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Spring IOC源碼跟蹤記錄-基于XML

Big_fat_cat / 1729人閱讀

摘要：在有了之后，類與類之間的耦合關系是這樣的。為刷新做好準備。初始化上下文消息為這個上下文初始化事件多播器。

what is IOC？

IOC（Inversion of Control ）控制反轉，是Spring框架最重要的一個特性，提供了一個裝載類的容器來為類之間進行解耦，并提供了一系列的擴展接口，使得開發者可以在bean的生命周期里自定義一些行為操作。

在沒有IOC之前，類與類之間的耦合關系是這樣的。這兒僅僅只有5個類，類之間的耦合關系就如此復雜，難以想象當類的數量隨著業務發展而爆炸增多的時候，耦合關系是多么的糟糕。

在有了IOC之后，類與類之間的耦合關系是這樣的。所有類都注冊在IOC容器上，所有類只和IOC容器耦合，并且IOC容器為所有管理的類提供生命周期的管理。

how IOC do？

可以看出來IOC容器很像我們生活中的百貨商場，我們需要什么東西都可以去百貨商場買到，在沒有百貨商場以前我們買菜需要去菜市場，買手機需要去手機店，買電腦需要到電腦城......極大的方便了獲取類的方式。接下來我通過Debug源碼的方式來追一追整個IOC啟動過程的步驟，希望能揭開這個“百貨商場”的神秘面紗。

這是我們debug的入口，用的是最基礎的XML解析的方式。

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
HelloService service = (HelloService) context.getBean("service");
service.say();
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
      throws BeansException {
   super(parent); //設置parent父容器
   setConfigLocations(configLocations);//讓ioc容器感知到xml配置文件
   if (refresh) {
      refresh();
   }
}

做的第一步是super(parent)，可以看出IOC容器是具備父子關系的，順便提一下，這個特性在SpringMVC中體現出來了，SpringMVC的容器是 Spring容器的子容器，這樣的結果就是Controller（SpringMVC容器中的Bean）可以調用Service（Spring容器中的類），而反過來則不行，這樣一定程度保證了類之間的單向關系，以及調用方式不可逆，使得容器更加安全。

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
   synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
      // 為刷新做好準備。
      prepareRefresh();
      // 告訴子類刷新內部bean工廠。
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
      // 準備beanfactory，為使用ioc容器做好準備
      prepareBeanFactory(beanFactory);
      try {
         // 允許beanfactory準備好后做一些事情，擴展點
         postProcessBeanFactory(beanFactory);
         // 將bean注冊在ioc容器
         invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
         // 注冊攔截bean創建的bean處理器。
         registerBeanPostProcessors(beanFactory);
         // 初始化上下文消息
         initMessageSource();
         // 為這個上下文初始化事件多播器。
         initApplicationEventMulticaster();
         // 初始化特定上下文子類中的其他特殊bean。
         onRefresh();
         // 檢查listener類并注冊它們
         registerListeners();
         // 實例化所有的lazy-init單例
         finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
         // 最后一步：發布相應的事件
         finishRefresh();
      }
      catch (BeansException ex) {
         if (logger.isWarnEnabled()) {
            logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                  "cancelling refresh attempt: " + ex);
         }
         // 銷毀已經創建的單例
         destroyBeans();
         // 重置active的值
         cancelRefresh(ex);
         // 將異常傳播給調用者
         throw ex;
      }
      finally {
         //清空一些元數據的內存，這些元數據生成了單例模式后就再也用不到了
         resetCommonCaches();
      }
   }
}

這里是ioc容器的誕生點 createBeanFactory()

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
......

      DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
......
      loadBeanDefinitions(beanFactory);
......
}

再看看loadBeanDefinitions（）方法 ，這里解釋下什么是BeanDefinition （所有的Bean在Spring容器中的數據結構都是BeanDefinition，其中包含了跟這個bean相關的所有信息）beanDefinitionReader可以看做是一個IOC容器bean的生產者，可以從外部環境（xml，注解等）獲取到bean的信息并裝載進去，這個方法對beanDefinitionReader 設置了ResourceLoader，EnitityResolver等等對解析xml文件很重要的類，繼續Debug看。

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
   // Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
   XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);

   // Configure the bean definition reader with this context"s
   // resource loading environment.
   beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
   beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
   beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));

   // Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
   // then proceed with actually loading the bean definitions.
   initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
   loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}

ResourceLoader會去解析xml文件，將每個xml中的每個元素都解析然后返回一個DOM的文檔樹便于后續操作。

接著會執行prepareBeanFactory方法，這個方法類似一個制定ioc規則的方法，讓哪些接口的bean不注冊進去，哪些接口的bean注冊進去

protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
   // Tell the internal bean factory to use the context"s class loader etc.
   beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());
   beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));
   beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));

   // Configure the bean factory with context callbacks.
   beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);

   // BeanFactory interface not registered as resolvable type in a plain factory.
   // MessageSource registered (and found for autowiring) as a bean.
   beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);

   // Register early post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners.
   beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));

   // Detect a LoadTimeWeaver and prepare for weaving, if found.
   if (beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));
      // Set a temporary ClassLoader for type matching.
      beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));
   }

   // Register default environment beans.
   if (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());
   }
   if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());
   }
   if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());
   }
}

之后會對實現了BeanFactoryPostProcessor接口的類處理，該擴展點允許在（容器已經初始完成，但是bean還沒有初始化這部分時間進行擴展），體現了Spring的擴展性。

又看到了一個擴展點，BeanPostProcessor，該擴展點允許在bean 初始化之前或者之后的時候進行擴展

String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);

接下來回去預實例化沒有設置lazy-init的類

beanFactory.preInstantiateSingletons();

進入這個方法體，在debug已經可以看到自己設置的bean的id值了

可以看到除了類之外還有scope，lazyInit，primary等屬性

這兒走了一遍getBean的邏輯，不過因為沒有初始化，去到的實例都是null，接著會標記即將創建的bean，并將其緩存

/**
 標記已創建的（或即將創建的）指定bean。
這允許bean工廠優化其緩存重復。
創建指定的bean。
 * @param beanName the name of the bean
 */
protected void markBeanAsCreated(String beanName) {
   if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
      synchronized (this.mergedBeanDefinitions) {
         if (!this.alreadyCreated.contains(beanName)) {
            // Let the bean definition get re-merged now that we"re actually creating
            // the bean... just in case some of its metadata changed in the meantime.
            clearMergedBeanDefinition(beanName);
            this.alreadyCreated.add(beanName);
         }
      }
   }
}

馬上進入實例化bean的代碼，其中createBean（）是重點

// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
   sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() {
      @Override
      public Object getObject() throws BeansException {
         try {
            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;
         }
      }
   });

追了好幾層終于看到，bean是通過反射實例化的。


Class resolvedClass = ClassUtils.forName(className, classLoader);


如果是singleton，直接從map里面取，如果沒有則通過反射生成，放進map中然后返回，如果是prototype則每次獲取都會實例化，返回一個新的。


if (mbd.isSingleton()) {
   sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() {
      @Override
      public Object getObject() throws BeansException {
         try {
            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;
         }
      }
   });
   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);
}

這就是緩存單例bean的map


private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap(256);


protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
   Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
   if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
      synchronized (this.singletonObjects) {
         singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
         if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
            ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
            if (singletonFactory != null) {
               singletonObject = singletonFactory.getObject();
               this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
               this.singletonFactories.remove(beanName);
            }
         }
      }
   }
   return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}

總結

ResourceLoader對xml文檔樹進行讀取解析生成Resource文件，Resource文件封裝了對xml文件的IO操作，然后BeanDefinitionReader會對Resource文件讀取并生成BeanDefinition放在BeanDefinitionRegistry里面，過后beanFactoryPostProcesser會解析占位符，然后SimpleInstantiationStrategy會通過反射實例化，然后BeanWrapper會對非lazy-init的bean進行賦值，在getBean的時候IOC容器通過Map緩存的方式來達到單例的效果。
           
               
                                           
                       
                 
            
                     
             
               

                   
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                                    honmaple
                                    
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    Spring專題之IOC源碼分析
    
                                                     
    摘要：前言以下源碼基于版本解析。實現源碼分析對于的實現，總結來說就是定位加載和注冊。定位就是需要定位配置文件的位置，加載就是將配置文件加載進內存注冊就是通過解析配置文件注冊。下面我們從其中的一種使用的方式一步一步的分析的實現源碼。

前言
以下源碼基于Spring 5.0.2版本解析。
什么是IOC容器？
容器，顧名思義可以用來容納一切事物。我們平常所說的Spring IOC容器就是一個可以容...
    
                                                   
                          
    
                                
    
                                    不知名網友
                                    
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    摘要：啟動原理和執行原理分析一的啟動原理我們打開，注意看下面兩個依賴我們第一步是繼承了父項目，然后在添加啟動器的依賴，項目就會自動給我們導入關于項目所需要的配置和。

上一篇我們看到，我們很輕松的完成了項目的構建，那么SpringBoot是如何做到的呢，在使用的使用又有哪些通用配置和注意事項呢？
其實SpringBoot給我們做了大量的自動配置功能，我們只需要引入對應的啟動器就可以直接使用，作...
    
                                                   
                          
    
                                
    
                                    gotham
                                    
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Big_fat_cat

                    
男|高級講師

                    
                    

                          
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