Spring的初始化和XML解析的實現(xiàn)

更新時間：2019年03月13日 11:36:21 作者：清幽之地

這篇文章主要介紹了Spring的初始化和XML解析的實現(xiàn)，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

前言

Spring是什么？它是一個應(yīng)用程序框架，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供強大的支持，例如對事務(wù)處理和持久化的支持等；它也是一個bean容器，管理bean對象的整個生命周期，維護bean的各種存在狀態(tài)，例如bean對象的實例化、銷毀、bean的單實例和多實例狀態(tài)等。

Spring作為Java發(fā)展史上不可忽視的存在，說他重新定義了Java也不為過。它功能強大，著實為日常開發(fā)提供了大大的便利。表面越簡單的東西，背后越復(fù)雜。
從本章節(jié)開始，我們一起分析Spring的源碼，看它到底是怎么樣來實現(xiàn)我們常說常用的諸如IOC、Annotation、AOP、事務(wù)等功能的。

1、Spring的入口

在我們的項目中，web.xml必不可少，其中就定義了Spring的監(jiān)聽器。

<listener>
   <listener-class>
      org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
   </listener-class>
</listener>

我們來看ContextLoaderListener類，可以看到它實現(xiàn)了ServletContextListener接口，
contextInitialized就是Spring初始化的入口方法。

Spring還有一個入口，叫做org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet，它們之間是父子容器的關(guān)系，最終都會調(diào)用到同一個方法org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.refresh()。

2、初始化

Spring的初始化第一步就是要加載配置文件，然后解析里面的配置項。

ok，我們來到XmlWebApplicationContext類的loadBeanDefinitions方法。

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {
  String[] configLocations = getConfigLocations();
  if (configLocations != null) {
    for (String configLocation : configLocations) {
      reader.loadBeanDefinitions(configLocation);
    }
  }
}

可以看到，configLocations是一個數(shù)組，它獲取的就是配置文件。在筆者的項目中，只有一個配置文件，名字是applicationContext.xml。下一步就是通過loadBeanDefinitions這個方法解析這個配置文件。

3、解析XML配置

首先把一個配置文件封裝成一個Resource對象，然后獲取Resource對象的輸入流，轉(zhuǎn)換成InputSource對象，最后解析成Document對象。下面代碼只保留了主要部分。

public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources) 
             throws BeanDefinitionStoreException {
    ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
    if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
      // Resource pattern matching available.
      try {
        //這里的location就是配置文件-applicationContext.xml,轉(zhuǎn)成Resource對象
        Resource[] resources=resourceLoader).getResources(location);
        //獲取resources對象的輸入流 再轉(zhuǎn)成JDK的InputSource對象，最后解析成Document
        InputStream inputStream = resources.getInputStream();
        InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
        Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
      }
      catch (IOException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
            "Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);
      }
    }
  }

applicationContext.xml配置文件解析成Document對象，它的Root節(jié)點信息如下：

[  
  [#text:], 
  [context:component-scan: null], 
  [#text:], 
  [bean: null], 
  [#text:], 
  [bean: null], 
  [#text:], 
  [bean: null],
  [#text:], 
  [bean: null], 
  [#text:], 
  [#comment: 指定了表現(xiàn)層資源的前綴和后綴
    viewClass：JstlView表示JSP模板頁面需要使用JSTL標(biāo)簽庫
    prefix 和suffix：查找視圖頁面的前綴和后綴，比如傳進來的邏輯視圖名為hello，則該該
            jsp視圖頁面應(yīng)該存放在“WEB-INF/jsp/hello.jsp”], 
  [#text:], 
  [bean: null], 
  [#text: ]
]

4、加載Bean信息

上一步我們看到Spring已經(jīng)把applicationContext.xml這個配置文件解析成了Document對象，接下來就是關(guān)鍵的一步。先看源碼

  //這里拿到的是Document對象的根節(jié)點，根節(jié)點信息參考上圖
  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;
          //這里有兩個分支。
          //一個是處理默認的節(jié)點(import、alias、bean、beans)
          //一個是處理自定義的節(jié)點(context:component-scan)
          if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
            parseDefaultElement(ele, delegate);
          }
          else {
            delegate.parseCustomElement(ele);
          }
        }
      }
    }
    else {
      delegate.parseCustomElement(root);
    }
  }

4.1 component-scan的解析

首先定位到自定義解析方法delegate.parseCustomElement(ele);

最終調(diào)用了org.springframework.context.annotation.ComponentScanBeanDefinitionParser.parse(Element element, ParserContext parserContext)，不過它是怎么調(diào)用到這個類的呢？說起來就比較有意思了。

我們先來看Spring里面的一個配置文件，/META-INF/spring.handlers

http\://www.springframework.org/schema/context=org.springframework.context.config.ContextNamespaceHandler
http\://www.springframework.org/schema/jee=org.springframework.ejb.config.JeeNamespaceHandler
http\://www.springframework.org/schema/lang=org.springframework.scripting.config.LangNamespaceHandler
http\://www.springframework.org/schema/task=org.springframework.scheduling.config.TaskNamespaceHandler
http\://www.springframework.org/schema/cache=org.springframework.cache.config.CacheNamespaceHandler

這里面配置了不同標(biāo)簽的處理類，比如context標(biāo)簽處理類就是ContextNamespaceHandler，然后通過反射實例化這個處理類，調(diào)用它的init()方法。init()方法里面它又注冊了一堆處理類，其中就有我們很感興趣的component-scan。

  public NamespaceHandler resolve(String namespaceUri) {
    //handlerMappings里有個方法loadAllProperties(),獲取Spring所有的配置項
    Map<String, Object> handlerMappings = getHandlerMappings();
    Object handlerOrClassName = handlerMappings.get(namespaceUri);
    if (handlerOrClassName == null) {
      return null;
    }
    else if (handlerOrClassName instanceof NamespaceHandler) {
      return (NamespaceHandler) handlerOrClassName;
    }
    else {
      String className = (String) handlerOrClassName;
      try {
        //以context:component-scan舉例
        //這里拿到的className就是org.springframework.context.config.ContextNamespaceHandler
        //通過反射，實例化這個ContextNamespaceHandler，然后調(diào)用init方法
        Class<?> handlerClass = ClassUtils.forName(className, this.classLoader);
        NamespaceHandler namespaceHandler = BeanUtils.instantiateClass(handlerClass);
        namespaceHandler.init();
        handlerMappings.put(namespaceUri, namespaceHandler);
        return namespaceHandler;
      }
    }
  }
  public void init() {
    registerBeanDefinitionParser("annotation-config",
       new AnnotationConfigBeanDefinitionParser());
    registerBeanDefinitionParser("component-scan",
       new ComponentScanBeanDefinitionParser());
    //...未完
  }

最終Spring就可以通過component-scan這個標(biāo)簽，拿到ComponentScanBeanDefinitionParser類，調(diào)用它的parse（）方法。

 public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
    //獲取包掃描路徑，對應(yīng)配置文件中的base-package="com.viewscenes.netsupervisor"
    String basePackage = element.getAttribute(BASE_PACKAGE_ATTRIBUTE);
    basePackage = parserContext.getReaderContext().getEnvironment().
       resolvePlaceholders(basePackage);
    //這里可能有多個包路徑，分割成數(shù)組
    String[] basePackages = StringUtils.tokenizeToStringArray(basePackage,
        ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS);

    /**
     * configureScanner 配置掃描器。
     * scanner.doScan 掃描執(zhí)行
     * registerComponents 這里重點是對registerComponents的支持
     * 
     * @return
     */
    ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = configureScanner(parserContext, element);
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = scanner.doScan(basePackages);
    registerComponents(parserContext.getReaderContext(), beanDefinitions, element);

    return null;
  }

4.1.1 configureScanner 配置掃描器

這里面重點就是注冊了默認的過濾器。use-default-filters，默認值是true，如果配置文件配置了此屬性的值為false，有些注解就加不進來，到下一步掃描的時候就注冊不了Bean。

protected void registerDefaultFilters() {
  //這個就是配置的use-default-filters，如果配置了false。那么下面的
  // Component、ManagedBean、Named注解都不會被掃描到
  if (useDefaultFilters) { 
    this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
    ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();
    try {
      this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(
      ((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.annotation.ManagedBean", cl)), 
                                     false));
      logger.debug("JSR-250 'javax.annotation.ManagedBean' 
                       found and supported for component scanning");
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
      // JSR-250 1.1 API (as included in Java EE 6) not available - simply skip.
    }   
    //...未完
  }
}

4.1.2 doScan掃描

doScan分為三個步驟。

findCandidateComponents 掃描包路徑下的所有class文件，過濾有Component注解的類，轉(zhuǎn)換成BeanDefinition對象，加入一個LinkedHashSet中。
循環(huán)上一步返回的LinkedHashSet，設(shè)置基本屬性，比如setLazyInit、setScope。
注冊BeanDefinition對象，向Map容器中緩存beanName和BeanDefinition，向List中加入beanName。

protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = new LinkedHashSet<BeanDefinitionHolder>();
    for (String basePackage : basePackages) {
      //findCandidateComponents方法掃描class文件，判斷Component注解，轉(zhuǎn)成BeanDefinition對象返回。
      //值得注意的是，Component不止是@Component，還有
      //@Controller、@Service、@Repository，因為在這三個注解上面還有個@Component。
     //這就相當(dāng)于它們都是Component的子注解。
      Set<BeanDefinition> candidates = findCandidateComponents(basePackage);
      for (BeanDefinition candidate : candidates) {
        ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.
                              resolveScopeMetadata(candidate);
        //設(shè)置屬性，沒有配置的都是默認值
        candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
        candidate.setxxx(scopeMetadata.getxxxName());
        String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
        //registerBeanDefinition方法 注冊BeanDefinition，等同于下面兩句
        //this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        //this.beanDefinitionNames.add(beanName);
        registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
      }
    }
    return beanDefinitions;
  }

最后整個方法返回的就是beanDefinition對象的Set集合，以兩個Controller為例。

[  
  Generic bean: class [com.viewscenes.netsupervisor.controller.IndexController]; scope=; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null; defined in file [D:\apache-tomcat-7.0.78\webapps\springmvc_dubbo_producer\WEB-INF\classes\com\viewscenes\netsupervisor\controller\IndexController.class], 
  
  Generic bean: class [com.viewscenes.netsupervisor.controller.UserController]; scope=; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null; defined in file [D:\apache-tomcat-7.0.78\webapps\springmvc_dubbo_producer\WEB-INF\classes\com\viewscenes\netsupervisor\controller\UserController.class]
]

4.1.3 對annotation-config的支持

我們知道，在Spring配置文件有個配置是context:annotation-config 但如果配置了context:component-scan 就不必再配置config，這是因為在解析component-scan的時候已經(jīng)默認添加了annotation-config的支持，除非你手動設(shè)置了annotation-config="false"，不過這可不太妙，因為在IOC的時候就沒辦法支持@Autowired等注解了。

protected void registerComponents(XmlReaderContext readerContext, 
           Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions, Element element) {
  boolean annotationConfig = true;
  if (element.hasAttribute(ANNOTATION_CONFIG_ATTRIBUTE)) {
    annotationConfig = Boolean.valueOf(element.getAttribute(ANNOTATION_CONFIG_ATTRIBUTE));
  }
  if (annotationConfig) { //判斷annotation-config屬性的值
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<BeanDefinitionHolder>(4);
    if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
      RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
      beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    if (!registry.containsBeanDefinition(REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
      RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(RequiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
      beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
      RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);
      beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
      ......未完
  }
}

4.2 bean標(biāo)簽的解析

bean標(biāo)簽的解析，就是默認的處理方法。

獲取bean標(biāo)簽的id，并且把beanName賦值為id，設(shè)置別名。新建AbstractBeanDefinition對象，通過反射設(shè)置beanClass，解析property屬性名稱和值。

public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, BeanDefinition containingBean) {
    //獲取bean_id 
    String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
    String beanName = id;
    AbstractBeanDefinition beanDefinition = 
               parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean);
    String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases);
    //最后返回已經(jīng)包含了beanName、class對象和一系列方法的BeanDefinition對象
    return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray);
}
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(Element ele, 
                  String beanName, BeanDefinition containingBean) {
    String className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
    try {
      //根據(jù)className反射設(shè)置setBeanClass和setBeanClassName
      AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
      //設(shè)置默認方法 setScope、setLazyInit、setAutowireMode...
      parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
      //設(shè)置property屬性 <bean><property name="id" value="1001"></property></bean>
      parsePropertyElements(ele, bd);
      return bd;
    }
    return null;
}

注冊BeanDefinition對象，和component-scan掃描的bean注冊一樣。向容器中填充對象。

不管是XML配置的Bean，還是通過component-scan掃描注冊的Bean它們最后都是殊途同歸的，會轉(zhuǎn)換成一個BeanDefinition對象。記錄著這個Bean對象的屬性和方法，最后都注冊到容器中，等待在實例化和IOC的時候遍歷它們。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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