spring IoC容器初始化简单分析

首先分享一篇文章，对于IoC思想的理解

主题：我对IoC/DI的理解: http://www.iteye.com/topic/1122310

    我认为，里面最重要的一段话如下：

理解IoC容器问题关键：控制的哪些方面被反转了？

1、谁控制谁？为什么叫反转？ ------ IoC容器控制，而以前是应用程序控制，所以叫反转

2、控制什么？               ------ 控制应用程序所需要的资源（对象、文件……）

3、为什么控制？             ------ 解耦组件之间的关系

4、控制的哪些方面被反转了？ ------ 程序的控制权发生了反转：从应用程序转移到了IoC容器

下面是我从11月下旬开始，看《Spring 技术内幕》和结合spring源码的一些简单分析，时间紧，就比较粗糙。

1.spring IoC容器核心数据结构

看了看，我认为BeanDefinition、Resource、BeanFactory、ApplicationContext是IoC容器核心结构。

1.1BeanDefinition

作用：持有bean数据结构，是注入的bean在IoC容器中的抽象

方法列表如下：

getBeanClassName;
getFactoryBeanName;
getScope;
isLazyInit;
isSingleton;
isPrototype;
isAbstract;
isPrimary;
isAutowireCandidate;
getDescription;

与BeanDefinition相关的类：

AbstractBeanDefinition、BeanDefinitionReader

AbstractBeanDefinition是BeanDefinition的一个完整实现

BeanDefinitionReader用于读取bean的信息的接口，AbstractBeanDefinitionReader实现了该接口，XmlBeanDefinitionReader继承了AbstractBeanDefinitionReader。

1.2Resource

对于资源文件的抽象，最终实现了InputStream getInputStream() throwsIOException这个方法

方法列表如下：

exists();
isReadable();
getURL();
getURI();
getFile();
contentLength();
lastModified();
getFilename();
getDescription();

1.3 BeanFactory

获取bean的工厂，极其重要，最基本的IoC容器

getBean()；
containsBean();
isSingleton();
isPrototype();
isTypeMatch();
getType();
getAliases();

1.4 ApplicationContext

高级IoC容器，除了基本的IoC容器功能外，支持不同信息源、访问资源、支持事件发布等功能。

继承了一下接口

ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory、MessageSource、ApplicationEventPublisher、ResourcePatternResolver

 

五个接口

接口ListableBeanFactory继承了BeanFactory，在此基础之上，添加了containsBeanDefinition、getBeanDefinitionCount、getBeanDefinitionNames等方法。

接口HierarchicalBeanFactory继承了BeanFactory，在此基础之上，添加了getParentBeanFactory、containsLocalBean这两个方法。

MessageSource用于获取国际化信息。所谓国际化信息，假设我们正在开发一个支持多国语言的Web应用程序，要求系统能够根据客户端的系统的语言类型返回对应的界面：英文的操作系统返回英文界面，而中文的操作系统则返回中文界面——这便是典型的i18n国际化问题。对于有国际化要求的应用系统，我们不能简单地采用硬编码的方式编写用户界面信息、报错信息等内容，而必须为这些需要国际化的信息进行特殊处理。简单来说，就是为每种语言提供一套相应的资源文件，并以规范化命名的方式保存在特定的目录中，由系统自动根据客户端语言选择适合的资源文件。

ApplicationEventPublisher为spring的事件发布者接口。因为ApplicationContext实现了该接口，因此spring的ApplicationContext实例具有发布事件的功能。

ResourcePatternResolver：资源装载器，装置资源使用。

ApplicationContext对外提供了getId()、getDisplayName()等方法。

2 IoC容器的初始化

IoC容器的初始化就是含有BeanDefinition信息的Resource的定位、载入、解析、注册四个过程，最终我们配置的bean，以beanDefinition的数据结构存在于IoC容器即内存中。这里并不涉及bean的依赖注入，不产生任何bean。

2.1BeanDefinition的Resource的定位

在AbstractBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions()方法中，调用了defaultResourceLoader的getResource()方法，这里即为resouce的定位，如下

public Resource getResource(String location) {
Assert.notNull(location, "Location must not be null");
if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
return new
ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader());
}
else {
try {
// Try to parse the location as a URL...
URL url = new URL(location);
return new UrlResource(url);
}
catch (MalformedURLException ex) {
// No URL -> resolve as resource path.
return getResourceByPath(location);
}
}
}

getResourceByPath的实现如下：

protected Resource getResourceByPath(String path) {
return new ClassPathContextResource(path, getClassLoader());
}

2.2 beanDefinition的载入

beanDefinition的载入在XmlBeanDefinitionReader中的loadBeanDefinitions()方法实现：

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Loading XML bean definitions from " + encodedResource.getResource());
}
Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();
if (currentResources == null) {
currentResources = new HashSet<EncodedResource>(4);
this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.set(currentResources);
}
if (!currentResources.add(encodedResource)) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
}
try {
InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
try {
InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
if (encodedResource.getEncoding() != null) {
inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
}
return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
}
finally {
inputStream.close();
}
}
catch (IOException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
}
finally {
currentResources.remove(encodedResource);
if (currentResources.isEmpty()) {
this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
}
}
}

其中，doLoadBeanDefinitions()方法在该类中实现如下

protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
throws BeanDefinitionStoreException {
try {
int validationMode = getValidationModeForResource(resource);
Document doc = this.documentLoader.loadDocument(
inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler, validationMode, isNamespaceAware());
return registerBeanDefinitions(doc, resource);
}
catch(){
//异常处理
}
}

这里异常抛出了SAXParseException，可以知道，Spring解析xml的工具是SAX。

 

2.3 beanDefinition的解析

beanDefinition的解析是在BeanDefinitionParserDelegate类的parseBeanDefinitionElement(Elementele, BeanDefinition containingBean)方法中完成。

该方法首先调用了

String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);

获取bean的id和bean的name。

接着，调用

AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean)

对bean元素进行详细解析，调用

parseBeanDefinitionAttributes()解析bean的属性；

parsePropertyElements(ele, bd)解析bean的property。

bean属性就是注入scope、isLazyInit、autowire、sigleton等属性，都是按照类似方法来做：

if (ele.hasAttribute(SCOPE_ATTRIBUTE)) {
// Spring 2.x "scope" attribute
beanDefinition.setScope(ele.getAttribute(SCOPE_ATTRIBUTE));
}

调用beanDefinition的set方法来实现。

解析propterty方法具体在parsePropertyElements()方法中，主要：

1.  bean定义中如果有同名的propterty，那么只解析第一个property，对于后续的同名propterty不做任何处理。

2. 需要判断是ref还是value。

2.4 BeanDefinition的注册

BeanDefinition注册的意思就是让IoC知道BeanDefinition是怎么样存在的，怎么样才可以拿到BeanDefinition。在DefaultListenerableBeanFactory中，通过一个hashMap<String,BeanDefinition>来操作各个BeanDefinition。

在DefaultListenableBeanFactory中的publicvoid registerBeanDefinition(String beanName,BeanDefinition beanDefinition)throwsBeanDefinitionStoreException
完成了这个步骤。

Object oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
if (oldBeanDefinition != null) {
if (!this.allowBeanDefinitionOverriding) {
throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
"Cannot register bean definition [" + beanDefinition + "] for bean '" + beanName +
"': There is already [" + oldBeanDefinition + "] bound.");
}
else {
if (this.logger.isInfoEnabled()) {
this.logger.info("Overriding bean definition for bean '" + beanName +
"': replacing [" + oldBeanDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");
}
}
}
else {
this.beanDefinitionNames.add(beanName);
this.frozenBeanDefinitionNames = null;
}
this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);

最后就通过beanDefinitionMap来操作beanDefinition了。

2.5 IoC容器的启动

FileSystemXmlApplicationContext的构造函数如下，启动了IoC容器。

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}

refresh()方法在FileSystemXmlApplicationContext的父类AbstractApplicationContext中实现。在refresh（）方法中，最终调用了refreshBeanFactory（）方法。

 

完整IoC容器启动分析（以FileSystemXmlApplicationContext为例）

1.  FileSystemXmlApplicationContext构造方法调用refresh()方法，这里是载入beanDefinition的入口

2. refresh()方法在FileSystemXmlApplicationContext的父类

AbstractApplicationContext中的实现，调用refreshBeanFactory()方法；

3. refreshBeanFactory()方法在AbstractApplicationContext的子类

AbstractRefreshableApplicationContext中实现，

调用了loadBeanDefinition()方法，启动对beanDefinition的载入；

4. loadBeanDefinition()在AbstractXmlApplicationContext中实现，调用了XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions()方法。

5. XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions()实现了对于承载beanDefnition定义的xml文件的读入，以I/O的方式。

6. 读入后，对beanDefinition进行解析。Bean解析采用SAX工具，先按照XML文件格式解析，再按照spring bean也有的定义解析，在BeanDefinitionParserDelegate.parseBeanDefinitionElement()实现。

7. 最后对beanDefinition信息进行注册。就是将每个beanDefinition以key  =beanName,value = beanDefinition放入一个hashMap中，在DefaultListenableFactoty.RegisterBeanDefinition()中实现。

 

经过IoC容器的初始化后，IoC容器持有beanDefintion，为依赖注入bean即调用getBean()方法奠定了基础。