深入分析-Spring BeanDefinition构造元信息

**## Spring BeanDefinition元信息定义方式

Bean Definition是一个包含Bean元数据的对象。它描述了如何创建Bean实例、Bean属性的值以及Bean之间的依赖关系。可以使用多种方式来定义 Bean Definition 元信息，包括：

XML 配置文件：使用<bean>标签定义 Bean 元数据，可以指定 Bean 类型、属性值和依赖项等信息。
注解：使用@Component、@Service、@Repository 等注解标记 Bean 类，并使用 @Autowired注解注入依赖项。
Java 配置类：使用@Configuration 和 @Bean注解定义Bean元数据，可以指定 Bean 类型、属性值和依赖项等信息。

除此之外，还可以通过实现 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口来自定义 Bean Definition 的生成过程。这个接口有一个方法 postProcessBeanDefinitionRegistry()，允许开发人员动态地添加、修改或删除Bean Definition元信息。

XML配置文件定义Bean的元数据

<bean id="user" class="org.thinging.in.spring.ioc.overview.domain.User">
  <property name="id" value="1"/>
  <property name="name" value="Liutx"/>
</bean>

注解定义Bean的元数据

@Service(value = "HelloService")
public class HelloService {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloService.class);

    private final HelloAsyncService helloAsyncService;

        public HelloService(HelloAsyncService helloAsyncService) {
        this.helloAsyncService = helloAsyncService;
    }
}

value = “HelloService” 即为Bean:HelloService的元数据，在构造方法中的依赖关系同样属于元数据。

Java 配置类定义Bean的元数据

@Component(value = "balanceRedisProcessor")
public class BalanceRedisProcessorService implements EntryHandler<Balance>, Runnable {

    @Autowired(required = true)
    public BalanceRedisProcessorService(RedisUtils redisUtils,
                                        CanalConfig canalConfig,
                                        @Qualifier("ownThreadPoolExecutor") Executor executor, RocketMQProducer rocketMqProducer) {
        this.redisUtils = redisUtils;
        this.canalConfig = canalConfig;
        this.executor = executor;
        this.rocketMQProducer = rocketMqProducer;
    }
}

@Component(value = “balanceRedisProcessor”) 是Bean:BalanceRedisProcessorService的元数据，在构造方法中的依赖关系同样属于元数据。

BeanDefinition的元数据解析

在Spring中，无论是通过XML、注解、Java配置类定义Bean元数据，最终都是需要转换成BeanDefinition对象，然后被注册到Spring容器中。

而BeanDefinition的创建过程，确实是通过AbstractBeanDefinition及其派生类、``等一系列工具类实现的。

当我们使用XML配置时，Spring会解析XML文件，将其中的Bean元数据信息转换成对应的BeanDefinition对象，然后注册到Spring容器中。在这个过程中，Spring内部会使用XmlBeanDefinitionReader等相关工具类，将XML文件中定义的Bean元数据转换成BeanDefinition对象。
当我们使用注解方式或Java配置类方式定义Bean元数据时，Spring会扫描相应的注解或Java配置类，然后根据其定义生成对应的BeanDefinition对象，并注册到Spring容器中。在这个过程中，Spring内部会使用AnnotationConfigApplicationContext等相关工具类，将注解或Java配置类中定义的Bean元数据转换成BeanDefinition对象。

源码分析XML是如何转化为Spring BeanDefinition的

将xml文件中的配置转为为BeanDefinition需要依赖自XmlBeanDefinitionReader类中的loadBeanDefinitions方法。

选自：Spring Framework 5.2.20 RELEASE版本的XmlBeanDefinitionReader。

private final ThreadLocal<Set<EncodedResource>> resourcesCurrentlyBeingLoaded =
        new NamedThreadLocal<Set<EncodedResource>>("XML bean definition resources currently being loaded"){
            @Override
            protected Set<EncodedResource> initialValue() {
                return new HashSet<>(4);
            }
        };

/**
 * Load bean definitions from the specified XML file.
 * @param encodedResource the resource descriptor for the XML file,
 * allowing to specify an encoding to use for parsing the file
 * @return the number of bean definitions found
 * @throws BeanDefinitionStoreException in case of loading or parsing errors
 */
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
    Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
    if (logger.isTraceEnabled()) {
        logger.trace("Loading XML bean definitions from " + encodedResource);
    }

    Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();

    if (!currentResources.add(encodedResource)) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
    }

    try (InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream()) {
        InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
        if (encodedResource.getEncoding() != null) {
            inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
        }
        // 实际上从指定的 XML 文件加载 Bean 定义
        return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
    }
    finally {
        currentResources.remove(encodedResource);
        if (currentResources.isEmpty()) {
            this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
        }
    }
}


//实际上从指定的 XML 文件加载 Bean 定义
/**
 * Actually load bean definitions from the specified XML file.
 * @param inputSource the SAX InputSource to read from
 * @param resource the resource descriptor for the XML file
 * @return the number of bean definitions found
 * @throws BeanDefinitionStoreException in case of loading or parsing errors
 * @see #doLoadDocument
 * @see #registerBeanDefinitions
 */
protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    try {
        Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
        int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Loaded " + count + " bean definitions from " + resource);
        }
        return count;
    }
}

使用ThreadLocal线程级别的变量存储带有编码资源的集合，保证每个线程都可以访问到XmlBeanDefinitionReader在加载XML配置文件时当前正在加载的资源，以确保加载过程中的完整性和正确性。
在ThreadLocal中获取到当前正在加载的xml资源，转换为输入流
开始执行doLoadBeanDefinitions，实际上从指定的 XML 文件加载 Bean 定义，该方法会返回加载的Bean定义数量。
doLoadBeanDefinitions方法中，首先调用doLoadDocument方法加载XML文件并生成一个Document对象。
然后，调用registerBeanDefinitions方法来注册Bean定义，将其放入Spring容器中。该方法会返回注册的Bean定义数量。
最后，根据需要记录日志信息，并返回加载的Bean定义数量。

源码分析配置类、注解是如何转化为Spring BeanDefinition的

在Spring中，配置类和注解都可以被转换为Bean定义（BeanDefinition）。下面是关于如何将配置类和注解转换为Bean定义的简要源码分析：

配置类转换为Bean定义：

- 当使用Java配置类时，Spring会通过解析配置类中的注解来生成相应的Bean定义。主要实现是通过ConfigurationClassParser类完成的。
- ConfigurationClassParser会解析配置类上的注解，包括@Configuration、@ComponentScan、@Bean等，然后将其转换为对应的Bean定义。
- 在解析过程中，Spring会创建一个ConfigurationClass对象表示配置类，并根据不同的注解类型生成相应的Bean定义，包括RootBeanDefinition和MethodMetadata。
- RootBeanDefinition代表配置类本身，而MethodMetadata代表配置类中的方法上的注解，例如@Bean注解。
- 最终，这些生成的Bean定义会被注册到DefaultListableBeanFactory中，以供后续的Bean实例化和依赖注入。

注解转换为Bean定义：

- 当使用注解方式配置Bean时，Spring会扫描指定的包或类，并解析其中的注解来生成Bean定义。
- Spring提供了AnnotationBeanDefinitionReader类用于处理注解，它会扫描指定的包路径或类，并根据注解生成相应的Bean定义。
- 在扫描过程中，AnnotationBeanDefinitionReader会解析常见的注解，比如@Component、@Controller、@Service、@Repository等，然后生成相应的Bean定义。
- 注解生成的Bean定义同样会被注册到DefaultListableBeanFactory中，以供后续的Bean实例化和依赖注入。

总而言之，无论是配置类还是注解，Spring都会通过解析注解并生成对应的Bean定义，最终将这些Bean定义注册到DefaultListableBeanFactory中。这样，在容器启动时，Spring就能够根据这些Bean定义来实例化Bean并进行依赖注入。

配置类、注解转换为Spring BeanDefition源码后续博客中展示，敬请期待。

如何手动构造BeanDefinition

Bean定义

public class User {

    private Long id;

    private String name;

    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

通过BeanDefinitionBuilder构建

//通过BeanDefinitionBuilder构建
BeanDefinitionBuilder beanDefinitionBuilder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(User.class);
//通过属性设置
beanDefinitionBuilder.addPropertyValue("id", 1L)
        .addPropertyValue("name","公众号：种棵代码技术树");

//获取BeanDefinition实例
BeanDefinition beanDefinition = beanDefinitionBuilder.getBeanDefinition();
// BeanDefinition 并非 Bean 终态，可以自定义修改
System.out.println(beanDefinition);

通过AbstractBeanDefinition以及派生类

// 2. 通过 AbstractBeanDefinition 以及派生类
GenericBeanDefinition genericBeanDefinition = new GenericBeanDefinition();
//设置Bean类型
genericBeanDefinition.setBeanClass(User.class);
//通过 MutablePropertyValues 批量操作属性
MutablePropertyValues propertyValues = new MutablePropertyValues();
propertyValues.add("id",1L)
        .add("name","公众号：种棵代码技术树");
// 通过 set MutablePropertyValues 批量操作属性
genericBeanDefinition.setPropertyValues(propertyValues);