曹工说Spring Boot源码(7)-- Spring解析xml文件,到底从中得到了什么(上)
写在前面的话
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曹工说Spring Boot源码(6)-- Spring怎么从xml文件里解析bean的
工程结构图:
概要
大家看到这个标题,不知道心里有答案了没?大家再想想,xml文件里都有什么呢?
这么一想,spring的xml文件里,内容真的很多,估计很多元素你也没配置过,尤其是这两年新出来的程序员,估计都在吐槽了,现在不都是注解了吗,谁还用xml?但其实,不管是xml,还是注解,都是配置信息,只是不同的表现形式而已,看过我前面几讲的同学,应该知道,我们用json、properties文件写过bean的配置信息。
所以,具体形式不重要,xml和注解只是最常用的两种表达方式罢了,我们这次就以xml为例来讲解。
xml中,其实还是很有条理的,各种元素,都按照namespace分得明明白白的,我列了个表格如下:
namespace | element |
---|---|
util | constant、property-path、list、set、map、properties |
context | property-placeholder、property-override、annotation-config、component-scan、load-time-weaver、spring-configured、mbean-export、mbean-server |
beans | import、bean、alias |
task | annotation-driven、scheduler、scheduled-tasks、executor |
cache | advice、annotation-driven |
aop | config、scoped-proxy、aspectj-autoproxy |
大家看到了吗,spring其实对xml的支持才是最全面的,注解有的,xml基本都有。作为一个工作了6年的码农,我发现好多元素我都没配置过,更别说熟悉其内在原理了。但是呢,我们还是不能忘记了今天的标题,这么多元素,难道没有什么共性吗?spring解析这些元素,到底都是怎么实现的呢,且不说这些元素怎么生效,读了东西总需要地方存起来吧,那,是怎么存放的呢?
我们会挑选一些元素来讲解。我们本讲,先讲解spring采用的xml解析方式;再从util这个namespace开始,挑了constant这个元素进行深入讲解。
spring中所采用的xml解析方式
上一讲,我们讲了,spring是怎么解析xml元素的,我今天想办法从spring源码里,把它用来解析xml的主干代码提取了一下,基本就是下面这样的,比如针对如下xml文件,我们打算遍历一遍:
test-xml-read.xml: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <f:table xmlns:f="http://www.w3school.com.cn/furniture" xmlns:t="http://www.w3school.com.cn/t"> <f:name>African Coffee Table</f:name> <f:width>80</f:width> <f:length>120</f:length> <t:abc></t:abc> </f:table>
那么,spring里的代码骨架,大概如下:
package org.springframework.bootstrap.sample; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.w3c.dom.Document; import org.w3c.dom.Element; import org.w3c.dom.Node; import org.w3c.dom.NodeList; import org.xml.sax.*; import javax.xml.parsers.DocumentBuilder; import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory; import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.URL; @Slf4j public class XmlSimpleUse { public static void main(String[] args) { //读取xml文件 URL url = Thread.currentThread().getContextClassLoader() .getResource("test-xml-read.xml"); InputStream inputStream = url.openStream(); //将流转变为InputSource,在后续xml解析使用 InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(); DocumentBuilder docBuilder = factory.newDocumentBuilder(); // 可选,设置实体解析器,其实就是:你可以自定义去哪里加载xsd/dtd文件 docBuilder.setEntityResolver(new EntityResolver() { @Override public InputSource resolveEntity(String publicId, String systemId) throws SAXException, IOException { return null; } }); // 设置回调处理器,当解析出现错误时,(比如xsd里指定了不能出现a元素,然后xml里出现了a元素) docBuilder.setErrorHandler(null); //解析xml文件,获取到Document,代表了整个文件 Document document = docBuilder.parse(inputSource); // 获取根元素 Element root = document.getDocumentElement(); log.info("root is {}",root); //获取根元素下的每个child元素 NodeList nodeList = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i < nodeList.getLength(); i++) { Node node = nodeList.item(i); if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; log.info("ele:{}",ele); } } } protected static DocumentBuilderFactory createDocumentBuilderFactory() { DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance(); factory.setValidating(true); // Enforce namespace aware for XSD... factory.setNamespaceAware(true); return factory; } }
输出如下:
21:38:19.638 [main] INFO o.s.bootstrap.sample.XmlSimpleUse - root is [f:table: null] 21:38:19.653 [main] INFO o.s.bootstrap.sample.XmlSimpleUse - ele:[f:name: null] 21:38:19.653 [main] INFO o.s.bootstrap.sample.XmlSimpleUse - ele:[f:width: null] 21:38:19.653 [main] INFO o.s.bootstrap.sample.XmlSimpleUse - ele:[f:length: null] 21:38:19.654 [main] INFO o.s.bootstrap.sample.XmlSimpleUse - ele:[t:abc: null]
大家可以看上面的demo代码,没有依赖任何spring的类,基本还原了spring解析xml时的大体过程,在spring中多出来的细节部分,主要有两处:
自定义entityResolver
docBuilder.setEntityResolver,这个部分,我们上面是默认实现。
大家看我们前面的xml,有一定了解的同学可能知道,前面定义了两个namespace,语法一般是下面这样的:
xmlns:namespace-prefix="namespaceURI"
所以,我们这边的两个namespace,前缀分别是f、t,内容分别是:
http://www.w3school.com.cn/furniture、http://www.w3school.com.cn/t
但是,我们一般xml文件是有格式要求的,比如spring里,比如这个命名空间下,可以定义什么元素,这都是定死了的:
那,这个约束是在哪里呢?在
namespaceURI对应的dtd/xsd等文件中。
像上面截图这样,就是:
这一句,定义一个命名空间 xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd // 下面这个,你要当成key/value来理解,key就是:http://www.springframework.org/schema/context, //value,就是对应的xsd文件 http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd"
有了上面的基础知识,再来说那个接口:
public interface EntityResolver { // 一般传入的systemId即为后边这样的:http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd public abstract InputSource resolveEntity (String publicId, String systemId) throws SAXException, IOException; }
这个接口呢,就是让我们自定义一个方法,来解析外部xml实体,一般传入的参数如下:
即,publicId为null,systemId为xsd的uri,这个uri一般是可以通过网络获取的,比如:
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
但是,spring是自定义了自己的
entityResolver,实现类为:
org.springframework.beans.factory.xml.ResourceEntityResolver。
这个类,会在本地寻找对应的xsd文件,主要逻辑就是去查找classpath下的
META-INF/spring.schemas,我们可以看看spring-beans包内的该文件:
spring为什么要自定义EntityResolver呢,spring为啥要在本地找呢,原因是:
如果不自定义,jdk的dom解析类,就会直接使用
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd这个东西,去作为URL,建立socket网络连接来获取。而部分环境,比如生产环境,基本是外网隔离的,你这时候是没办法去下载这个xsd文件的,岂不是就没法校验xml文件的语法、格式了吗?
所以,spring要将这个外部的xsd引用,转为在classpath下的查找。
自定义元素解析逻辑
这部分,大家再看下之前的骨架代码:
Document document = docBuilder.parse(inputSource); Element root = document.getDocumentElement(); log.info("root is {}",root); NodeList nodeList = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i < nodeList.getLength(); i++) { Node node = nodeList.item(i); //遍历每个元素,我们这里只是简单输出 if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; log.info("ele:{}",ele); } }
骨架代码里,遍历每个元素,在spring里,遍历到每个ele时,要去判断对应的namespace,如果是默认的,交给xxx处理;如果不是默认的,要根据namespace找到对应的namespacehandler,具体大家可以看看上一节:
曹工说Spring Boot源码(6)-- Spring怎么从xml文件里解析bean的
我们在前面说了,本讲只先挑一个元素来讲解,即 。
util-constant元素详解
用法
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:util="http://www.springframework.org/schema/util" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd"> <util:constant id="chin.age" static-field= "java.sql.Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE"/> </beans>
以上,即定义了一个常量bean,这个bean的值,就是
static-field中指定的,这里是
java.sql.Connection#TRANSACTION_SERIALIZABLE,值为8。
/** * A constant indicating that * dirty reads, non-repeatable reads and phantom reads are prevented. * This level includes the prohibitions in * <code>TRANSACTION_REPEATABLE_READ</code> and further prohibits the * situation where one transaction reads all rows that satisfy * a <code>WHERE</code> condition, a second transaction inserts a row that * satisfies that <code>WHERE</code> condition, and the first transaction * rereads for the same condition, retrieving the additional * "phantom" row in the second read. */ int TRANSACTION_SERIALIZABLE = 8;
我们的测试代码如下:
package org.springframework.utilnamespace; import com.alibaba.fastjson.JSONObject; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition; import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import org.springframework.util.MyFastJson; import java.util.List; import java.util.Map; @Slf4j public class TestConstant { public static void main(String[] args) { ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[]{"classpath:util-namespace-test-constant.xml"},false); context.refresh(); Map<String, Object> map = context.getDefaultListableBeanFactory().getAllSingletonObjectMap(); log.info("singletons:{}", JSONObject.toJSONString(map)); List<BeanDefinition> list = context.getBeanFactory().getBeanDefinitionList(); MyFastJson.printJsonStringForBeanDefinitionList(list); // Object bean = context.getBean("chin.age"); // System.out.println("bean:" + bean); } }
注意,这里,我们没有调用
getBean等方法,我们只是简单地,采用json输出了其
bean definition,输出如下:
{ "abstract":false, "autowireCandidate":true, "autowireMode":0, // bean的class,好像是个factory,不是个int啊,我们那个bean,按理说,是int类型的 "beanClass":"org.springframework.beans.factory.config.FieldRetrievingFactoryBean", "beanClassName":"org.springframework.beans.factory.config.FieldRetrievingFactoryBean", "constructorArgumentValues":{ "argumentCount":0, "empty":true, "genericArgumentValues":[], "indexedArgumentValues":{} }, "dependencyCheck":0, "enforceDestroyMethod":true, "enforceInitMethod":true, "lazyInit":false, "lenientConstructorResolution":true, "methodOverrides":{ "empty":true, "overrides":[] }, "nonPublicAccessAllowed":true, "primary":false, "propertyValues":{ "converted":false, "empty":false, // 这个是我们给这个常量bean设置的值,被放在了property "propertyValueList":[ { "converted":false, "name":"staticField", "optional":false, "value":"java.sql.Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE" } ] }, "prototype":false, "qualifiers":[], "resolvedAutowireMode":0, "role":0, "scope":"", "singleton":true, "synthetic":false }
我们放开前面注释的两行代码:
Object bean = context.getBean("chin.age"); System.out.println("bean:" + bean);
output:
bean:8
有些同学估计有点蒙了,不要慌,这里简单说下结论,因为被解析为了一个工厂bean,这个在上面json里也看到了,类型为:
org.springframework.beans.factory.config.FieldRetrievingFactoryBean。
当我们去getBean的时候,spring发现其为factory bean,就会调用这个工厂bean的工厂方法,去生产。
所以,这里呢,bean是谁?是那个工厂
org.springframework.beans.factory.config.FieldRetrievingFactoryBean,而不是这个工厂的产品:数字8。
具体的解析过程
根据namespaceUri获得对应的namespaceHandler
从之前的骨架入手,spring里也有类似的代码:
DefaultBeanDefinitionDocumentReader#parseBeanDefinitions // 这个方法,里面可以看到通过root得到了children,然后对children遍历 protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { if (delegate.isDefaultNamespace(root)) { NodeList nl = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) { Node node = nl.item(i); if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) { parseDefaultElement(ele, delegate); } else { // 这里,如果是<util:constant>,因为不是默认命名空间,所以走这里。 delegate.parseCustomElement(ele); } } } } else { delegate.parseCustomElement(root); } }
进入
BeanDefinitionParserDelegate#parseCustomElement(org.w3c.dom.Element):
public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele) { return parseCustomElement(ele, null); }
public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele, BeanDefinition containingBd) { String namespaceUri = getNamespaceURI(ele); //这里,通过namespaceUri,查找对应的handler,我们这里,会得到:org.springframework.beans.factory.xml.UtilNamespaceHandler NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri); if (handler == null) { error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele); return null; } // 调用org.springframework.beans.factory.xml.UtilNamespaceHandler,解析constant元素 return handler.parse(ele, new ParserContext(this.readerContext, this, containingBd)); }
NamespaceHandler概览
好了,我们看看这个
UtilNamespaceHandler:
public class UtilNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport { public void init() { registerBeanDefinitionParser("constant", new ConstantBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("property-path", new PropertyPathBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("list", new ListBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("set", new SetBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("map", new MapBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("properties", new PropertiesBeanDefinitionParser()); } private static class ConstantBeanDefinitionParser extends AbstractSimpleBeanDefinitionParser { @Override protected Class getBeanClass(Element element) { return FieldRetrievingFactoryBean.class; } @Override protected String resolveId(Element element, AbstractBeanDefinition definition, ParserContext parserContext) { String id = super.resolveId(element, definition, parserContext); if (!StringUtils.hasText(id)) { id = element.getAttribute("static-field"); } return id; } } ...省略 }
这里,很明显,
UtilNamespaceHandler定义了每个元素,该由什么类来处理。
namespaceHandler如何找到指定元素的parser
我们还是接着前面的代码
handler.parse(Element element, ParserContext parserContext)往下看,是不是这样吧:
父类 NamespaceHandlerSupport#parse public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) { //这里,继续调用了本类的另一个方法来获取Parser return findParserForElement(element, parserContext).parse(element, parserContext); } // 这里就是上面调用的方法,来获取Parser private BeanDefinitionParser findParserForElement(Element element, ParserContext parserContext) { String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(element); // 这里的parser是一个map,map的元素就是来自于子类的init方法 BeanDefinitionParser parser = this.parsers.get(localName); if (parser == null) { parserContext.getReaderContext().fatal( "Cannot locate BeanDefinitionParser for element [" + localName + "]", element); } return parser; }
这两个方法是在父类中实现的,整体来说,
NamespaceHandlerSupport中维护了一个map,里面保存本namespace下,具体的元素及其对应的parser。
/** * Stores the {@link BeanDefinitionParser} implementations keyed by the * local name of the {@link Element Elements} they handle. */ private final Map<String, BeanDefinitionParser> parsers = new HashMap<String, BeanDefinitionParser>();
我们看看,这个parser是什么时候存了东西进去的吧?通过find usage,发现如下方法会进行put操作:
NamespaceHandlerSupport#registerBeanDefinitionParser protected final void registerBeanDefinitionParser(String elementName, BeanDefinitionParser parser) { this.parsers.put(elementName, parser); }
这个方法还比较熟悉,因为在前面出现过了:
public class UtilNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport { private static final String SCOPE_ATTRIBUTE = "scope"; // 这个init方法,就是在之前通过namespaceUri来获取对应的handler时,初始化的 @override public void init() { registerBeanDefinitionParser("constant", new ConstantBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("property-path", new PropertyPathBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("list", new ListBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("set", new SetBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("map", new MapBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("properties", new PropertiesBeanDefinitionParser()); }
parser实现类概述
通过上一节的讲解,我们知道了UtilNamespaceHandler下的元素,及其对应的Parser。我们看看其类图(图小,可在单独tab查看):
我们先通过其实现的接口,来了解其核心功能:
package org.springframework.beans.factory.xml; import org.w3c.dom.Element; import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition; /** * 该接口主要被DefaultBeanDefinitionDocumentReader使用,来处理顶级的,非默认命名空间下的的顶级元素(直接在<beans></beans>下) * Interface used by the {@link DefaultBeanDefinitionDocumentReader} to handle custom, * top-level (directly under {@code <beans/>}) tags. * * 实现类可以自由地通过该元素中的元数据,来转换为任意多个BeanDefinition。(比如<context:component-scan></>) * <p>Implementations are free to turn the metadata in the custom tag into as many * {@link BeanDefinition BeanDefinitions} as required. * * Dom解析器,通过元素所在的命名空间,找到对应的NamespaceHandler,再从NamespaceHandler中找到对应的BeanDefinitionParser * <p>The parser locates a {@link BeanDefinitionParser} from the associated * {@link NamespaceHandler} for the namespace in which the custom tag resides. * * @author Rob Harrop * @since 2.0 * @see NamespaceHandler * @see AbstractBeanDefinitionParser */ public interface BeanDefinitionParser { /** * 解析指定的element,注册其返回的BeanDefinition到BeanDefinitionRegistry * (使用参数ParserContext#getRegistry()得到BeanDefinitionRegistry) */ BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext); }
大家发现接口的意义了吗,虽然前面的类,很复杂,但我们通过接口,可以马上知道其核心功能。在这里,就是解析元素,获得
BeanDefinition。
其实,到这里,基本可以回答,标题所提出的问题了,Spring解析xml,得到了什么?
从这个接口,可以知道,得到了BeanDefinition
!
UtilNamespaceHandler.ConstantBeanDefinitionParser
我们具体看看解析过程,这个类没有直接实现parse方法,是在其父类实现的:
AbstractBeanDefinitionParser#parse public final BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) { // 这个方法就是个骨架,用了模板方法设计模式, // 1:调用另一个方法,获取BeanDefinition AbstractBeanDefinition definition = parseInternal(element, parserContext); if (definition != null && !parserContext.isNested()) { // 2:获得id String id = resolveId(element, definition, parserContext); // 3:获得别名 String name = element.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE); String[] aliases = StringUtils.trimArrayElements(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray(name)); // 4:将beanDefinition的id、别名、definition等放进一个holder类 BeanDefinitionHolder holder = new BeanDefinitionHolder(definition, id, aliases); // 5:通过parserContext,得到BeanDefinitionRegistry,注册本bean进去 registerBeanDefinition(holder, parserContext.getRegistry()); if (shouldFireEvents()) { BeanComponentDefinition componentDefinition = new BeanComponentDefinition(holder); postProcessComponentDefinition(componentDefinition); parserContext.registerComponent(componentDefinition); } } return definition; }
我们上面,第一步的注释那里,说用了模板设计模式,因为这个parseInternal是个抽象方法:
protected abstract AbstractBeanDefinition parseInternal(Element element, ParserContext parserContext);
具体的实现,还在子类,鉴于这个类的层次有点深,我们再看看类图:
这个
parseInternal就在`
AbstractSingleBeanDefinitionParser:
// 这个方法也足够简单,就是构造一个BeanDefinition,用了builder设计模式。 protected final AbstractBeanDefinition parseInternal(Element element, ParserContext parserContext) { BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(); String parentName = getParentName(element); // ConstantBeanDefinitionParser覆盖了这个方法 Class<?> beanClass = getBeanClass(element); if (beanClass != null) { builder.getRawBeanDefinition().setBeanClass(beanClass); } else { String beanClassName = getBeanClassName(element); if (beanClassName != null) { builder.getRawBeanDefinition().setBeanClassName(beanClassName); } } builder.getRawBeanDefinition().setSource(parserContext.extractSource(element)); if (parserContext.isDefaultLazyInit()) { // Default-lazy-init applies to custom bean definitions as well. builder.setLazyInit(true); } // 子类.AbstractSimpleBeanDefinitionParser重写了这个方法 doParse(element, parserContext, builder); return builder.getBeanDefinition(); }
这里的
getBeanClass,在ConstantBeanDefinitionParser被重写了,返回了一个工厂类class:
private static class ConstantBeanDefinitionParser extends AbstractSimpleBeanDefinitionParser { @Override protected Class getBeanClass(Element element) { return FieldRetrievingFactoryBean.class; } ... }
而
doParse,也在
ConstantBeanDefinitionParser的父类中
AbstractSimpleBeanDefinitionParser进行了重写:
protected void doParse(Element element, ParserContext parserContext, BeanDefinitionBuilder builder) { NamedNodeMap attributes = element.getAttributes(); // 这里,获取element下的属性 for (int x = 0; x < attributes.getLength(); x++) { Attr attribute = (Attr) attributes.item(x); if (isEligibleAttribute(attribute, parserContext)) { String propertyName = extractPropertyName(attribute.getLocalName()); // 通过attribute.getValue()获取属性值,propertyName为属性名,加入到BeanDefinition builder.addPropertyValue(propertyName, attribute.getValue()); } } postProcess(builder, element); }
回头看看我们的xml:
<util:constant id="chin.age" static-field= "java.sql.Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE"/>
再看看我们debug时,此时的beanDefinition:
这里,获取了beanDefinition后,就是进入到本小节开始的地方,去进行beanDefinition的注册了。
总的来说,的解析,得到了一个BeanDefinition,其class类型为:
public class FieldRetrievingFactoryBean implements FactoryBean<Object>, BeanNameAware, BeanClassLoaderAware, InitializingBean
这就是一个工厂bean。工厂bean在后续怎么被使用的,留待下一篇。
总结
本篇源码在:
https://gitee.com/ckl111/spring-boot-first-version-learn/tree/master/all-demo-in-spring-learning/spring-xml-demo/src/main/java/org/springframework/utilnamespace中的TestConstant.java
xml的解析demo在:
我发现,一个东西,自己看懂可能还行,相对容易点,但是要把这个东西写出来,却是一个大工程。。。看似简单的元素解析,你要把它讲清楚,还真的要点篇幅,哈哈,所以,这也是为什么本篇比较长的原因。
总的来说,再次回答标题,spring到底得到了什么,得到了beanDefinition,本篇里,只得到了一个beanDefinition,还是工厂类型的;后面,我们会看到其他多种多样的元素解析方式。
ok,就到这里,如果大家觉得有帮助,记得点赞。
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