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【死磕 Spring】—– IOC 之parentBeanFactory 与依赖处理

原文出自:http://cmsblogs.com

继上篇博客 【死磕 Spring】—– 加载 bean 之 缓存中获取单例 bean,如果从单例缓存中没有获取到单例 bean,则说明两种情况:

  1. 该 bean 的 scope 不是 singleton
  2. 该 bean 的 scope 是 singleton ,但是没有初始化完成

针对这两种情况 Spring 是如何处理的呢?统一加载并完成初始化!这部分内容的篇幅较长,拆分为两部分,第一部分主要是一些检测、parentBeanFactory 以及依赖处理,第二部分则是各个 scope 的初始化。

            if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
                throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
            }

            // 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 (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
                    return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
                            nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
                }
                else 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();
                if (dependsOn != null) {
                    for (String dep : dependsOn) {
                        if (isDependent(beanName, dep)) {
                            throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                                    "Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
                        }
                        registerDependentBean(dep, beanName);
                        try {
                            getBean(dep);
                        }
                        catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
                            throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                                    "'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
                        }
                    }
                }
            }
            // 省略很多代码

这段代码主要处理如下几个部分:

  1. 检测。若当前 bean 在创建,则抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。
  2. 如果 beanDefinitionMap 中不存在 beanName 的 BeanDefinition(即在 Spring bean 初始化过程中没有加载),则尝试从 parentBeanFactory 中加载。
  3. 判断是否为类型检查。
  4. 从 mergedBeanDefinitions 中获取 beanName 对应的 RootBeanDefinition,如果这个 BeanDefinition 是子 Bean 的话,则会合并父类的相关属性。
  5. 依赖处理。

检测

在前面就提过,Spring 只解决单例模式下的循环依赖,对于原型模式的循环依赖则是抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常,所以首先检查该 beanName 是否处于原型模式下的循环依赖。如下:

if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
    throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

调用 isPrototypeCurrentlyInCreation() 判断当前 bean 是否正在创建,如下:

    protected boolean isPrototypeCurrentlyInCreation(String beanName) {
        Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get();
        return (curVal != null &&
                (curVal.equals(beanName) || (curVal instanceof Set && ((Set<?>) curVal).contains(beanName))));
    }

其实检测逻辑和单例模式一样,一个“集合”存放着正在创建的 bean,从该集合中进行判断即可,只不过单例模式的“集合”为 Set ,而原型模式的则是 ThreadLocal,prototypesCurrentlyInCreation 定义如下:

    private final ThreadLocal<Object> prototypesCurrentlyInCreation = new NamedThreadLocal<>("Prototype beans currently in creation");

检查父类 BeanFactory

若 containsBeanDefinition 中不存在 beanName 相对应的 BeanDefinition,则从 parentBeanFactory 中获取。

    // 获取 parentBeanFactory
    BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
    // parentBeanFactory 不为空且 beanDefinitionMap 中不存该 name 的 BeanDefinition
    if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
        // 确定原始 beanName
        String nameToLookup = originalBeanName(name);
        // 若为 AbstractBeanFactory 类型,委托父类处理
        if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
            return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
                    nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
        }
        else if (args != null) {
            // 委托给构造函数 getBean() 处理
            return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
        }
        else {
            // 没有 args,委托给标准的 getBean() 处理
            return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
        }
    }

整个过程较为简单,都是委托 parentBeanFactory 的 getBean() 进行处理,只不过在获取之前对 name 进行简单的处理,主要是想获取原始的 beanName,如下:

    protected String originalBeanName(String name) {
        String beanName = transformedBeanName(name);
        if (name.startsWith(FACTORY_BEAN_PREFIX)) {
            beanName = FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName;
        }
        return beanName;
    }

transformedBeanName() 是对 name 进行转换,获取真正的 beanName,因为我们传递的可能是 aliasName(这个过程在博客 【死磕 Spring】—– 加载 bean 之 开启 bean 的加载 中分析 transformedBeanName() 有详细说明),如果 name 是以 “&” 开头的,则加上 “&”,因为在 transformedBeanName() 将 “&” 去掉了,这里补上。

类型检查

参数 typeCheckOnly 是用来判断调用 getBean() 是否为类型检查获取 bean。如果不是仅仅做类型检查则是创建bean,则需要调用 markBeanAsCreated() 记录:

     protected void markBeanAsCreated(String beanName) {
        // 没有创建
        if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
            // 加上全局锁
            synchronized (this.mergedBeanDefinitions) {
                // 再次检查一次:DCL 双检查模式
                if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
                    // 从 mergedBeanDefinitions 中删除 beanName,
                    // 并在下次访问时重新创建它。
                    clearMergedBeanDefinition(beanName);
                    // 添加到已创建bean 集合中
                    this.alreadyCreated.add(beanName);
                }
            }
        }
    }

获取 RootBeanDefinition

final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);

调用 getMergedLocalBeanDefinition() 获取相对应的 BeanDefinition,如下:

    protected RootBeanDefinition getMergedLocalBeanDefinition(String beanName) throws BeansException {
        // 快速从缓存中获取,如果不为空,则直接返回
        RootBeanDefinition mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
        if (mbd != null) {
            return mbd;
        }
        // 获取 RootBeanDefinition,
        // 如果返回的 BeanDefinition 是子类 bean 的话,则合并父类相关属性
        return getMergedBeanDefinition(beanName, getBeanDefinition(beanName));
    }

首先直接从 mergedBeanDefinitions 缓存中获取相应的 RootBeanDefinition,如果存在则直接返回否则调用 getMergedBeanDefinition() 获取 RootBeanDefinition,若获取的 BeanDefinition 为子 BeanDefinition,则需要合并父类的相关属性。

处理依赖

如果一个 bean 有依赖 bean 的话,那么在初始化该 bean 时是需要先初始化它所依赖的 bean。

        // 获取依赖。
        // 在初始化 bean 时解析 depends-on 标签时设置
        String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
        if (dependsOn != null) {
            // 迭代依赖
        for (String dep : dependsOn) {
            // 检验依赖的bean 是否已经注册给当前 bean 获取其他传递依赖bean
            if (isDependent(beanName, dep)) {
                throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                        "Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
            }
            // 注册到依赖bean中
            registerDependentBean(dep, beanName);
            try {
                // 调用 getBean 初始化依赖bean
                getBean(dep);
            }
            catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
                throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                        "'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
            }
        }
    }

这段代码逻辑是:通过迭代的方式依次对依赖 bean 进行检测、校验,如果通过则调用 getBean() 实例化依赖 bean。

isDependent() 是校验该依赖是否已经注册给当前 bean。

    protected boolean isDependent(String beanName, String dependentBeanName) {
        synchronized (this.dependentBeanMap) {
            return isDependent(beanName, dependentBeanName, null);
        }
    }

同步加锁给 dependentBeanMap 对象,然后调用 isDependent() 校验。dependentBeanMap 对象保存的是依赖 beanName 之间的映射关系:beanName – > 依赖 beanName 的集合

    private boolean isDependent(String beanName, String dependentBeanName, @Nullable Set<String> alreadySeen) {

        // alreadySeen 已经检测的依赖 bean
        if (alreadySeen != null && alreadySeen.contains(beanName)) {
            return false;
        }
        // 获取原始 beanName
        String canonicalName = canonicalName(beanName);
        // 获取当前 beanName 的依赖集合
        Set<String> dependentBeans = this.dependentBeanMap.get(canonicalName);
        // 不存在依赖,返回false
        if (dependentBeans == null) {
            return false;
        }
        // 存在,则证明存在已经注册的依赖
        if (dependentBeans.contains(dependentBeanName)) {
            return true;
        }
        // 递归检测依赖
        for (String transitiveDependency : dependentBeans) {
            if (alreadySeen == null) {
                alreadySeen = new HashSet<>();
            }
            alreadySeen.add(beanName);
            if (isDependent(transitiveDependency, dependentBeanName, alreadySeen)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

如果校验成功,则调用 registerDependentBean() 将该依赖进行注册,便于在销毁 bean 之前对其进行销毁。

    public void registerDependentBean(String beanName, String dependentBeanName) {
        String canonicalName = canonicalName(beanName);

        synchronized (this.dependentBeanMap) {
            Set<String> dependentBeans =
                    this.dependentBeanMap.computeIfAbsent(canonicalName, k -> new LinkedHashSet<>(8));
            if (!dependentBeans.add(dependentBeanName)) {
                return;
            }
        }

        synchronized (this.dependenciesForBeanMap) {
            Set<String> dependenciesForBean =
                    this.dependenciesForBeanMap.computeIfAbsent(dependentBeanName, k -> new LinkedHashSet<>(8));
            dependenciesForBean.add(canonicalName);
        }
    }

其实将就是该映射关系保存到两个集合中:dependentBeanMap、dependenciesForBeanMap。

最后调用 getBean() 实例化依赖 bean。

至此,加载 bean 的第二个部分也分析完毕了,下篇开始分析第三个部分:各大作用域 bean 的处理


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