Spring源码解析（一）- 容器的基本实现

       Spring使用 基本的JavaBean 来完成以前只可能由EJB完成的事情，是个分层架构。Spring创建bean都需要通过 读取 、 解析 、 校验配置文件, 然后注册创建成Bean。 Spring是一个Bean容器 ， 主要作用是替我们管理bean对象 (简单的Java类对象的生命周期)。不管框架如何强大，还是需要我们程序员来告诉其一些必要信息的(比如要 管理的bean对象的类相关信息、是否开启组件扫描 等)，这些我们称之为对 Spring框架的配置 ，目前主流的配置方式是 通过使用配置文件或注解。

        Spring中最核心的两个类： DefaultListableBeanFactory、XmlBeanDifinitionReader。DefaultListableBeanFactory 是整个bean加载的核心部分，是Spring注册及加载bean的默认实现 。XmlBeanDefinitionReader 主要使用reader属性对资源文件进行读取和注册。

        XML配置文件读取是Spring中重要的功能，大部分Spring大部分功能都是 以配置作为切入点 。 XmlBeanFactory 继承自 DefaultListableBeanFactory ，而对于 DefaultListableBeanFactory 不同的地方其实是在 XmlBeanFactory 中使用了自定义的XML读取器 XmlBeanDefinitionReader ，主要用于从XML文档中读取 BeanDefinition， 实现了个性化的 BeanDefinitionReader 读取， DefaultListableBeanFactory 继承了 AbstractAutowireCapableBeanFactory 并实现了 ConfigurableListableBeanFactory 以及 BeanDefinitionRegistry 接口。

        Spring的配置文件读取是通过ClasaPathResource进行封装的 ，如：new ClassPathResource("beanxml")。在java中， 将不同来源的资源的读取逻辑抽象成URL ，通过注册不同的 handler来处理。 一般handler的类型使用不同的前缀，URL没有默认定义相对的path路径，也 没有提供相关方法对资源进行检查 ，顾Spring对其内部需要使用到的资源做了属于自己的抽象结构， 用Resource接口来封装底层资源。

        Resource 接口继承 InputStreamSource(封装了任何能返回InputStream的类)。

        Resource接口抽象了所有Spring内部使用到的底层资源 ，首先它定义了3个能判断当前资源状态的方法： 存在性（exists）、可读性（isReadable）、是否处于打开状态（isOpen） 。有了Resource接口便可以对所有资源进行统一处理。 ClassPathResource 中的实现是通过class或 classLoader 提供的底层方法进行调用。以此完成对配置文件资源的封装。

        当通过Resource相关类完成了对配置文件进行封装，接下来由 XmlBeanDefinitionReader 完成对配置文件的读取工作。

       XML文件的验证模式有两种：DTD、XSD（XML Schema）

        DTD即文档类型定义， 是一种XML约束模式语言，是XML文件的验证机制 。是一种保证XML文档格式正确的有效方法， 可以通过比较XML文档和DTD文件来查看文档是否符合规范，元素和标签的使用是否正确 。一个DTD文档包含：元素的定义规则、元素间关系的定义规则、元素可使用的属性、可使用的实体或符号规则。 要使用DTD验证模式需要在XML文件的头部声明。

        XML Schema语言就是XSD。   XML Schema描述了XML文档的结构。可以用一个指定的XML Schema来验证某个XML文档，以检查该XML文档是否符合其要求。也可以 通过XML Schema指定一个XML文档所允许的结构和内容 。XML Schema本身也是一个XML文档，符合XML语法结构，可以用通用的XML解析器解析它。    

        使用XML Schema文档对XML实例进行校验，要声明名称空间和指定该名称空间所对应的XML Schema文档存储位置 。通过schemaLocation属性来指定名称空间所对应的XML Schema文档的存储地址（1、名称空间URL；2、该名称空间所标识的XML Schema文件地址或URL地址）。

      另外验证模式通过 XmlBeanDefinitionReader 中的setValidationMode方法进行设定。而 Spring 用来检测验证模式的方法实际上就是判断是否包含 DOCTYPE ,如果包含就是 DTD ，否则就是 XSD 。

        XML文件经过验证模式，交由DocumentLoader进行解析成对应的 Document。 而解析的过程中存在这么一环节：（EntityResolver） 根据声明去寻找对应的DTD定义，以便对文档进行验证认证 。也可以通过setEntityResolver设置DTD定义。EntityResolver它用来接收两个参数publicId和systemId,xsd格式文件通常publicId为null。而对于不同的验证模式采用不同的解析器进行解析，并把文件转换成Document文件，用于提取及注册bean。

          Document 文件通过 BeanDefinitionDocumentReader 进行内部逻辑处理，并提取root用于作为参数继续完成BeanDefinition的注册。

通过AbstractApplicationContext#refresh()提供了在加载完配置文件后的启动过程。以SpringBoot的Web环境来看启动过程(文末有spring容器的启动过程及区别)

1prepareRefresh()：由于在此时还没有加载servlet容器，所以servletContext=null，servletConfig=null，还没有进行初始化propertySource，添加了几个ApplicationListeners。

2obtainFreshBeanFactory()：创建BeanFactory，即DefaultListableBeanFactory

3prepareBeanFactory()：对DefaultListableBeanFactory进行属性填充。如：添加类加载器，添加BeanPostProcessor等等。

4postProcessBeanFactory()：在上面prepareBeanFactory()公共的之后，提供子类的特殊处理，注册特殊的后处理器，此处为ServletWebServerApplicationContext的具体实现。

5invokeBeanFactoryPostProcessors()：主要是扫描包，注册成BeanDefinition，对类配置的信息解析成BeanDefinition的属性。然后执行实现了BeanFactoryPostProcessor接口的bean的postProcessBeanFactory()方法。

对于BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的BeanFactoryPostProcessor，执行postProcessBeanDefinitionRegistry

ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer类型的processor，检查包名是否异常

获取类型为BeanDefinitionRegistryPostProcessor并且是PriorityOrdered优先排序类型的beanDefinition

上面获取postProcessorNames的具体实现如下

调用刚获取到的currentRegistryProcessor列表中的bean的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

获取到启动类

对启动类开始进行解析，包装成SourceClass，开始解析

获取到需要扫描的包信息，开始进行解析

解析是否有includeFilters，excludeFilters，lazyInit等属性，解析basePackage，basePackageClasses配置，如果没有，则根据启动类的包名获取，最终获得需要扫描的包。

解析包下所有beanDefinition，遍历并逐个解析。  如果实现了AnnotatedBeanDefinition接口，解析是否有lazy，Primary，DependsOn，Role，Description等注解并对beanDefinition进行相应属性设置。   检查是否在beanDefinitionMap中，如果不存在则将beanDefinition注册到beanDefinitionMap中。

对获取到的包下的beanDefinition进行遍历处理。处理是否import，ImportResource，Bean注解，处理实现的接口。

处理完BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的bean之后，处理之前注册的处理器，前两个处理器没做任何处理，第三个处理器ConfigurationClassPostProcessor，对目前加载的所有的beanDefinition进行处理。如果是启动类，生成代理类并替换原来的beanClass

获取实现了BeanFactoryPostProcessor接口的类，去除了上面已经解析过的internalConfigurationAnnotationProcessor,根据是否排序进行分类，然后按照PriorityOrdered，Ordered，nonOrdered以此执行。

6registerBeanPostProcessors()：获取实现了BeanPostProcessor的bean，并根据是否实现order接口进行排序，并按顺序注册到beanPostProcessors中。

7initMessageSource()：

8initApplicationEventMulticaster()：注册事件广播器

9onRefresh()：获取ServletWebServerFactory(tomcatServletWebServerFactory)，创建TomcatWebServer，然后initServletPropertySources

创建TomcatWebServer之后获取需要初始化的servlet，filter

将servlet添加到servletContext中

将filter添加到servletContext中

10registerListeners()：在事件广播器中注册监听器，注册监听器name，如果earlyApplicationEvents存在，则广播事件。

11finishBeanFactoryInitialization()：实例化bean

先进行实例化之前的 *** 作，再实例化bean。

如果有实现InstantiationAwareBeanPostProcessor， 则执行postProcessBeforeInstantiation

根据实例化策略进行实例化(这里是cglib)包装成BeanWrapper

实例化之后执行后处理

执行postProcessProperties

属性设置，在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor中进行依赖注入

是否实现BeanNameAware，BeanClassLoaderAware，BeanFactoryAware等接口

init之前

调用自定义的init方法，在InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor中处理

如果实现了InitializingBean，执行afterPropertiesSet()方法

然后执行init之后的方法

12finishRefresh()：主要做的事情是启动tomcat，并发布事件

逐个listener去匹配事件

以下为spring环境启动与web环境启动的相同和不同：

1prepareRefresh()：区别在于initPropertySources()的实现不同，spring上下文为AnnotationConfigApplicationContext，web上下文AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext

2obtainFreshBeanFactory()：相同

3prepareBeanFactory()：相同

4postProcessBeanFactory()：spring使用的AbstractApplicationContext的默认处理，没有提供实现，web提供了实现注册了特殊的处理器

5invokeBeanFactoryPostProcessors()：相同

6registerBeanPostProcessors()：相同

7initMessageSource()：相同

8initApplicationEventMulticaster()：相同

9onRefresh()：spring什么都没做，使用的AbstractApplicationContext的默认实现，web提供了创建web容器的过程

10registerListeners()：相同

11finishBeanFactoryInitialization()：相同

12finishRefresh()：spring主要做的事情是发布事件，web容器多了一步启动web容器

综上：web环境和spring环境启动容器流程基本相同，spring默认使用AbstractApplicationContext的实现，web多了properties解析，注册特殊处理器，创建webServer和启动webServer的过程。

当在properties文件中写入 一些值时，我们可以通过在类的属性上使用@Value注解，取到这个值。

如在配置文件中写入

则在类中

这样可以获取到值。但是根据网上的例子，我一直获取不到，首先根据spring的例子，

想要使用@Value，必须把当前类加入spring的容器管理， 如果使用注解，就是在类上加入

@Controller @Service @Component 等容器注解，可是我加入了@Component注解，依然不能获取到值，但是如果是在@Controller 下，则可以。翻阅多篇博客论坛后，终于找到原因。

原来，使用@Value的类，在spring中，不能直接通过new *** 作符来使用，而是应该通过spring的注解 @Autowired 来使用，

如

这样才能成功通过@Value注解取到配置文件中的值。

1、什么是Spring

Spring就是一个java写的框架，使用java语言开发的， 轻量级的， 开源的框架。 可以在j2se、j2ee项目中都可以使用。

Spring核心技术： ioc， aop

Spring又叫做：容器， spring作为容器， 装的是java对象。 可以让spring创建java对象， 给属性赋值。

Spring作用： 实现解耦合， 解决java对象之间的耦合， 解决模块之间的耦合。

总结： Spring最大的特点就是帮你创建对象，不需要你在代码中手动的去new，而是只要你告诉Spring的容器，你要的对象的名字，Spring容易就会自动给你了。就好比如你想吃一个东西，你不需要自己手动的去做，你可以去餐厅里面，告诉服务员你想吃的菜的名字，那么服务员就可以给你上菜了。

Spring也像一艘航空母舰，虽然它本身没有什么作战能力。但是它的甲板上可以容纳很多舰载机，具体作战任务可以让这些舰载机去执行。舰载机就像是其它框架的核心对象，比如nybatis的SqlSession对象。Spring可以管理这些核心的对象。

2、Spring的有点

Spring 是一个框架，是一个半成品的软件。有 20 个模块组成。它是一个容器管理对象，容器是装东西的，Spring 容器不装文本，数字。装的是对象。Spring 是存储对象的容器。

（1） 轻量 Spring 框架使用的 jar 都比较小，一般在 1M 以下或者几百 kb。Spring核心功能的所需的 jar 总共在 3M 左右。 Spring 框架运行占用的资源少，运行效率高。不依赖其他 jar

（2） 针对接口编程，解耦合 Spring 提供了 Ioc 控制反转，由容器管理对象，对象的依赖关系。原来在程序代码中的对象创建方式，现在由容器完成。对象之间的依赖解耦合。

（4） 方便集成各种优秀框架 Spring 不排斥各种优秀的开源框架，相反 Spring 可以降低各种框架的使用难度，Spring 提供了对各种优秀框架（如 Struts,Hibernate、MyBatis）等的直接支持。简化框架的使用。Spring 像插线板一样，其他框架是插头，可以容易的组合到一起。需要使用哪个框架，就把这个插头放入插线板。不需要可以轻易的移除。

3、IoC 控制反转

31IoC分为 控制和反转

反转：把开发人员管理对象的权限转移给了代码之外的容器实现。 由容器完成对象的管理。

正转：开发人员在代码中， 使用 new 构造方法创建对象。 开发人员掌握了对象的创建，属性赋值，对象从开始到销毁的全部过程。 开发人员有对 对象 全部控制。

通过容器，可以使用容器中的对象（容器已经创建了对象， 对象属性赋值了， 对象也组装好了）。

Spring就是一个容器，可以管理对象，创建对象，给属性赋值。

31IoC的技术实现

DI （ 依赖注入） ：Dependency Injection， 缩写是DI 是IoC的一种技术实现。 程序只需要提供要使用的对象的名称就可以了， 对象如何创建， 如何从容器中查找，获取都由容器内部自己实现。

Spring框架使用的DI实现IoC通过spring框架， 只需要提供要使用的对象名词就可以了。 从容器中获取名称对应的对象。spring底层使用的 反射机制， 通过反射创建对象，给属性。

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