spring源码学习——IOC容器初始化(一)
IOC 容器的初始化包括 BeanDefinition 的 Resource 定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以 ApplicationContext 为例讲解,ApplicationContext 系列容器也许是我们最熟悉的,因为 Web项 目 中 使 用 的 XmlWebApplicationContext 就 属 于 这 个 继 承 体 系 , 还 有ClasspathXmlAppli
IOC 容器的初始化包括 BeanDefinition 的 Resource 定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以 ApplicationContext 为例讲解,ApplicationContext 系列容器也许是我们最熟悉的,因为 Web项 目 中 使 用 的 XmlWebApplicationContext 就 属 于 这 个 继 承 体 系 , 还 有ClasspathXmlApplicationContext 等,其继承体系如下图所示:
ApplicationContext 允许上下文嵌套,通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于 Bean 的查找可以在这个上下文体系中发生,首先检查当前上下文,其次是父上下文,逐级向上,这样为不同的Spring 应用提供了一个共享的 Bean 定义环境。
这里我们以FileSystemXmlApplicationContext 的 IOC 容器流程:
ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);
(1)、先看其构造函数的调用:
public FileSystemXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
this(configLocations, true, null);
}
其实际调用的构造函数为:
public FileSystemXmlApplicationContext(
String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
(2)、设置资源加载器和资源定位
通 过 分 析 FileSystemXmlApplicationContext 的 源 代 码 可 以 知 道 , 在 创 建
FileSystemXmlApplicationContext 容器时,构造方法做以下两项重要工作:
首先,调用父类容器的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好 Bean 资源加载器。
然 后 , 再 调 用 父 类 AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的
setConfigLocations(configLocations)方法设置 Bean 定义资源文件的定位路径。
通 过 追 踪 FileSystemXmlApplicationContext 的 继 承 体 系 , 发 现 其 父 类 的 父 类AbstractApplicationContext 中初始化 IOC 容器所做的主要源码如下:
public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext {
//静态初始化块,在整个容器创建过程中只执行一次
static {
//为了避免应用程序在 Weblogic8.1 关闭时出现类加载异常加载问题,加载 IOC 容
//器关闭事件(ContextClosedEvent)类
ContextClosedEvent.class.getName();
}
public AbstractApplicationContext() {
this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}
public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
this();
setParent(parent);
}
//获取一个 Spring Source 的加载器用于读入 Spring Bean 定义资源文件
protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
//AbstractApplicationContext 继承 DefaultResourceLoader,因此也是一个资源加载器
//Spring 资源加载器,其 getResource(String location)方法用于载入资源
return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}
...
}
AbstractApplicationContext 构造方法中调用 PathMatchingResourcePatternResolver 的构造方法创建 Spring 资源加载器:
public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) {
Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null");
//设置 Spring 的资源加载器
this.resourceLoader = resourceLoader;
}
在 设 置 容 器 的 资 源 加 载 器 之 后 , 接 下 来 FileSystemXmlApplicationContext 执 行setConfigLocations 方法通过调用其父AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的方法进行对 Bean 定义资源文件的定位,该方法的源码如下:
//处理单个资源文件路径为一个字符串的情况
public void setConfigLocation(String location) {
//String CONFIG_LOCATION_DELIMITERS = ",; /t/n";
//即多个资源文件路径之间用” ,; \t\n”分隔,解析成数组形式
setConfigLocations(StringUtils.tokenizeToStringArray(location, CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
}
//解析 Bean 定义资源文件的路径,处理多个资源文件字符串数组
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++) {
// resolvePath 为同一个类中将字符串解析为路径的方法
this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
}
}
else {
this.configLocations = null;
}
}
通过这两个方法的源码我们可以看出,我们既可以使用一个字符串来配置多个 Spring Bean 定义资源
文件,也可以使用字符串数组,即下面两种方式都是可以的:
ClasspathResource res = new ClasspathResource(“a.xml,b.xml,……”);
多个资源文件路径之间可以是用” , ; \t\n”等分隔。
B. ClasspathResource res = new ClasspathResource(newString[]{“a.xml”,”b.xml”,……});
至此,SpringIOC 容器在初始化时将配置的 Bean 定义资源文件定位为 Spring 封装的 Resource。
(3)、AbstractApplicationContext 的 refresh 函数载入 Bean 定义过程:SpringIOC 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FileSystemXmlApplicationContext 通过调用其父类 AbstractApplicationContext 的 refresh()函数启动整个 IOC 容器对 Bean 定义的载入过程:
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 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);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 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();
}
}
}
refresh()方法主要为 IOC 容器 Bean 的生命周期管理提供条件,Spring IOC 容器载入 Bean 定义资源文 件 从 其 子 类 容 器 的 refreshBeanFactory() 方 法 启 动 , 所 以 整 个 refresh() 中“ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();”这句以后代码的都是注册容器的信息源和生命周期事件,载入过程就是从这句代码启动。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。
(4) 、 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();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
}
return beanFactory;
}
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,方法的源码如下:
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
//如果已经有容器,销毁容器中的 bean,关闭容器
if (hasBeanFactory()) {
destroyBeans();
closeBeanFactory();
}
try {
//创建 IOC 容器
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
beanFactory.setSerializationId(getId());
//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
customizeBeanFactory(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
loadBeanDefinitions(beanFactory);
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
this.beanFactory = beanFactory;
}
}
catch (IOException ex) {
throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
}
}
在这个方法中,先判断 BeanFactory 是否存在,如果存在则先销毁 beans 并关闭 beanFactory,接着创建 DefaultListableBeanFactory,并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载 bean 定义。
(5)、AbstractRefreshableApplicationContext 子类的 loadBeanDefinitions 方法:
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:loadBeanDefinitions 方 法 同 样 是 抽 象 方 法 , 是 由 其 子 类 实 现 的 , 也 即 在AbstractXmlApplicationContext 中。
//实现父类抽象的载入 Bean 定义方法
@Override
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);
//为 Bean 读取器设置 Spring 资源加载器,AbstractXmlApplicationContext 的
//祖先父类 AbstractApplicationContext 继承 DefaultResourceLoader,因此,容器本身也是一个资源加载器
beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
//为 Bean 读取器设置 SAX xml 解析器
beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
//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
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
//Bean 读取器真正实现加载的方法
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
protected void initBeanDefinitionReader(XmlBeanDefinitionReader reader) {
reader.setValidating(this.validating);
}
//Xml Bean 读取器加载 Bean 定义资源
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
//获取 Bean 定义资源的定位
Resource[] configResources = getConfigResources();
if (configResources != null) {
//Xml Bean 读取器调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader 读取定位的 Bean 定义资源
reader.loadBeanDefinitions(configResources);
}
// 如果子类中获取的 Bean 定义资源定位为空,则获取 FileSystemXmlApplicationContext
// 构造方法中 setConfigLocations 方法设置的资源
String[] configLocations = getConfigLocations();
if (configLocations != null) {
//Xml Bean 读取器调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader 读取定位
//的 Bean 定义资源
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 FileSystemXmlApplicationContext 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。
(6) 、 AbstractBeanDefinitionReader 读 取 Bean 定 义 资 源 , 在 其 抽 象 父 类
AbstractBeanDefinitionReader 中定义了载入过程。
AbstractBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions 方法源码如下:
public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
//获取在 IOC 容器初始化过程中设置的资源加载器
ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
if (resourceLoader == null) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
}
if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
// Resource pattern matching available.
try {
//将指定位置的 Bean 定义资源文件解析为 Spring IOC 容器封装的资源
//加载多个指定位置的 Bean 定义资源文件
Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
//委派调用其子类 XmlBeanDefinitionReader 的方法,实现加载功能
int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
if (actualResources != null) {
for (Resource resource : resources) {
actualResources.add(resource);
}
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location pattern [" + location + "]");
}
return loadCount;
}
catch (IOException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);
}
}
else {
// Can only load single resources by absolute URL.
//将指定位置的 Bean 定义资源文件解析为 Spring IOC 容器封装的资源
//加载单个指定位置的 Bean 定义资源文件
Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
//委派调用其子类 XmlBeanDefinitionReader 的方法,实现加载功能
int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
if (actualResources != null) {
actualResources.add(resource);
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]");
}
return loadCount;
}
}
//重载方法,调用 loadBeanDefinitions(String);
@Override
public int loadBeanDefinitions(String... locations) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(locations, "Location array must not be null");
int counter = 0;
for (String location : locations) {
counter += loadBeanDefinitions(location);
}
return counter;
}
loadBeanDefinitions(Resource…resources)方法和上面分析的 3 个方法类似,同样也是调用XmlBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions 方法。
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