《Spring技术内幕》学习笔记10——Web环境中Spring的启动过程

原文链接http://blog.csdn.net/chjttony/article/details/6358814

1.Spring不但可以在JavaSE环境中应用，在Web环境中也可以广泛应用，Spring在web环境中应用时，需要在应用的web.xml文件中添加如下的配置：

[xhtml] view plaincopy

……  
<context-param>  
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>  
    <!--Spring配置文件位置-->  
    <param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>  
</context-param>  
<listener>  
    <listener-class>  
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener  
</listener-class>  
<listener>  
……  

通过web描述文件我们可以看到，Spring在Web环境中通过ContextLoaderListener监听器类启动，通过加载”/WEB-INF/”目录下的Spring配置文件，Web服务器启动Spring的初始化过程。
ContextLoaderListener是一个监听器，和Web服务器的生命周期事件紧密关联，即当Web服务器启动时，Web服务器声明周期事件将会触发ContextLoaderListener监听器加载Spring配置文件，开始Spring在web服务器中的初始化工作。
2.ContextLoaderListener启动Spring：
ContextLoaderListener继承Spring的ContextLoader上下文加载器类，同时实现ServletContextListener接口(Servlet上下文监听器)，监听Web服务器上下文的启动和停止事件，管理Web环境中Spring的启动和销毁过程，其源码如下：

[java] view plaincopy

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {  
    //Spring上下文加载器  
    private ContextLoader contextLoader;  
//初始化Spring根上下文，event参数是当前Web应用上下文事件  
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {  
        //创建Spring上下文加载器，ContextLoaderListener继承ContextLoader，  
        //所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器  
        this.contextLoader = createContextLoader();  
        if (this.contextLoader == null) {  
            this.contextLoader = this;  
        }  
        //根据给定的ServletContext上下文，初始化Spring Web应用上下文 this.contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());  
    }  
    //创建Spring上下文加载器  
    protected ContextLoader createContextLoader() {  
        return null;  
    }  
    //获取Spring上下文加载器  
    public ContextLoader getContextLoader() {  
        return this.contextLoader;  
    }  
//销毁Spring根上下文  
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {  
        if (this.contextLoader != null) {  
        //关闭指定Servlet的Spring Web根上下文    this.contextLoader.closeWebApplicationContext(event.getServletContext());  
        }  
    //清除Servlet上下文中被配置的属性   ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());  
    }  
}  

通过对ContextLoaderListener的源码分析，我们看到ContextLoaderListener继承ContextLoader，所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器。
ContextLoaderListener实现了ServletContextListener接口，当Web应用在Web服务器中被被启动和停止时，Web服务器启动和停止事件会分别触发ContextLoaderListener的contextInitialized和contextDestroyed方法来初始化和销毁Spring上下文。我们通过上述对ContextLoaderListener的源码分析看到真正实现Spring上下文的初始化和销毁功能的是ContextLoader类，接下来我们分析ContextLoader初始化和销毁Spring
Web上下文的过程。
3.ContextLoader初始化和销毁Spring Web上下文：
(1).ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码如下：

[java] view plaincopy

//初始化Spring根上下文  
public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {  
//ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";  
//判断在Servlet上下文中Spring Web应用给根上下文是否已经存在  
        if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {  
            throw new IllegalStateException(  
                    "Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +  
                    "check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");  
        }  
        //记录日志  
        Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);  
        servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");  
        if (logger.isInfoEnabled()) {  
            logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");  
        }  
        //获取当前系统时间  
        long startTime = System.currentTimeMillis();  
        try {  
            //如果当前Web根容器有父容器，则获取父容器  
            ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);  
            //根据给定Servlet容器和父容器创建Web应用容器，并且所创建的Web应用  
//容器实例对象存储在本地变量中，以确保当Servlet容器关闭时该容器可用  
            this.context = createWebApplicationContext(servletContext, parent);  
        //将创建的Web应用上下文设置到Servlet上下文的应用根容器属性中    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);  
            //获取当前线程的容器类加载器  
            ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
            //如果当前线程的容器类加载器是ContextLoader类，则当前上下文就设置为  
//创建的Web应用上下文  
            if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {  
                currentContext = this.context;  
            }  
            //如果当前线程的容器类加载器不为null，则将创建的web应用上下文和其类  
//加载器缓存在容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中  
            else if (ccl != null) {  
                currentContextPerThread.put(ccl, this.context);  
            }  
            if (logger.isDebugEnabled()) {  
                logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +  
        WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");  
            }  
            if (logger.isInfoEnabled()) {  
                long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;  
                logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");  
            }  
            //返回创建的Web应用上下文  
            return this.context;  
        }  
        catch (RuntimeException ex) {  
            logger.error("Context initialization failed", ex);  
            servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);  
            throw ex;  
        }  
        catch (Error err) {  
            logger.error("Context initialization failed", err);  
    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);  
            throw err;  
        }  
    }  
//创建Web应用上下文  
protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc, ApplicationContext parent) {  
        //获取当前Servlet上下文接口的实现类  
        Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);  
    //判断使用什么样的的类在Web容器中作为IoC容器  
        if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {  
            throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +  
                    "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");  
        }  
    //Servlet上下文实现类是ConfigurableWebApplicationContext类型，  
//使用JDK反射机制，调用Servlet上下文实现类的无参构造方法创建实例对象  
        ConfigurableWebApplicationContext wac =  
                (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);  
        //如果Servlet大版本是2，并且小版本号小于5，即是Servlet2.4以下标准  
        if (sc.getMajorVersion() == 2 && sc.getMinorVersion() < 5) {  
            //获取Servlet上下文名称  
            String servletContextName = sc.getServletContextName();  
        //为创建的Web应用上下文设置唯一的Id标识 wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(servletContextName));  
        }  
        //Servlet2.5标准  
        else {  
            try {  
                //调用Servlet上下文对象中getContextPath()方法  
                String contextPath = (String) ServletContext.class.getMethod("getContextPath").invoke(sc);  
            //为Web上下文设置唯一Id标识   wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(contextPath));  
            }  
            catch (Exception ex) {  
                throw new IllegalStateException("Failed to invoke Servlet 2.5 getContextPath method", ex);  
            }  
        }  
        //设置Web上下文的父级上下文  
        wac.setParent(parent);  
        //设置Web上下文的Servlet上下文  
        wac.setServletContext(sc);  
    //Servlet上下文从web.xml文件中获取配置的contextConfigLocation参数，并  
//将其作为Spring Web上下文配置资源的值   wac.setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));  
    //调用用户自定义的设置应用上下文方法  
        customizeContext(sc, wac);  
        //刷新Spring Web容器，启动载入Spring配置资源的过程  
        wac.refresh();  
        return wac;  
    }  
//根据给定的Servlet上下文，获取Spring Web上下文的实现类//XmlWebApplicationContext或者用户自定义的Spring Web应用上下文  
protected Class<?> determineContextClass(ServletContext servletContext) {  
        //Servlet上下文从web.xml中获取配置的contextClass参数值  
        String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);  
        //如果web.xml中额外配置了contextClass参数值  
        if (contextClassName != null) {  
            try {  
                //使用JDK反射机制，实例化指定名称的contextClass类对象  
                return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());  
            }  
            catch (ClassNotFoundException ex) {  
                throw new ApplicationContextException(  
                        "Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);  
            }  
        }  
        //如果web.xml中没有配置contextClass参数值  
        else {  
        //获取Spring中默认的Web应用上下文策略，即XmlWebApplicationContext  
            contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());  
            try {  
                //使用JDK反射机制，创建Spring Web应用上下文默认策略类对象  
                return ClassUtils.forName(contextClassName, ContextLoader.class.getClassLoader());  
            }  
            catch (ClassNotFoundException ex) {  
                throw new ApplicationContextException(  
                        "Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);  
            }  
        }  
    }  

通过上面ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码分析，我们看到当Web应用在Web服务器启动时，Servlet上下文通过web.xml文件获取所配置的contextConfigLocation、contextClass等参数，定位Spring配置文件资源，调用Spring Web容器的刷新的refresh()方法启动Web环境中Spring
Ioc容器的初始化过程，refresh()方法启动Spring IoC容器的初始化过程我们在IoC容器源码分析中已经分析过，这里不再重述。
(2). ContextLoader关闭Spring Web上下文的主要源码：

[java] view plaincopy

//关闭指定Servlet上下文中的Spring Web应用上下文  
public void closeWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {  
        servletContext.log("Closing Spring root WebApplicationContext");  
        try {  
        //Spring Web应用上下文的类型都是ConfigurableWebApplicationContext  
            if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {  
                //关闭Spring Web应用上下文，释放资源，销毁所有缓存的单态模式Bean  
                ((ConfigurableWebApplicationContext) this.context).close();  
            }  
        }  
        finally {  
            //获取当前线程的上下文类加载器  
            ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
            //将当前上下文对象设置为null  
            if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {  
                currentContext = null;  
            }  
            //移除容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中中key为指定类加载器的项  
            else if (ccl != null) {  
                currentContextPerThread.remove(ccl);  
            }  
        //移除Servlet上下文中Spring Web根上下文属性 servletContext.removeAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE);  
                //释放父容器引用  
            if (this.parentContextRef != null) {  
                this.parentContextRef.release();  
            }  
        }  
    }  

4.WebApplicationContext接口：
WebApplicationContext是定义了Spring Web应用上下文的规范的接口，Web服务器在启动时通过该接口来启动Spring，源码如下：

[java] view plaincopy

public interface WebApplicationContext extends ApplicationContext {  
    //用于定义在Servlet上下文中存储Spring Web根上下文  
    String ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";  
    //请求范围  
    String SCOPE_REQUEST = "request";  
    //会话范围  
    String SCOPE_SESSION = "session";  
    //全局会话范围  
    String SCOPE_GLOBAL_SESSION = "globalSession";  
    //应用程序范围  
    String SCOPE_APPLICATION = "application";  
    //容器中存储的Servlet上下文环境的Bean名称  
    String SERVLET_CONTEXT_BEAN_NAME = "servletContext";  
    //web.xml文件中的配置Spring初始化参数的属性  
    String CONTEXT_PARAMETERS_BEAN_NAME = "contextParameters";  
    //Servlet上下文属性  
    String CONTEXT_ATTRIBUTES_BEAN_NAME = "contextAttributes";  
//获取当前应用程序所以Web容器的标准Servlet上下文  
    ServletContext getServletContext();  
}  

5.XmlWebApplicationContext源码：
在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的determineContextClass方法中，我们知道Spring首先通过Servlet上下文从web.xml文件中获取用户自定义配置的contextClass参数值，如果没有获取到，则默认使用Spring的XmlWebApplicationContext作为Spring Web应用的IoC容器，XmlWebApplicationContext是WebApplicationContext的实现类ConfigurableWebApplicationContext的子类，其源码如下：

[java] view plaincopy

public class XmlWebApplicationContext extends AbstractRefreshableWebApplicationContext {  
    //Web应用中Spring配置文件的默认位置和名称，如果没有特别指定，则Spring会根据  
    //此位置定义Spring Bean定义资源  
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION = "/WEB-INF/applicationContext.xml";  
    //Spring Bean定义资源默认前缀  
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX = "/WEB-INF/";  
    //Spring Bean定义资源默认后置  
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX = ".xml";  
    //在分析Spring IoC初始化过程中我们已经分析过，加载Spring Bean定义资源的方法，  
    //通过Spring容器刷新的refresh()方法触发  
    protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {  
        //为Spring容器创建XML Bean定义读取器，加载Spring Bean定义资源  
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);  
//设置Bean定义读取器，因为XmlWebApplicationContext是//DefaultResourceLoader的子类，所以使用默认资源加载器来定义Bean定义资源  
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);  
        //为Bean定义读取器设置SAX实体解析器  
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));  
    //在加载Bean定义之前，调用子类提供的一些用户自定义初始化Bean定义读取器的方法  
        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);  
        //使用Bean定义读取器加载Bean定义资源  
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);  
    }  
    //用户自定义初始化Bean定义读取器的方法  
    protected void initBeanDefinitionReader(XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader) {  
    }  
    //加载Bean定义资源  
    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {  
        //获取定位的Bean定义资源路径  
        String[] configLocations = getConfigLocations();  
        if (configLocations != null) {  
            //遍历加载所有定义的Bean定义资源  
            for (String configLocation : configLocations) {  
                reader.loadBeanDefinitions(configLocation);  
            }  
        }  
    }  
    //获取默认Bean定义资源  
    protected String[] getDefaultConfigLocations() {  
//获取web.xml中的命名空间，如命名空间不为null，则返回 “/WEB-INF/命名空间.xml”  
        if (getNamespace() != null) {  
            return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX + getNamespace() + DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX};  
        }  
        //如果命名空间为null，则返回"/WEB-INF/applicationContext.xml"  
        else {  
            return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION};  
        }  
    }  
}  

在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的createWebApplicationContext方法创建Web应用上下文时， 应用上下文对象通过setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));方法将web.xml中配置的contextConfigLocation参数(Spring配置文件位置)设置到Spring
Web应用上下文中，在XmlWebApplicationContext的loadBeanDefinitions方法加载Spring Bean定义资源文件时，会逐个加载web.xml中配置的contextConfigLocation参数的Spring Bean定义资源文件。
XmlWebApplicationContext将Web应用中配置的Spring Bean定义资源文件载入到Spring IoC容器中后，接下来的Spring IoC容器初始化和依赖注入的过程我们已经在Spring IoC容器源码分析中具体分析过，至此Web环境中Spring的工作流程分析完毕。