refreshBeanFactory 看名字能够揣测是刷新 IoC 容器，它次要做了三件事：

  1. 如果 IoC 容器曾经存在，则销毁容器中的对象、敞开容器（正如其名，refresh，是一个全新的，就要先把旧的干掉）。
  2. 创立 BeanFactory，即 DefaultListableBeanFactory，它就是 Spring IoC 容器的默认实现。
  3. 加载 BeanDefinition，也就是从配置文件（application-ioc.xml）中加载咱们定义的 bean 信息，这一步也是最简单的。

这里的 loadBeanDefinitions 是一个形象办法？！

是的。这就是设计模式中的「模板模式（Template Pattern）」，这个模式不难理解，不理解也不影响，有空能够理解下。

JDK 中的 AbstractQueuedSynchronizer(AQS) 也应用了模板模式，前文「JDK 源码剖析 -AbstractQueuedSynchronizer(2)」能够参考。

loadBeanDefinitions 办法其实就是把实现代码放在子类中了。

What？子类有那么多，哪个才是真·儿子呢？

还记得后面的类继承结构图吗？

所以，这里它的子类实现指的就是 AbstractXmlApplicationContext#loadBeanDefinitions 办法：

public abstract class AbstractXmlApplicationContext extends AbstractRefreshableConfigApplicationContext {
    // ...

    @Override
    protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
        // 创立 BeanDefinitionReader，用于读取 BeanDefinition
        // Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);

        // Configure the bean definition reader with this context's
        // resource loading environment.
        beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));

        // Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
        // then proceed with actually loading the bean definitions.
        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
    }

    // ...
    
    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
        // 读取 Resource 类型的配置
        Resource[] configResources = getConfigResources();
        if (configResources != null) {reader.loadBeanDefinitions(configResources);
        }
        // 读取 String 类型的配置
        String[] configLocations = getConfigLocations();
        if (configLocations != null) {reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
        }
    }    
}

它来了，XmlBeanDefinitionReader，是用来读取 BeanDefinition 的。

这里 BeanDefinition 的类型有两种：Resource 和 String。其实实质上还是一种，即 Resource，String 最终还是要转为 Resource。

这两个 loadBeanDefinitions 最终都会调用 XmlBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions 办法：

public class XmlBeanDefinitionReader extends AbstractBeanDefinitionReader {
    // ...

    @Override
    public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
    }

    public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
        if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Loading XML bean definitions from" + encodedResource);
        }

        Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();

        if (!currentResources.add(encodedResource)) {
            throw new BeanDefinitionStoreException("Detected cyclic loading of" + encodedResource + "- check your import definitions!");
        }

        // 读取配置文件
        try (InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream()) {InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
            if (encodedResource.getEncoding() != null) {inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
            }
            // 理论加载 BeanDefinition
            return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
        }
        // catch ...
    }

    protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
            throws BeanDefinitionStoreException {

        try {
            // 将 Resource 解析为 Document 对象
            Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
            // 从 Document 解析和注册 BeanDefinition
            int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
            if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Loaded" + count + "bean definitions from" + resource);
            }
            return count;
        }
        // catch ...
    }    

    // ...
}

loadBeanDefinitions 做了层封装，次要工作是在 doLoadBeanDefinitions 实现的。doLoadBeanDefinitions 办法次要做了两件事：

  1. 将 Resource 解析为 Document 对象。
  2. 从 Document 解析和注册 BeanDefinition。

第一步只是工具人，不用深究。

关键在于第二步，也比较复杂，后文再剖析吧，毕竟源码读起来还是有点累……本文就先到这吧。

Spring 源码中的要害局部通常是有点小法则的，比方：

  1. 以 try…catch 突围
  2. 以 do 结尾的办法才是理论做事的，后面都是 caller，比方 doLoadBeanDefinitions、doGetBean 等

其余法则小伙伴们能够持续补充。

小结

本文开始进入 Spring IoC 容器的源码了，次要找到了一条主线，为便于对整体有个理解，这里简略总结了一个思维导图（还有前面的预报）：

小伙伴们读的时候也能够用思维导图工具画一下次要流程，起到提纲挈领的作用，也便于当前回顾。

源码读起来还是须要一点急躁的，毕竟它就是这么朴实无华……且干燥🤣

正文完
java
发表至： java
2021-03-21
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