spring ioc容器之BeanDefinition注册

     这段时间开始了对spring的复习,spring的模块很多,这里主要对spring ioc容器、aop的实现原理和spring声明式事务原理做下探究和总结,给自己后续复习所用。
     这里以AnnotationConfigApplicationContext作为例子,来探究下spring ioc容器的初始化过程,以及对应的BeanDefinition的定位、载入和注册的过程。

public static void main(String[] args) {
        //编程式启动spring容器
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        User user = applicationContext.getBean(User.class);
        System.out.println(user);
        user.testMethod();
}

     这里以编程式启动和使用spring容器。以AnnotationConfigApplicationContext的实例化开始启动,实例化BeanDefinitionReader和BeandifinitionScanner。

public AnnotationConfigApplicationContext(Class... annotatedClasses) {
        this();
        register(annotatedClasses);
        //初始化ioc容器
        refresh();
}

public AnnotationConfigApplicationContext() {
        this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
        this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}

     这里看看AnnotatedBeanDefinitionReader,这里面通过AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors方法,给容器添加了很多BeanPostProcessor后置处理器,在Bean生命周期的初始化前后进行调用。类似关于@Autowired注解功能实现的AutowiredAnnotationProcessor后置处理器,在这里会添加上通用的bean后置处理器到BeanFactory容器中。

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            //容器初始化准备,一些标记的设立
            prepareRefresh();

            //获取容器,在这里开启了BeanDefinition的定位、载入和初始化
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

            //配置Classloader和ApplicationContextAwareProcessor
            prepareBeanFactory(beanFactory);

            try {
                //扩展口子,为容器子类提供添加BeanPostProcessor
                postProcessBeanFactory(beanFactory);

                //调用BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry方法,修改BeanDedifinition的配置元信息
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

                //注册自定义的BeanPostProcessor
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);

                //初始化信息源,国际化用到
                initMessageSource();

                //初始化上下文的广播事件
                initApplicationEventMulticaster();

                //扩展口子,供容器子类初始化的调用
                onRefresh();

                //注册事件监听器
                registerListeners();

                //预实例化所有的单例bean
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

                //发布容器初始化事件
                finishRefresh();
            }

            catch (BeansException ex) {
                // ...
            }

            finally {
                // ..
            }
        }
    }

     这里大致罗列下BeanFactory在refresh的时候做的事情:

  • prepareRefresh容器初始化准备,设立一些标记
  • obtainFreshBeanFactory获取容器,这里开启了BeanDefinition的定位、载入和初始化。
  • prepareBeanFactory配置Classloader和ApplicationContextAwareProcessor,这里的BeanPostProcessor可以在每个Bean实例化之前设置beanName和ApplicationContext等其它容器相关引用。
    -invokeBeanFactoryPostProcessors调用BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry方法,可以用来修改任何Bean的定义信息,修改Bean定义的。
  • registerBeanPostProcessors注册自定义的一些后置处理器,可以用来在每个bean初始化前后进行处理。
  • finishBeanFactoryInitialization这里是在容器初始化的时候,对一些需要预实例化的单例Bean进行提前实例化加载。

     下面来看初始化容器的核心方法obtainFreshBeanFactory,BeanDefinition的定位、加载和注册。

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
    //初始化容器
    refreshBeanFactory();
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
    //返回容器
    return beanFactory;
}


protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
        //如果容器已经初始化,销毁容器
        if (hasBeanFactory()) {
            destroyBeans();
            closeBeanFactory();
        }
        try {
            //这里去创建了一个DefaultListableBeanFactory作为spring ioc容器的具体容器
            DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
            beanFactory.setSerializationId(getId());
            customizeBeanFactory(beanFactory);
            //这里去加载bean的定义信息BeanDefinition
            loadBeanDefinitions(beanFactory);
            this.beanFactory = beanFactory;
        } catch (IOException ex) {
            throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
        }
}


protected DefaultListableBeanFactory createBeanFactory() {
    return new DefaultListableBeanFactory(getInternalParentBeanFactory());
}

     这里创建了一个DefaultListableBeanFactory作为spring ioc的具体容器实现,然后在loadBeanDefinitions里面去加载bean的定义信息。AbstractXmlApplicationContext用来解析加载xml定义的bean信息,AnnotationConfigWebApplicationContext用来解析加载注解配置的bean信息。

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

     可以看到对应xml配置的bean定义信息,是用XmlBeanDefinitionReader来加载解析bean的定义信息。

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
        
        // ...
        InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
            try {
                //获取xml文件流
                InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
                if (encodedResource.getEncoding() != null) {
                    inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
                }
                return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
            }
            finally {
                inputStream.close();
        }
}


protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
            throws BeanDefinitionStoreException {
        try {
            Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
            return registerBeanDefinitions(doc, resource);
        }
        // ...
}


public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
        BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
        int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
        documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
        return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
}

     在这里获取xml配置的bean定义信息的文件路径,然后把文件转化成InputStream文件流,依靠文件流获取配置信息。然后把文件流里面的信息读出来,形成一个Document对象,然后依靠BeanDefinitionDocumentReader来解析bean的定义信息,然后再把bean定义信息注册到容器中。最后的结果是在beanDefinitionMap中存储了bean的配置信息。

最后以一张时序图作为spring容器初始化BeanDefinition加载的总结:

spring ioc容器初始化时序图.png

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