二、Spring源码分析——BeanFactory

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1、BeanFactory类图

BeanFactory类图如下

20191123100302\_1.png

从上图可以看出BeanFactory主要实现类是XmlBeanFactory(Spring3.1建议弃用,可以使用DefaultListableBeanFactory和XmlBeanDefinitionReader编程实现)和DefaultListableBeanFactory。

2、BeanFactory编程式实现

基本IOC容器BeanFactory的编程式实现方式大致可分为三个步骤

1.加载xml资源 Resource定位xml

2.BeanDefinition读取和加载 BeanDefinitionParserDelegate代理对象去读取

3.BeanDefinition注册 BeanDefinitionRegistry去注册

创建bean.xml,内容如下

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
        xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
        <bean id="person" class="com.test.bean.Person">
            <property name="name" value="ylxy"/>
            <property name="age" value="25"/>
        </bean>
    </beans>

创建Person类,代码如下

    package com.test.bean;

    public class Person {

        private String name;
        private int age;

        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        public void info(){
            System.out.println("name:"+getName()+" age:"+getAge());
        }
    }

创建junit测试代码,内容如下

        @Test
        public void testBeanFactory(){
            ClassPathResource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
            DefaultListableBeanFactory bf = new DefaultListableBeanFactory();
            XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(bf);
            reader.loadBeanDefinitions(resource);
            Person p = bf.getBean("person", Person.class);
            p.info();
        }

最终测试结果如下

20191123100302\_2.png

3、IOC配置文件处理(BeanDefinition解析与注册)

从编程代码上看,可分以下几个步骤

1.Resource定位(即Resource包装spring xml配置文件)。

2.BeanDefinition解析和注册(由XmlBeanDefinitionReader类处理解析和注册)。

3.获取Bean(由BeanFactory获取,依赖注入)。

从上面可知BeanDefinition的解析和注册入口在XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(Resource resource)方法上。

1.在loadBeanDefinitions方法中,调用该类的doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)方法。

2.在doLoadBeanDefinitions方法中通过DocumentLoader(实际是DefaultDocumentLoader对象)加载xml文件成Document类,之后调用该类的registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource)方法去解析加载和注册BeanDefinition。

3.在registerBeanDefinitions方法中创建DefaultBeanDefinitionDocumentReader对象,并调用registerBeanDefinitions( Document doc, XmlReaderContext readerContext)去解析注册BeanDefinition,解析时会对不同的xml元素进行不同的解析,比如等元素。

4.最终实际解析BeanDefinition的实现是创建BeanDefinitionParserDelegate委托对象,调用方法parseBeanDefinitionElement(Element ele)去解析BeanDefinition。

5.注册对象是在BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)中实现。

BeanDefinition解析实现:调用BeanDefinitionParserDelegate.parseBeanDefinitionElement(Element ele)去解析xml成BeanDefinition,并将BeanDefinition封装成BeanDefinitionHolder。

BeanDefinition注册实现:调用BeanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition),由于DefaultListableBeanFactory实现了该接口的方法,故而实现注册BeanDefinition是在DefaultListableBeanFactory中。在该类中通过将BeanDefinition存储到一个HashMap集合中,完成对BeanDefinition的注册。

4、依赖注入

依赖注入和控制反转是同一个概念。当某个A javaBean需要B javaBean的引用去协助处理一些事情的时候,在传统程序设计中,是需要A去new一个B对象。然而在spring中却不一样,创建B对象的工作不是由A来new,而是由spring IOC容器去创建,然后将创建的B对象注入到A中。

spring的依赖注入入口也就是BeanFactory的getBean()方法。getBean()方法最后调用doGetBean()方法,即doGetBean()方法是依赖注入的真实入口,代码如下。

        protected <T> T doGetBean(
                final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
                throws BeansException {

            final String beanName = transformedBeanName(name);
            Object bean;

            // 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);
            }

            else {
                // Fail if we're already creating this bean instance:
                // We're assumably within a circular reference.
                if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
                    throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
                }

                // Check if bean definition exists in this factory.
                BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
                            //检查这个bean是否在当前这个BeanFactory中,如果当前BeanFactory的不包含这个bean,则去父级BeanFactory查找。
                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);
                    }
                }

                if (!typeCheckOnly) {
                    markBeanAsCreated(beanName);
                }

                try {
                    final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
                    checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

                    // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
                    String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
                                    //查找这个BeanDefinition是否有依赖对象,如果有依赖的对象,则IOC容器先创建依赖对象。
                    if (dependsOn != null) {
                        for (String dependsOnBean : dependsOn) {
                            getBean(dependsOnBean);
                            registerDependentBean(dependsOnBean, beanName);
                        }
                    }

                    // Create bean instance.
                    if (mbd.isSingleton()) {
                                            //获取单例对象
                        sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
                            public Object getObject() throws BeansException {
                                try {
                                                                    //创建Bean的入口方法
                                    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;
                                }
                            }
                        });
                                            //这里创建动态代理对象
                        bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
                    }

                    else if (mbd.isPrototype()) {
                        // It's a prototype -> create a new instance.
                        Object prototypeInstance = null;
                        try {
                            beforePrototypeCreation(beanName);
                            prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
                        }
                        finally {
                            afterPrototypeCreation(beanName);
                        }
                        bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
                    }

                    else {
                        String scopeName = mbd.getScope();
                        final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
                        if (scope == null) {
                            throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'");
                        }
                        try {
                            Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
                                public Object getObject() throws BeansException {
                                    beforePrototypeCreation(beanName);
                                    try {
                                        return createBean(beanName, mbd, args);
                                    }
                                    finally {
                                        afterPrototypeCreation(beanName);
                                    }
                                }
                            });
                            bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
                        }
                        catch (IllegalStateException ex) {
                            throw new BeanCreationException(beanName,
                                    "Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; " +
                                    "consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
                                    ex);
                        }
                    }
                }
                catch (BeansException ex) {
                    cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
                    throw ex;
                }
            }

            // Check if required type matches the type of the actual bean instance.
            if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) {
                try {
                    return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
                }
                catch (TypeMismatchException ex) {
                    if (logger.isDebugEnabled()) {
                        logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type [" +
                                ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "]", ex);
                    }
                    throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
                }
            }
            return (T) bean;
        }

从上述代码可以看出创建对象是由DefaultSingletonBeanRegistry的getSingleton方法去创建,然后回调ObjectFactory的getObject方法,ObjectFactory的getObject方法又调用了createBean方法。也就是说实际创建对象的方法是AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法,该方法内又调用doCreateBean去创建Bean。

1.调用createBeanInstance方法去创建BeanWrap(BeanWrap将Bean实例包装了),该方法通过Java反射机制调用Bean的构造函数,完成Bean对象的创建,并将Bean包装到一个BeanWrap对象中。

2.调用populateBean方法,给bean的属性初始化,也就是标签中配置的属性值。

3.调用initializeBean方法,初始化Bean。

3.1.invokeAwareMethods方法,如果Bean实现了Aware,则调用对应的Aware接口方法。

3.2.applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization方法,如果BeanFactory配置了BeanPostProcessor,则执行BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法。

3.3.invokeInitMethods方法,如果Bean实现了InitializingBean接口,则调用执行InitializingBean的接口方法。

3.4.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization方法,如果BeanFactory配置了BeanPostProcessor,则执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法。

4.registerDisposableBeanIfNecessary方法,如果Bean实现了DisposableBean接口或者Bean需要destroy方法,则给Bean注册DisposableBean功能(即把bean名称和销毁方法保存在一个Map集合中)。

5.getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd)方法,创建bean完成后,如果创建的bean实例是一个FactoryBean(相当于工厂模式的Factory,用来生产Bean实例),则会再调用FactoryBean的getObject()方法来生成实际需要的bean实例。也就是说如果getBean(“factoryBean”)会首先获取FactoryBean实例,并且在通过FactoryBean工厂的getObject方法去获取Bean,如果是getBean(“&factoryBean”),则spring会直接返回一个FactoryBean实例。

5、总结

对于BeanDefinition的解析和注册过程,首先将xml配置文件加载进Resource中,然后将Resource解析成Document对象,最后通过BeanDefinitionParserDelegate委托对象去解析Document对象,并将解析的BeanDefinition包装成BeanDefinitionHolder。最后通过BeanDefinitionRegistry接口将BeanDefinition存储到HashMap集合中,以完成BeanDefinition的的注册,具体实现在DefaultListableBeanFactory类中,该类实现了BeanDefinitionRegistry接口。

对于依赖注入,spring主要是使用Java的反射机制来创建bean对象,并为bean进行一些初始化操作。

源代码如附件


来源:http://ddrv.cn/a/88268

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