Spring框架系列(7) – Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

上文,我们看了IOC设计要点和设计结构;紧接着这篇,我们可以看下源码的实现了:Spring如何实现将资源配置(以xml配置为例)通过加载,解析,生成BeanDefination并注册到IoC容器中的。@pdai

引入

上文,我们看了IOC设计要点和设计结构;紧接着这篇,我们可以看下源码的实现了:Spring如何实现将资源配置(以xml配置为例)通过加载,解析,生成BeanDefination并注册到IoC容器中的(就是我们圈出来的部分)

Spring框架系列(7) - Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

如何将Bean从XML配置中解析后放到IoC容器中的?

本文的目标就是分析Spring如何实现将资源配置(以xml配置为例)通过加载,解析,生成BeanDefination并注册到IoC容器中的。

初始化的入口

对于xml配置的Spring应用,在main()方法中实例化ClasspathXmlApplicationContext即可创建一个IoC容器。我们可以从这个构造方法开始,探究一下IoC容器的初始化过程。

 // create and configure beans ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("aspects.xml", "daos.xml", "services.xml"); 
public ClassPathXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {     this(configLocations, true, (ApplicationContext)null); }  public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException {     // 设置Bean资源加载器     super(parent);      // 设置配置路径     this.setConfigLocations(configLocations);      // 初始化容器     if (refresh) {         this.refresh();     } } 

设置资源解析器和环境

调用父类容器AbstractApplicationContext的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好Bean资源加载器

public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {     // 默认构造函数初始化容器id, name, 状态 以及 资源解析器     this();      // 将父容器的Environment合并到当前容器     this.setParent(parent); } 

通过AbstractApplicationContext默认构造函数初始化容器id, name, 状态 以及 资源解析器

public AbstractApplicationContext() {     this.logger = LogFactory.getLog(this.getClass());     this.id = ObjectUtils.identityToString(this);     this.displayName = ObjectUtils.identityToString(this);     this.beanFactoryPostProcessors = new ArrayList();     this.active = new AtomicBoolean();     this.closed = new AtomicBoolean();     this.startupShutdownMonitor = new Object();     this.applicationStartup = ApplicationStartup.DEFAULT;     this.applicationListeners = new LinkedHashSet();     this.resourcePatternResolver = this.getResourcePatternResolver(); } // Spring资源加载器 protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {     return new PathMatchingResourcePatternResolver(this); } 

通过AbstractApplicationContext的setParent(parent)方法将父容器的Environment合并到当前容器

public void setParent(@Nullable ApplicationContext parent) {     this.parent = parent;     if (parent != null) {         Environment parentEnvironment = parent.getEnvironment();         if (parentEnvironment instanceof ConfigurableEnvironment) {             this.getEnvironment().merge((ConfigurableEnvironment)parentEnvironment);         }     } } 

设置配置路径

在设置容器的资源加载器之后,接下来FileSystemXmlApplicationContet执行setConfigLocations方法通过调用其父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext的方法进行对Bean定义资源文件的定位

public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) {     if (locations != null) {         Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");         this.configLocations = new String[locations.length];          for(int i = 0; i < locations.length; ++i) {             // 解析配置路径             this.configLocations[i] = this.resolvePath(locations[i]).trim();         }     } else {         this.configLocations = null;     } } protected String resolvePath(String path) {     // 从上一步Environment中解析     return this.getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path); } 

初始化的主体流程

Spring IoC容器对Bean定义资源的载入是从refresh()函数开始的,refresh()是一个模板方法,refresh()方法的作用是:在创建IoC容器前,如果已经有容器存在,则需要把已有的容器销毁和关闭,以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。refresh的作用类似于对IoC容器的重启,在新建立好的容器中对容器进行初始化,对Bean定义资源进行载入。

@Override public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {     synchronized (this.startupShutdownMonitor) {         StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");          // Prepare this context for refreshing.         prepareRefresh();          // 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);              StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");             // Invoke factory processors registered as beans in the context.             invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);              // Register bean processors that intercept bean creation.             registerBeanPostProcessors(beanFactory);             beanPostProcess.end();              // 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 (BeansException ex) {             if (logger.isWarnEnabled()) {                 logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +                         "cancelling refresh attempt: " + ex);             }              // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.             destroyBeans();              // Reset 'active' flag.             cancelRefresh(ex);              // Propagate exception to caller.             throw ex;         }          finally {             // Reset common introspection caches in Spring's core, since we             // might not ever need metadata for singleton beans anymore...             resetCommonCaches();             contextRefresh.end();         }     } } 

这里的设计上是一个非常典型的资源类加载处理型的思路,头脑中需要形成如下图的顶层思路(而不是只停留在流水式的方法上面):

  • 模板方法设计模式,模板方法中使用典型的钩子方法
  • 具体的初始化加载方法插入到钩子方法之间
  • 将初始化的阶段封装,用来记录当前初始化到什么阶段;常见的设计是xxxPhase/xxxStage;
  • 资源加载初始化有失败等处理,必然是try/catch/finally...

Spring框架系列(7) - Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

初始化BeanFactory之obtainFreshBeanFactory

AbstractApplicationContext的obtainFreshBeanFactory()方法调用子类容器的refreshBeanFactory()方法,启动容器载入Bean定义资源文件的过程,代码如下:

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {     // 这里使用了委派设计模式,父类定义了抽象的refreshBeanFactory()方法,具体实现调用子类容器的refreshBeanFactory()方法     refreshBeanFactory();     return getBeanFactory(); } 

AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法,容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的refreshBeanFactory()方法;
在创建IoC容器前,如果已经有容器存在,则需要把已有的容器销毁和关闭,以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。方法的源码如下:

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {     // 如果已经有容器存在,则需要把已有的容器销毁和关闭,以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器     if (hasBeanFactory()) {         destroyBeans();         closeBeanFactory();     }     try {         // 创建DefaultListableBeanFactory,并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean定义         DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();         beanFactory.setSerializationId(getId());         customizeBeanFactory(beanFactory); // 对IoC容器进行定制化,如设置启动参数,开启注解的自动装配等          loadBeanDefinitions(beanFactory); // 调用载入Bean定义的方法,主要这里又使用了一个委派模式,在当前类中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法,具体的实现调用子类容器           this.beanFactory = beanFactory;     }     catch (IOException ex) {         throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);     } } 

初始化BeanFactory之loadBeanDefinitions

AbstractRefreshableApplicationContext中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法,容器真正调用的是其子类AbstractXmlApplicationContext对该方法的实现,AbstractXmlApplicationContext的主要源码如下:

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {     // 创建XmlBeanDefinitionReader,即创建Bean读取器,并通过回调设置到容器中去,容器使用该读取器读取Bean定义资源       XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);      // 配置上下文的环境,资源加载器、解析器     beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());     beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);     beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this)); // 为Bean读取器设置SAX xml解析器      // 允许子类自行初始化(比如校验机制),并提供真正的加载方法     initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); // 当Bean读取器读取Bean定义的Xml资源文件时,启用Xml的校验机制       loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); }  protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {     // 加载XML配置方式里的Bean定义的资源     Resource[] configResources = getConfigResources();     if (configResources != null) {         reader.loadBeanDefinitions(configResources);     }     // 加载构造函数里配置的Bean配置文件,即{"aspects.xml", "daos.xml", "services.xml"}     String[] configLocations = getConfigLocations();     if (configLocations != null) {         reader.loadBeanDefinitions(configLocations);     } } 

Xml Bean读取器(XmlBeanDefinitionReader)调用其父类AbstractBeanDefinitionReader的 reader.loadBeanDefinitions方法读取Bean定义资源。

由于我们使用ClassPathXmlApplicationContext作为例子分析,因此getConfigResources的返回值为null,因此程序执行reader.loadBeanDefinitions(configLocations)分支。

AbstractBeanDefinitionReader读取Bean定义资源

AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法源码如下:

@Override public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {     return loadBeanDefinitions(location, null); }  public int loadBeanDefinitions(String location, @Nullable Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {     ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();     if (resourceLoader == null) {         throw new BeanDefinitionStoreException(                 "Cannot load bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");     }      // 模式匹配类型的解析器,这种方式是加载多个满足匹配条件的资源     if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {         try {             // 获取到要加载的资源             Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);             int count = loadBeanDefinitions(resources); // 委派调用其子类XmlBeanDefinitionReader的方法,实现加载功能               if (actualResources != null) {                 Collections.addAll(actualResources, resources);             }             if (logger.isTraceEnabled()) {                 logger.trace("Loaded " + count + " bean definitions from location pattern [" + location + "]");             }             return count;         }         catch (IOException ex) {             throw new BeanDefinitionStoreException(                     "Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);         }     }     else {         // 只能通过绝对路径URL加载单个资源.         Resource resource = resourceLoader.getResource(location);         int count = loadBeanDefinitions(resource);         if (actualResources != null) {             actualResources.add(resource);         }         if (logger.isTraceEnabled()) {             logger.trace("Loaded " + count + " bean definitions from location [" + location + "]");         }         return count;     } }  

从对AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法源码分析可以看出该方法做了以下两件事:

  • 首先,调用资源加载器的获取资源方法resourceLoader.getResource(location),获取到要加载的资源。
  • 其次,真正执行加载功能是其子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法。

XmlBeanDefinitionReader加载Bean定义资源

继续看子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(Resource …)方法看到代表bean文件的资源定义以后的载入过程。

/**     * 本质上是加载XML配置的Bean。     * @param inputSource the SAX InputSource to read from     * @param resource the resource descriptor for the XML file     */ protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)         throws BeanDefinitionStoreException {      try {         Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource); // 将Bean定义资源转换成Document对象         int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);         if (logger.isDebugEnabled()) {             logger.debug("Loaded " + count + " bean definitions from " + resource);         }         return count;     }     catch (BeanDefinitionStoreException ex) {         throw ex;     }     catch (SAXParseException ex) {         throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),                 "Line " + ex.getLineNumber() + " in XML document from " + resource + " is invalid", ex);     }     catch (SAXException ex) {         throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),                 "XML document from " + resource + " is invalid", ex);     }     catch (ParserConfigurationException ex) {         throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),                 "Parser configuration exception parsing XML from " + resource, ex);     }     catch (IOException ex) {         throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),                 "IOException parsing XML document from " + resource, ex);     }     catch (Throwable ex) {         throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),                 "Unexpected exception parsing XML document from " + resource, ex);     } }  // 使用配置的DocumentLoader加载XML定义文件为Document. protected Document doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) throws Exception {     return this.documentLoader.loadDocument(inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler,             getValidationModeForResource(resource), isNamespaceAware()); } 

通过源码分析,载入Bean定义资源文件的最后一步是将Bean定义资源转换为Document对象,该过程由documentLoader实现

DocumentLoader将Bean定义资源转换为Document对象

DocumentLoader将Bean定义资源转换成Document对象的源码如下:

// 使用标准的JAXP将载入的Bean定义资源转换成document对象 @Override public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,         ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {      // 创建文件解析器工厂     DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware);     if (logger.isTraceEnabled()) {         logger.trace("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]");     }     // 创建文档解析器     DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);     return builder.parse(inputSource); // 解析 }  protected DocumentBuilderFactory createDocumentBuilderFactory(int validationMode, boolean namespaceAware)         throws ParserConfigurationException {      DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();     factory.setNamespaceAware(namespaceAware);      // 设置解析XML的校验     if (validationMode != XmlValidationModeDetector.VALIDATION_NONE) {         factory.setValidating(true);         if (validationMode == XmlValidationModeDetector.VALIDATION_XSD) {             // Enforce namespace aware for XSD...             factory.setNamespaceAware(true);             try {                 factory.setAttribute(SCHEMA_LANGUAGE_ATTRIBUTE, XSD_SCHEMA_LANGUAGE);             }             catch (IllegalArgumentException ex) {                 ParserConfigurationException pcex = new ParserConfigurationException(                         "Unable to validate using XSD: Your JAXP provider [" + factory +                         "] does not support XML Schema. Are you running on Java 1.4 with Apache Crimson? " +                         "Upgrade to Apache Xerces (or Java 1.5) for full XSD support.");                 pcex.initCause(ex);                 throw pcex;             }         }     }      return factory; } 

该解析过程调用JavaEE标准的JAXP标准进行处理。

至此Spring IoC容器根据定位的Bean定义资源文件,将其加载读入并转换成为Document对象过程完成。

接下来我们要继续分析Spring IoC容器将载入的Bean定义资源文件转换为Document对象之后,是如何将其解析为Spring IoC管理的Bean对象并将其注册到容器中的。

XmlBeanDefinitionReader解析载入的Bean定义资源文件

XmlBeanDefinitionReader类中的doLoadBeanDefinitions方法是从特定XML文件中实际载入Bean定义资源的方法,该方法在载入Bean定义资源之后将其转换为Document对象,接下来调用registerBeanDefinitions启动Spring IoC容器对Bean定义的解析过程,registerBeanDefinitions方法源码如下:

// 按照Spring的Bean语义要求将Bean定义资源解析并转换为容器内部数据结构  public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {     BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();     int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();     // 解析过程入口,这里使用了委派模式,具体的解析实现过程有实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成       documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));     return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;  // 返回此次解析了多少个对象 }  // 创建BeanDefinitionDocumentReader对象,解析Document对象   protected BeanDefinitionDocumentReader createBeanDefinitionDocumentReader() {     return BeanUtils.instantiateClass(this.documentReaderClass); }  /**     * Create the {@link XmlReaderContext} to pass over to the document reader.     */ public XmlReaderContext createReaderContext(Resource resource) {     return new XmlReaderContext(resource, this.problemReporter, this.eventListener,             this.sourceExtractor, this, getNamespaceHandlerResolver()); } 

Bean定义资源的载入解析分为以下两个过程:

  • 首先,通过调用XML解析器将Bean定义资源文件转换得到Document对象,但是这些Document对象并没有按照Spring的Bean规则进行解析。这一步是载入的过程
  • 其次,在完成通用的XML解析之后,按照Spring的Bean规则对Document对象进行解析。

按照Spring的Bean规则对Document对象解析的过程是在接口BeanDefinitionDocumentReader的实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader中实现的。

DefaultBeanDefinitionDocumentReader对Bean定义的Document对象解析

BeanDefinitionDocumentReader接口通过registerBeanDefinitions方法调用其实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader对Document对象进行解析,解析的代码如下:

@Override public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {     this.readerContext = readerContext;     doRegisterBeanDefinitions(doc.getDocumentElement()); }  // 注册<beans/>配置的Beans @SuppressWarnings("deprecation")  // for Environment.acceptsProfiles(String...) protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {     // Any nested <beans> elements will cause recursion in this method. In     // order to propagate and preserve <beans> default-* attributes correctly,     // keep track of the current (parent) delegate, which may be null. Create     // the new (child) delegate with a reference to the parent for fallback purposes,     // then ultimately reset this.delegate back to its original (parent) reference.     // this behavior emulates a stack of delegates without actually necessitating one.     BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;     this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);      if (this.delegate.isDefaultNamespace(root)) {         String profileSpec = root.getAttribute(PROFILE_ATTRIBUTE);         if (StringUtils.hasText(profileSpec)) {             String[] specifiedProfiles = StringUtils.tokenizeToStringArray(                     profileSpec, BeanDefinitionParserDelegate.MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);             // We cannot use Profiles.of(...) since profile expressions are not supported             // in XML config. See SPR-12458 for details.             if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {                 if (logger.isDebugEnabled()) {                     logger.debug("Skipped XML bean definition file due to specified profiles [" + profileSpec +                             "] not matching: " + getReaderContext().getResource());                 }                 return;             }         }     }      preProcessXml(root);     parseBeanDefinitions(root, this.delegate); // 从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象       postProcessXml(root);      this.delegate = parent; } 

BeanDefinitionParserDelegate解析Bean定义资源文件生成BeanDefinition

/**     * Parse the elements at the root level in the document:     * "import", "alias", "bean".     * @param root the DOM root element of the document     */ protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {     if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {         NodeList nl = root.getChildNodes();         for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {             Node node = nl.item(i);             if (node instanceof Element) {                 Element ele = (Element) node;                 if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {                     parseDefaultElement(ele, delegate);                 }                 else {                     delegate.parseCustomElement(ele);                 }             }         }     }     else {         delegate.parseCustomElement(root);     } }  private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {            // 如果元素节点是<Import>导入元素,进行导入解析     if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {         importBeanDefinitionResource(ele);     }     // 如果元素节点是<Alias>别名元素,进行别名解析      else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {         processAliasRegistration(ele);     }     // 如果元素节点<Bean>元素, 按照Spring的Bean规则解析元素       else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {         processBeanDefinition(ele, delegate);     }     // 如果元素节点<Beans>元素,即它是嵌套类型的     else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {         // 递归解析         doRegisterBeanDefinitions(ele);     } } 

解析Bean生成BeanDefinitionHolder的方法

/**     * Process the given bean element, parsing the bean definition     * and registering it with the registry.     */ protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {     BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);     if (bdHolder != null) {         bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);         try {             // 注册最终的装饰实例             BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());         }         catch (BeanDefinitionStoreException ex) {             getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +                     bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);         }         // Send registration event.         getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));     } } 

(这里就不展开了,无非就是解析XML各种元素,来生成BeanDefinition)

解析过后的BeanDefinition在IoC容器中的注册

Document对象的解析后得到封装BeanDefinition的BeanDefinitionHold对象,然后调用BeanDefinitionReaderUtils的registerBeanDefinition方法向IoC容器注册解析的Bean,BeanDefinitionReaderUtils的注册的源码如下:

// 通过BeanDefinitionRegistry将BeanDefinitionHolder注册到BeanFactory public static void registerBeanDefinition(         BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)         throws BeanDefinitionStoreException {      // Register bean definition under primary name.     String beanName = definitionHolder.getBeanName();     registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());      // Register aliases for bean name, if any.     String[] aliases = definitionHolder.getAliases();     if (aliases != null) {         for (String alias : aliases) {             registry.registerAlias(beanName, alias);         }     } } 

当调用BeanDefinitionReaderUtils向IoC容器注册解析的BeanDefinition时,真正完成注册功能的是DefaultListableBeanFactory。

DefaultListableBeanFactory向IoC容器注册解析后的BeanDefinition

IOC容器本质上就是一个beanDefinitionMap, 注册即将BeanDefinition put到map中

/** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */ private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);  /** Map from bean name to merged BeanDefinitionHolder. */ private final Map<String, BeanDefinitionHolder> mergedBeanDefinitionHolders = new ConcurrentHashMap<>(256);   @Override public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)         throws BeanDefinitionStoreException {      Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");     Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");      if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {         try {             ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();         }         catch (BeanDefinitionValidationException ex) {             throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,                     "Validation of bean definition failed", ex);         }     }      BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);     // 如果已经注册     if (existingDefinition != null) {         // 检查是否可以覆盖         if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {             throw new BeanDefinitionOverrideException(beanName, beanDefinition, existingDefinition);         }         else if (existingDefinition.getRole() < beanDefinition.getRole()) {             // e.g. was ROLE_APPLICATION, now overriding with ROLE_SUPPORT or ROLE_INFRASTRUCTURE             if (logger.isInfoEnabled()) {                 logger.info("Overriding user-defined bean definition for bean '" + beanName +                         "' with a framework-generated bean definition: replacing [" +                         existingDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");             }         }         else if (!beanDefinition.equals(existingDefinition)) {             if (logger.isDebugEnabled()) {                 logger.debug("Overriding bean definition for bean '" + beanName +                         "' with a different definition: replacing [" + existingDefinition +                         "] with [" + beanDefinition + "]");             }         }         else {             if (logger.isTraceEnabled()) {                 logger.trace("Overriding bean definition for bean '" + beanName +                         "' with an equivalent definition: replacing [" + existingDefinition +                         "] with [" + beanDefinition + "]");             }         }         // 覆盖         this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);     }     else {         if (hasBeanCreationStarted()) {             // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)             synchronized (this.beanDefinitionMap) {                 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);                 List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);                 updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);                 updatedDefinitions.add(beanName);                 this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;                 removeManualSingletonName(beanName);             }         }         else {             // Still in startup registration phase             this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);             this.beanDefinitionNames.add(beanName);             removeManualSingletonName(beanName);         }         //重置所有已经注册过的BeanDefinition的缓存           this.frozenBeanDefinitionNames = null;     }      if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {         resetBeanDefinition(beanName);     }     else if (isConfigurationFrozen()) {         clearByTypeCache();     } } 

至此,Bean定义资源文件中配置的Bean被解析过后,已经注册到IoC容器中,被容器管理起来,真正完成了IoC容器初始化所做的全部工作。现 在IoC容器中已经建立了整个Bean的配置信息,这些BeanDefinition信息已经可以使用,并且可以被检索,IoC容器的作用就是对这些注册的Bean定义信息进行处理和维护。这些的注册的Bean定义信息是IoC容器控制反转的基础,正是有了这些注册的数据,容器才可以进行依赖注入。

总结

现在通过上面的代码,总结一下IOC容器初始化的基本步骤:

Spring框架系列(7) - Spring IOC实现原理详解之IOC初始化流程

  • 初始化的入口在容器实现中的 refresh()调用来完成

  • 对 bean 定义载入 IOC 容器使用的方法是 loadBeanDefinition,其中的大致过程如下:

    • 通过 ResourceLoader 来完成资源文件位置的定位,DefaultResourceLoader 是默认的实现,同时上下文本身就给出了 ResourceLoader 的实现,可以从类路径,文件系统, URL 等方式来定为资源位置。如果是 XmlBeanFactory作为 IOC 容器,那么需要为它指定 bean 定义的资源,也就是说 bean 定义文件时通过抽象成 Resource 来被 IOC 容器处理的
    • 通过 BeanDefinitionReader来完成定义信息的解析和 Bean 信息的注册, 往往使用的是XmlBeanDefinitionReader 来解析 bean 的 xml 定义文件 - 实际的处理过程是委托给 BeanDefinitionParserDelegate 来完成的,从而得到 bean 的定义信息,这些信息在 Spring 中使用 BeanDefinition 对象来表示 - 这个名字可以让我们想到loadBeanDefinition,RegisterBeanDefinition 这些相关的方法 - 他们都是为处理 BeanDefinitin 服务的
    • 容器解析得到 BeanDefinition 以后,需要把它在 IOC 容器中注册,这由 IOC 实现 BeanDefinitionRegistry 接口来实现。注册过程就是在 IOC 容器内部维护的一个HashMap 来保存得到的 BeanDefinition 的过程。这个 HashMap 是 IoC 容器持有 bean 信息的场所,以后对 bean 的操作都是围绕这个HashMap 来实现的.
  • 然后我们就可以通过 BeanFactory 和 ApplicationContext 来享受到 Spring IOC 的服务了,在使用 IOC 容器的时候,我们注意到除了少量粘合代码,绝大多数以正确 IoC 风格编写的应用程序代码完全不用关心如何到达工厂,因为容器将把这些对象与容器管理的其他对象钩在一起。基本的策略是把工厂放到已知的地方,最好是放在对预期使用的上下文有意义的地方,以及代码将实际需要访问工厂的地方。 Spring 本身提供了对声明式载入 web 应用程序用法的应用程序上下文,并将其存储在ServletContext 中的框架实现。

参考文章

https://blog.csdn.net/qq_36212439/article/details/82749963

https://juejin.cn/post/6973884466171215908

https://juejin.cn/post/6844903838743265294

https://blog.csdn.net/hjing123/article/details/104867343

https://www.cnblogs.com/wl20200316/p/12522993.html

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