spring源码 IoC 之xml配置bean注册解析的 BeanDefinitions

news2024/11/26 17:44:50

概述

IoC 容器的初始化过程分为三步骤：Resource 定位、BeanDefinition 的载入和解析，BeanDefinition 注册

1、Resource 定位。我们一般用外部资源来描述 Bean 对象，所以在初始化 IoC 容器的第一步就是需要定位这个外部资源

2、BeanDefinition 的装载和解析。装载就是 BeanDefinition 的载入。BeanDefinitionReader 读取、解析 Resource 资源，也就是将用户定义的 Bean 表示成 IoC 容器的内部数据结构：BeanDefinition
2.1、在 IoC 容器内部维护着一个 BeanDefinition Map 的数据结构
2.2、在配置文件中每一个 都对应着一个 BeanDefinition 对象。

BeanDefinition 注册。向 IoC 容器注册在第二步解析好的 BeanDefinition，这个过程是通过 BeanDefinitionRegistry 接口来实现的。在 IoC 容器内部其实是将第二个过程解析得到的 BeanDefinition 注入到一个 HashMap 容器中，IoC 容器就是通过这个 HashMap 来维护这些 BeanDefinition 的

xml解析

ClassPathResource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
reader.loadBeanDefinitions(resource);

ClassPathResource resource = new ClassPathResource(“bean.xml”); ： 根据 Xml 配置文件创建 Resource 资源对象。ClassPathResource 是 Resource 接口的子类，bean.xml 文件中的内容是我们定义的 Bean 信息。

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory(); ：创建一个 BeanFactory 。DefaultListableBeanFactory 是 BeanFactory 的一个子类，BeanFactory 作为一个接口，其实它本身是不具有独立使用的功能的，而 DefaultListableBeanFactory 则是真正可以独立使用的 IoC 容器，它是整个 Spring IoC 的始祖，在后续会有专门的文章来分析它。

XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory); ：创建 XmlBeanDefinitionReader 读取器，用于载入 BeanDefinition

reader.loadBeanDefinitions(resource);：开始 BeanDefinition 的载入和注册进程，完成后的 BeanDefinition 放置在 IoC 容器中

// XmlBeanDefinitionReader.java
public XmlBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
	super(registry);
}

调用父类的构造方法
在这里插入图片描述

protected AbstractBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
		Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
		this.registry = registry;

		// Determine ResourceLoader to use.
		if (this.registry instanceof ResourceLoader) {
			this.resourceLoader = (ResourceLoader) this.registry;
		}
		else {
			this.resourceLoader = new PathMatchingResourcePatternResolver();
		}

		// Inherit Environment if possible
		if (this.registry instanceof EnvironmentCapable) {
			this.environment = ((EnvironmentCapable) this.registry).getEnvironment();
		}
		else {
			this.environment = new StandardEnvironment();
		}
	}

BeanDefinition 的载入和解析

// XmlBeanDefinitionReader.java
@Override
public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
	return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
}

在这个方法会将资源 resource 包装成一个 EncodedResource 实例对象，然后调用 #loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) 方法。而将 Resource 封装成 EncodedResource 主要是为了对 Resource 进行编码，保证内容读取的正确性。代码如下：

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!");
		}
// 从 InputStream 中得到 XML 的解析源
		try (InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream()) {
			InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
			if (encodedResource.getEncoding() != null) {
				inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
			}
			//读取过程
			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();
			}
		}
	}

从 encodedResource 源中获取 xml 的解析源，然后调用 #doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) 方法，执行具体的解析过程。

=
protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
			throws BeanDefinitionStoreException {
	try {
		// 获取 XML Document 实例
		Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
		// 根据 Document 实例，注册 Bean 信息
		int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
		return count;
	}

}

在该方法中主要做两件事：
1、根据 xml 解析源获取相应的 Document 对象,采用SAX解析
2、调用 #registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) 方法，开启 BeanDefinition 的解析注册过程。

// DefaultDocumentLoader.java

@Override
public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,
		ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {
	// 创建 DocumentBuilderFactory
	DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware);
	// 创建 DocumentBuilder
	DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);
	// 解析 XML InputSource 返回 Document 对象
	return builder.parse(inputSource);
}

将定义的 Bean 资源文件，载入并转换为 Document 对象了。下一步将其解析为 SpringIoC 管理的 BeanDefinition 对象，并将其注册到容器中。这个过程由方法 #registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) 方法来实现。代码如下：

注册 BeanDefinition 流程

// XmlBeanDefinitionReader.java

public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
	// 创建 BeanDefinitionDocumentReader 对象
	BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
	// 获取已注册的 BeanDefinition 数量
	int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
	// 创建 XmlReaderContext 对象
	// 注册 BeanDefinition
	documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
	// 计算新注册的 BeanDefinition 数量
	return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
}

首先，创建 BeanDefinition 的解析器 BeanDefinitionDocumentReader 。
然后，调用该 BeanDefinitionDocumentReader 的 #registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) 方法，开启解析过程，这里使用的是委派模式，具体的实现由子类 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 完成。代码如下：

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java

@Override
public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
    this.readerContext = readerContext;
    // 获得 XML Document Root Element
    // 执行注册 BeanDefinition
    doRegisterBeanDefinitions(doc.getDocumentElement());
}

对 Document 对象的解析

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java

protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
    // ... 省略部分代码（非核心）
    this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);

    // 解析前处理
    preProcessXml(root);
    // 解析
    parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
    // 解析后处理
    postProcessXml(root);

}

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // 如果根节点使用默认命名空间，执行默认解析
    if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
        // 遍历子节点
        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;
                // 如果该节点使用默认命名空间，执行默认解析
                if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                    parseDefaultElement(ele, delegate);
                // 如果该节点非默认命名空间，执行自定义解析
                } else {
                    delegate.parseCustomElement(ele);
                }
            }
        }
    // 如果根节点非默认命名空间，执行自定义解析
    } else {
        delegate.parseCustomElement(root);
    }
}

迭代 root 元素的所有子节点，对其进行判断：
若节点为默认命名空间，则调用 #parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) 方法，开启默认标签的解析注册过程否则，调用BeanDefinitionParserDelegate#parseCustomElement(Element ele) 方法，开启自定义标签的解析注册过程

默认标签解析

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java

private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
	if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) { // import
		importBeanDefinitionResource(ele);
	} else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) { // alias
		processAliasRegistration(ele);
	} else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { // bean
		processBeanDefinition(ele, delegate);
	} else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) { // beans
		// recurse
		doRegisterBeanDefinitions(ele);
	}
}

对四大标签：、、、 进行解析。其中 标签的解析为核心工作

注册 BeanDefinition

经过上面的解析，则将 Document 对象里面的 Bean 标签解析成了一个个的 BeanDefinition ，下一步则是将这些 BeanDefinition 注册到 IoC 容器中。动作的触发是在解析 Bean 标签完成后，代码如下：

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java

protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // 进行 bean 元素解析。
    // 如果解析成功，则返回 BeanDefinitionHolder 对象。而 BeanDefinitionHolder 为 name 和 alias 的 BeanDefinition 对象
    // 如果解析失败，则返回 null 。
    BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
    if (bdHolder != null) {
        // 进行自定义标签处理
        bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
        try {
            // 进行 BeanDefinition 的注册
            // Register the final decorated instance.
            BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
        } catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
                    bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
        }
        // 发出响应事件，通知相关的监听器，已完成该 Bean 标签的解析。
        // Send registration event.
        getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
    }
}

调用 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition() 方法，来注册。其实，这里面也是调用 BeanDefinitionRegistry 的 #registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) 方法，来注册 BeanDefinition 。不过，最终的实现是在 DefaultListableBeanFactory 中实现，代码如下：

// DefaultListableBeanFactory.java
@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
        throws BeanDefinitionStoreException {
    // ...省略校验相关的代码
    // 从缓存中获取指定 beanName 的 BeanDefinition
    BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
    // 如果已经存在
    if (existingDefinition != null) {
        // 如果存在但是不允许覆盖，抛出异常
        if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {
             throw new BeanDefinitionOverrideException(beanName, beanDefinition, existingDefinition);
        } else {
           // ...省略 logger 打印日志相关的代码
        }
        // 【重点】允许覆盖，直接覆盖原有的 BeanDefinition 到 beanDefinitionMap 中。
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
    // 如果未存在
    } else {
        // ... 省略非核心的代码
        // 【重点】添加到 BeanDefinition 到 beanDefinitionMap 中。
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
    }
    // 重新设置 beanName 对应的缓存
    if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
        resetBeanDefinition(beanName);
    }
}

这段代码最核心的部分是这句 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition) 代码段。所以，注册过程也不是那么的高大上，就是利用一个 Map 的集合对象来存放：key 是 beanName ，value 是 BeanDefinition 对象。

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