Spring5源码分析三
4.4、基于XML的依赖注入
1、依赖注入发生的时间
当SpringIOC容器完成了Bean定义资源的定位、载入和解析注册以后，IOC容器中已经管理类Bean定义的相关数据，但是此时IOC容器还没有对所管理的Bean进行依赖注入，依赖注入在以下两种情况发生：
(1).用户第一次通过getBean方法向IOC容索要Bean时，IOC容器触发依赖注入。
(2).当用户在Bean定义资源中为
BeanFactory接口定义了SpringIOC容器的基本功能规范，是SpringIOC容器所应遵守的最底层和最基本的编程规范。BeanFactory接口中定义了几个getBean方法，就是用户向IOC容器索取管理的Bean的方法，我们通过分析其子类的具体实现，理解SpringIOC容器在用户索取Bean时如何完成依赖注入。
在BeanFactory中我们看到getBean（String…）函数，它的具体实现在AbstractBeanFactory中。
2、AbstractBeanFactory通过getBean向IOC容器获取被管理的Bean，
AbstractBeanFactory的getBean相关方法的源码如下：
通过上面对向IOC容器获取Bean方法的分析，我们可以看到在Spring中，如果Bean定义的单例模式(Singleton)，则容器在创建之前先从缓存中查找，以确保整个容器中只存在一个实例对象。如果Bean定义的是原型模式(Prototype)，则容器每次都会创建一个新的实例对象。除此之外，Bean定义还可以扩展为指定其生命周期范围。
上面的源码只是定义了根据Bean定义的模式，采取的不同创建Bean实例对象的策略，具体的Bean实例对象的创建过程由实现了ObejctFactory接口的匿名内部类的createBean方法完成，ObejctFactory使用委派模式，具体的Bean实例创建过程交由其实现类AbstractAutowireCapableBeanFactory完成，我们继续分析AbstractAutowireCapableBeanFactory的createBean方法的源码，理解其创建Bean实例的具体实现过程。
3、AbstractAutowireCapableBeanFactory创建Bean实例对象：
AbstractAutowireCapableBeanFactory类实现了ObejctFactory接口，创建容器指定的Bean实例对象，同时还对创建的Bean实例对象进行初始化处理。其创建Bean实例对象的方法源码如下：
通过对方法源码的分析，我们看到具体的依赖注入实现在以下两个方法中：
(1).createBeanInstance：生成Bean所包含的java对象实例。
(2).populateBean：对Bean属性的依赖注入进行处理。
下面继续分析这两个方法的代码实现。
4、createBeanInstance方法创建Bean的java实例对象：
在createBeanInstance方法中，根据指定的初始化策略，使用静态工厂、工厂方法或者容器的自动装配特性生成java实例对象，创建对象的源码如下：
经过对上面的代码分析，我们可以看出，对使用工厂方法和自动装配特性的Bean的实例化相当比较清楚，调用相应的工厂方法或者参数匹配的构造方法即可完成实例化对象的工作，但是对于我们最常使用的默认无参构造方法就需要使用相应的初始化策略(JDK的反射机制或者CGLIB)来进行初始化了，在方法getInstantiationStrategy().instantiate()中就具体实现类使用初始策略实例化对象。
5、SimpleInstantiationStrategy类使用默认的无参构造方法创建Bean实例化对象：
在使用默认的无参构造方法创建Bean的实例化对象时，方法getInstantiationStrategy().instantiate()调用了SimpleInstantiationStrategy类中的实例化Bean的方法，其源码如下：
通过上面的代码分析，我们看到了如果Bean有方法被覆盖了，则使用JDK的反射机制进行实例化，否则，使用CGLIB进行实例化。
instantiateWithMethodInjection方法调用SimpleInstantiationStrategy的子类CglibSubclassingInstantiationStrategy使用CGLIB来进行初始化，其源码如下：
CGLIB是一个常用的字节码生成器的类库，它提供了一系列API实现java字节码的生成和转换功能。我们在学习JDK的动态代理时都知道，JDK的动态代理只能针对接口，如果一个类没有实现任何接口，要对其进行动态代理只能使用CGLIB。
6、populateBean方法对Bean属性的依赖注入：
在第3步的分析中我们已经了解到Bean的依赖注入分为以下两个过程：
(1).createBeanInstance：生成Bean所包含的Java对象实例。
(2).populateBean：对Bean属性的依赖注入进行处理。
上面我们已经分析了容器初始化生成Bean所包含的Java实例对象的过程，现在我们继续分析生成对象后，SpringIOC容器是如何将Bean的属性依赖关系注入Bean实例对象中并设置好的，属性依赖注入的代码如下：
分析上述代码，我们可以看出，对属性的注入过程分以下两种情况：
(1).属性值类型不需要转换时，不需要解析属性值，直接准备进行依赖注入。
(2).属性值需要进行类型转换时，如对其他对象的引用等，首先需要解析属性值，然后对解析后的属性值进行依赖注入。
对属性值的解析是在BeanDefinitionValueResolver类中的resolveValueIfNecessary方法中进行的，对属性值的依赖注入是通过bw.setPropertyValues方法实现的，在分析属性值的依赖注入之前，我们先分析一下对属性值的解析过程。
7、BeanDefinitionValueResolver解析属性值：
当容器在对属性进行依赖注入时，如果发现属性值需要进行类型转换，如属性值是容器中另一个Bean实例对象的引用，则容器首先需要根据属性值解析出所引用的对象，然后才能将该引用对象注入到目标实例对象的属性上去，对属性进行解析的由resolveValueIfNecessary方法实现，其源码如下：
通过上面的代码分析，我们明白了Spring是如何将引用类型，内部类以及集合类型等属性进行解析的，属性值解析完成后就可以进行依赖注入了，依赖注入的过程就是Bean对象实例设置到它所依赖的Bean对象属性上去，在第6步中我们已经说过，依赖注入是通过bw.setPropertyValues方法实现的，该方法也使用了委托模式，在BeanWrapper接口中至少定义了方法声明，依赖注入的具体实现交由其实现类BeanWrapperImpl来完成，下面我们就分析依BeanWrapperImpl中赖注入相关的源码。
8、BeanWrapperImpl对Bean属性的依赖注入：
BeanWrapperImpl类主要是对容器中完成初始化的Bean实例对象进行属性的依赖注入，即把Bean对象设置到它所依赖的另一个Bean的属性中去。然而，BeanWrapperImpl中的注入方法实际上由AbstractNestablePropertyAccessor来实现的，其相关源码如下：
通过对上面注入依赖代码的分析，我们已经明白了SpringIOC容器是如何将属性的值注入到Bean实例对象中去的：
(1).对于集合类型的属性，将其属性值解析为目标类型的集合后直接赋值给属性。
(2).对于非集合类型的属性，大量使用了JDK的反射和内省机制，通过属性的getter方法(readerMethod)获取指定属性注入以前的值，同时调用属性的setter方法(writerMethod)为属性设置注入后的值。看到这里相信很多人都明白了Spring的setter注入原理。
至此SpringIOC容器对Bean定义资源文件的定位，载入、解析和依赖注入已经全部分析完毕，现在SpringIOC容器中管理了一系列靠依赖关系联系起来的Bean，程序不需要应用自己手动创建所需的对象，SpringIOC容器会在我们使用的时候自动为我们创建，并且为我们注入好相关的依赖，这就是Spring核心功能的控制反转和依赖注入的相关功能。
4.5、基于Annotation的依赖注入
1.从Spring2.0以后的版本中，Spring也引入了基于注解(Annotation)方式的配置，注解(Annotation)是JDK1.5中引入的一个新特性，用于简化Bean的配置，某些场合可以取代XML配置文件。开发人员对注解(Annotation)的态度也是萝卜青菜各有所爱，个人认为注解可以大大简化配置，提高开发速度，同时也不能完全取代XML配置方式，XML方式更加灵活，并且发展的相对成熟，这种配置方式为大多数Spring开发者熟悉；注解方式使用起来非常简洁，但是尚处于发展阶段，XML配置文件和注解(Annotation)可以相互配合使用。
SpringIOC容器对于类级别的注解和类内部的注解分以下两种处理策略：
(1).类级别的注解：如@Component、@Repository、@Controller、@Service以及JavaEE6的@ManagedBean和@Named注解，都是添加在类上面的类级别注解，Spring容器根据注解的过滤规则扫描读取注解Bean定义类，并将其注册到SpringIOC容器中。
(2).类内部的注解：如@Autowire、@Value、@Resource以及EJB和WebService相关的注解等，都是添加在类内部的字段或者方法上的类内部注解，SpringIOC容器通过Bean后置注解处理器解析Bean内部的注解。
下面将根据这两种处理策略，分别分析Spring处理注解相关的源码。
2.AnnotationConfigApplicationContext对注解Bean初始化：
Spring中，管理注解Bean定义的容器有两个：AnnotationConfigApplicationContext和AnnotationConfigWebApplicationContex。这两个类是专门处理Spring注解方式配置的容器，直接依赖于注解作为容器配置信息来源的IOC容器。AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的web版本，两者的用法以及对注解的处理方式几乎没有什么差别。
现在来看看AnnotationConfigApplicationContext的源码：
通过对AnnotationConfigApplicationContext的源码分析，我们了解到Spring对注解的处理分为两种方式：
(1).直接将注解Bean注册到容器中：
可以在初始化容器时注册；也可以在容器创建之后手动调用注册方法向容器注册，然后通过手动刷新容器，使得容器对注册的注解Bean进行处理。
(2).通过扫描指定的包及其子包下的所有类：
在初始化注解容器时指定要自动扫描的路径，如果容器创建以后向给定路径动态添加了注解Bean，则需要手动调用容器扫描的方法，然后手动刷新容器，使得容器对所注册的Bean进行处理。
接下来，将会对两种处理方式详细分析其实现过程。
3.AnnotationConfigApplicationContext注册注解Bean：
当创建注解处理容器时，如果传入的初始参数是具体的注解Bean定义类时，注解容器读取并注册。
(1).AnnotationConfigApplicationContext通过调用注解Bean定义读取器AnnotatedBeanDefinitionReader的register方法向容器注册指定的注解Bean，注解Bean定义读取器向容器注册注解Bean的源码如下：
从上面的源码我们可以看出，注册注解Bean定义类的基本步骤：
a，需要使用注解元数据解析器解析注解Bean中关于作用域的配置。
b，使用AnnotationConfigUtils的processCommonDefinitionAnnotations方法处理注解Bean定义类中通用的注解。
c，使用AnnotationConfigUtils的applyScopedProxyMode方法创建对于作用域的代理对象。
d，通过BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean。
下面我们继续分析这3步的具体实现过程
(2).AnnotationScopeMetadataResolver解析作用域元数据：
AnnotationScopeMetadataResolver通过processCommonDefinitionAnnotations方法解析注解Bean定义类的作用域元信息，即判断注册的Bean是原生类型(prototype)还是单态(singleton)类型，其源码如下：
上述代码中的annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes方法就是获取对象中指定类型的注解的值。
(3).AnnotationConfigUtils处理注解Bean定义类中的通用注解：
AnnotationConfigUtils类的processCommonDefinitionAnnotations在向容器注册Bean之前，首先对注解Bean定义类中的通用Spring注解进行处理，源码如下：
(4).AnnotationConfigUtils根据注解Bean定义类中配置的作用域为其应用相应的代理策略：
AnnotationConfigUtils类的applyScopedProxyMode方法根据注解Bean定义类中配置的作用域@Scope注解的值，为Bean定义应用相应的代理模式，主要是在Spring面向切面编程(AOP)中使用。源码如下：
这段为Bean引用创建相应模式的代理，这里不做深入的分析。
(5).BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean：
BeanDefinitionReaderUtils向容器注册载入的Bean我们在第4篇博客中已经分析过，主要是校验Bean定义，然后将Bean添加到容器中一个管理Bean定义的HashMap中，这里就不做分析。
4.AnnotationConfigApplicationContext扫描指定包及其子包下的注解Bean：
当创建注解处理容器时，如果传入的初始参数是注解Bean定义类所在的包时，注解容器将扫描给定的包及其子包，将扫描到的注解Bean定义载入并注册。
(1).ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定的包及其子包：
AnnotationConfigApplicationContext通过调用类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定包及其子包下的所有类，主要源码如下：
类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner主要通过findCandidateComponents方法调用其父类ClassPathScanningCandidateComponentProvider类来扫描获取给定包及其子包下的类。
(2).ClassPathScanningCandidateComponentProvider扫描给定包及其子包的类：
ClassPathScanningCandidateComponentProvider类的findCandidateComponents方法具体实现扫描给定类路径包的功能，主要源码如下：
5.AnnotationConfigWebApplicationContext载入注解Bean定义：
AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的Web版，它们对于注解Bean的注册和扫描是基本相同的，但是AnnotationConfigWebApplicationContext对注解Bean定义的载入稍有不同，AnnotationConfigWebApplicationContext注入注解Bean定义源码如下：
解析和注入注解配置资源的过程分析