(spring-第5回【IoC基礎(chǔ)篇】)spring容器從加載配置文件到實(shí)例化bean的內(nèi)部工作機(jī)制

2019-11-14 15:04:08

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供稿：網(wǎng)友

前面講過，sPRing的生命周期為：實(shí)例化前奏-->實(shí)例化-->實(shí)例化后期-->初始化前期-->初始化-->初始化后期-->bean的具體調(diào)用-->銷毀前-->銷毀。那么，從裝配xml屬性到實(shí)例化bean的內(nèi)部機(jī)制是怎樣的，沒有細(xì)說，今天我們來一起刨根問底。

還是老風(fēng)格，以具體例子先入為主。下面是一個(gè)再簡(jiǎn)單不過的spring框架的栗子。(XML,有。Bean，有。Spring容器，有。main函數(shù)，有。麻雀雖小，但是夠了。)

這是XML，簡(jiǎn)單易懂，嘎嘣脆:

1 。。。。。。2 3 <bean id="car" class="com.mesopotamia.test1.Car" 4          p:brand="寶馬X5"5          p:maxSpeed="200"/>6 </beans>

這是Bean,要個(gè)子有個(gè)子，要西一翁有西一翁：

代碼001
 
1 public class Car { 2     private String name; 3     private String brand; 4     private double maxSpeed; 5     public double getMaxSpeed() { 6         return maxSpeed; 7     } 8     public void setMaxSpeed(double maxSpeed) { 9         this.maxSpeed = maxSpeed;10     }11 12 13     private Log log=LogFactory.getLog(Car.class);14     15     public Car(){16         name="寶馬";17         log.info("調(diào)用了Car的構(gòu)造函數(shù)，實(shí)例化了Car，并把Car的name屬性設(shè)為："+name);18     }19     public String getName() {20         return name;21     }22     public void setName(String name) {23         this.name = name;24     }25     public String getBrand() {26         return brand;27     }28     public void setBrand(String brand) {29         this.brand = brand;30     }31     32     33     public String toString(){34         return "名字"+name+" 型號(hào)"+" 速度："+maxSpeed;35     }36     37 38 }

下面是啟動(dòng)函數(shù)，精悍！干練：

代碼002

1 public class Main {2     private static Log log=LogFactory.getLog(Main.class);3     4     public static void main(String args[]){5         applicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("com/mesopotamia/test1/*.xml");6         Car car1 = ctx.getBean("car",Car.class);7         log.info(car1.toString());8     }

但是我要講的重點(diǎn)是main函數(shù)跑起來后的日志：

代碼003

1 2015-11-16 20:19:04,318  INFO [main] (AbstractApplicationContext.java:456) - Refreshing org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext@1ff5ea7: startup date [Mon Nov 16 20:19:04 CST 2015]; root of context hierarchy2 2015-11-16 20:19:04,371  INFO [main] (XmlBeanDefinitionReader.java:315) - Loading XML bean definitions from file [C:/MySoftware/workspace/springtest/WebRoot/WEB-INF/classes/com/mesopotamia/test1/beans.xml]3 2015-11-16 20:19:04,482  INFO [main] (DefaultListableBeanFactory.java:555) - Pre-instantiating singletons in org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@6e293a: defining beans [car]; root of factory hierarchy4 2015-11-16 20:19:04,483  INFO [main] (Car.java:22) - 調(diào)用了Car的構(gòu)造函數(shù)，實(shí)例化了Car，并把Car的name屬性設(shè)為：寶馬5 2015-11-16 20:19:04,533  INFO [main] (Main.java:15) - 名字寶馬 型號(hào) 速度：200.0

一開始就加載了AbstractApplicationContext里的方法，那么這個(gè)方法做了什么？實(shí)際上，第一行是由AbstractApplicationContext的refresh()方法打印出的，容器一啟動(dòng)就要加載這個(gè)方法，讓我們來揭開refresh()的面紗吧。

首先，這個(gè)AbstractApplicationContext必須是ClassPathXmlApplicationContext的父類，否則代碼002的第5行怎么一跑起來會(huì)跑到AbstractApplicationContext里面的方法里去？孩子被打，當(dāng)然是去叫爹咯。

在MyEclipse里，我們按住ctrl鍵，點(diǎn)擊ClassPathXmlApplicationContext一路點(diǎn)下去你就發(fā)現(xiàn)其中的繼承關(guān)系（姑且用—>表示子類指向被繼承的父類）：

ClassPathXmlApplicationContext —> AbstractXmlApplicationContext —>AbstractRefreshableConfigApplicationContext —>AbstractRefreshableApplicationContext—>AbstractApplicationContext。

我們進(jìn)入AbstractApplicationContext，看到refresh()方法的廬山真面目：

 1 public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { 2         synchronized (this.startupShutdownMonitor) { 3             // Prepare this context for refreshing. 4             prepareRefresh(); 5  6             // Tell the subclass to refresh the internal bean factory. 7             ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); 8  9             // Prepare the bean factory for use in this context.10             prepareBeanFactory(beanFactory);11 12             try {13                 // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.14                 postProcessBeanFactory(beanFactory);15 16                 // Invoke factory processors registered as beans in the context.17                 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);18 19                 // Register bean processors that intercept bean creation.20                 registerBeanPostProcessors(beanFactory);21 22                 // Initialize message source for this context.23                 initMessageSource();24 25                 // Initialize event multicaster for this context.26                 initApplicationEventMulticaster();27 28                 // Initialize other special beans in specific context subclasses.29                 onRefresh();30 31                 // Check for listener beans and register them.32                 registerListeners();33 34                 // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.35                 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);36 37                 // Last step: publish corresponding event.38                 finishRefresh();39             }40 41             catch (BeansException ex) {42                 // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.43                 destroyBeans();44 45                 // Reset 'active' flag.46                 cancelRefresh(ex);47 48                 // Propagate exception to caller.49                 throw ex;50             }51         }52     }

人生若只如初見，看到這如此美麗的代碼是否驚呆了天真爛漫的你？OK,我知道你英語沒我好，我就大概講一下這refresh()里面都干了些什么，這些步驟實(shí)際上就是實(shí)例化之前的一系列美麗動(dòng)作：

第9行：準(zhǔn)備bean factory　　(BeanFactory是spring框架的基礎(chǔ)設(shè)施)

第16行：調(diào)用被注冊(cè)為bean的BeanFactoryPostProcessors（工廠后處理器）　　（工廠后處理器負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)例化之前未成形的bean進(jìn)行加工處理）

第19行：注冊(cè)BeanPostProcessors（Bean后處理器）來阻擋bean的創(chuàng)建。　　（實(shí)例化后的bean需要用這個(gè)后處理器來進(jìn)一步加工）

第22行：初始化消息源（國際化信息資源）。　　（國際化很容易理解吧？比如微信可以切換中英文版本等等，后面會(huì)獨(dú)列篇幅講解）

第25行：初始化應(yīng)用上下文事件廣播器。　　（spring有一套完善的事件發(fā)布和監(jiān)聽機(jī)制，事件廣播器負(fù)責(zé)把事件通知給監(jiān)聽器，監(jiān)聽器來執(zhí)行事件。后面會(huì)獨(dú)列篇幅講解）。

第28行：初始化其他特殊的bean。

第31行：檢查是否有監(jiān)聽器然后注冊(cè)監(jiān)聽器（監(jiān)聽器就跟bean一樣，需要放在注冊(cè)表中。后面會(huì)獨(dú)列篇幅講解）。

第34行：初始化所有單實(shí)例的bean（懶模式bean除外），單實(shí)例的bean初始化后把bean的引用放在spring容器的緩存中，調(diào)用者使用的是同一個(gè)額引用，任何一個(gè)調(diào)用者對(duì)bean的修改都會(huì)影響其他調(diào)用者。懶模式是指，spring容器啟動(dòng)時(shí)不會(huì)初始化，而在需要用到該bean時(shí)才初始化。XML<bean>標(biāo)簽中的lazy-init屬性就是設(shè)置懶模式或者勤快模式的，false是勤快模式，true是懶模式。

第37行：創(chuàng)建上下文刷新事件，發(fā)布廣播器。　　(事件機(jī)制后面會(huì)獨(dú)列篇幅講解)

上面這些就是bean實(shí)例化前后的細(xì)枝末節(jié)了。那么上面的什么工廠后處理器，bean后處理器被調(diào)用后又是怎樣處理的呢？

下面我們來細(xì)化一下創(chuàng)建一個(gè)完整的bean的作業(yè)流程：

整體是下面這樣的：

簡(jiǎn)單點(diǎn)：

讀取XML，轉(zhuǎn)化并加工成BeanDefinition，實(shí)例化BeanDefinition。

具體點(diǎn)：

ResourceLoader加載XML配置信息后，由BeanDefinitionReader讀取配置信息文件，把每個(gè)<bean>解析成BeanDefinition對(duì)象保存在注冊(cè)表中。容器首先掃描注冊(cè)表取出工廠后處理器，對(duì)注冊(cè)表中的BeanDefinition進(jìn)行加工處理。Spring容器接著從注冊(cè)表中取出加工過的BeanDefinition開始著手bean實(shí)例化的事情。實(shí)例化時(shí)，首先由BeanWapper對(duì)bean進(jìn)行封裝，配置屬性。最后利用注冊(cè)表中的Bean后處理器裝飾打扮，裝配出一個(gè)準(zhǔn)備就緒的Bean來。（注冊(cè)表就類似于一個(gè)Map<K,V>，把所有的bean，不管是業(yè)務(wù)bean，還是spring自己的bean，都放到注冊(cè)表里，用的時(shí)候取出來）。

再具體點(diǎn)：

ResourceLoader加載XML配置信息后，由BeanDefinitionReader讀取配置信息文件，把每個(gè)<bean>解析成BeanDefinition對(duì)象保存在BeanDefinitionRegistry注冊(cè)表中。這時(shí)的BeanDefinition可能只是個(gè)半成品，因?yàn)槟承ML屬性配置里會(huì)有占位符變量，這些變量此時(shí)不會(huì)被解析出來，需要繼續(xù)優(yōu)化，比如下面這樣：
```
1    <bean id="simpleBean" class="com.spring.ch04.SimplePostProcessor">  2    <property name="connectionString" value="${simpleBean.connectionString}"/>  3    <property name="passWord" value="${simpleBean.password}"/>  4    <property name="username" value="${simpleBean.username}"/>  5      6    </bean>  
```
因?yàn)橛?的情況出現(xiàn)，所以容器首先掃描注冊(cè)表取出工廠后處理器，對(duì)注冊(cè)表中的BeanDefinition進(jìn)行加工處理，把占位符替換成真正的值，產(chǎn)生成品的BeanDefinition。
通過反射機(jī)制掃描BeanDefinitionRegistry所有屬性編輯器的bean類，并把這些bean放到spring容器的屬性編輯器注冊(cè)表（PropertyEditorRegistry）中。（Spring的屬性編輯器負(fù)責(zé)將配置文件中的文本配置值轉(zhuǎn)換為Bean屬性的配置值，這個(gè)后面會(huì)獨(dú)辟章節(jié)來講）。
Spring容器從BeanDefinitionRegistry中取出加工后的BeanDefinition，并調(diào)用InstantiationStrategy著手對(duì)bean的實(shí)例化工作。（這里的實(shí)例化只是相當(dāng)于new了一個(gè)新對(duì)象一樣，也就是說，只是跑一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，不會(huì)具體的為屬性設(shè)置值，當(dāng)然如果構(gòu)造函數(shù)里寫了設(shè)置值的語句，那么也可以賦值。比如一開始的那個(gè)例子，實(shí)例化時(shí)在構(gòu)造函數(shù)里就給Car的name屬性附上了"寶馬"的名字）。
實(shí)例化的過程中，spring容器使用BeanWrapper對(duì)bean進(jìn)行封裝，BeanWrapper結(jié)合BeanDefinition和屬性編輯器注冊(cè)表中的屬性編輯器完成bean的屬性設(shè)置工作。
最后調(diào)用Bean后處理器對(duì)bean 作最后的潤色。