spring IOC初始化过程

1、开篇
· IoC是如何工作的?
· Resource定位
· 载入BeanDefinition
· 将BeanDefiniton注册到容器

2、IoC是如何工作的?
如图1所示,通过ApplicationContext创建Spring容器,该容器会读取配置文件"/beans.xml",并统一管理由该文件中定义好的bean实例对象,如果要获取某个bean实例,使用getBean方法就行了。假设将User配置在beans.xml文件中,之后不需使用new User()的方式创建实例,而是通过ApplicationContext容器来获取User的实例。
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图1 通过spring容器创建实例
下面就来刨析创建IoC容器经历的几个阶段:Resource定位、载入BeanDefinition、将BeanDefiniton注册到容器。
3、Resource定位
Resource是Spring中用于封装I/O操作的接口。在创建Spring容器时,会去访问XML配置文件,还可以通过文件类型、二进制流、URL等方式访问资源。这些都可以理解为Resource,其体系结构如图2所示:
· FileSystemResource:以文件绝对路径进行资源访问。
· ClassPathResourcee:以类路径的方式访问资源。
· ServletContextResource:web应用根目录的方式访问资源。
· UrlResource:访问网络资源的实现类。  
· ByteArrayResource: 访问字节数组资源的实现类。

图2 Resouce资源访问类型
那么这些类型在Spring中是如何访问的呢?Spring提供了ResourceLoader接口用于实现不同的Resource加载策略,该接口的实例对象中可以获取一个resource对象。如图3所示,在ResourceLoader接口中只定义了两个方法:
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图3 ResourceLoader接口中的两个方法
注:ApplicationContext的所有实现类都实现RecourceLoader接口,因此可以直接调用getResource(参数)获取Resoure对象。不同的ApplicatonContext实现类使用getResource方法取得的资源类型不同,例如:FileSystemXmlApplicationContext.getResource获取的就是FileSystemResource实例;ClassPathXmlApplicationContext.getResource获取的就是ClassPathResource实例;
XmlWebApplicationContext.getResource获取的就是ServletContextResource实例,另外像不需要通过xml直接使用注解@Configuation方式加载资源的AnnotationConfigApplicationContext等等。
在资源定位过程完成以后,就为资源文件中的bean的载入创造了I/O操作的条件,如何读取资源中的数据将会在下一步介绍的BeanDefinition的载入过程中描述。

4、载入BeanDefinition
BeanDefinition是一个数据结构,BeanDefinition是根据resource对象中的bean来生成的。bean会在Spring IoC容器内部以BeanDefintion的形式存在,IoC容器对bean的管理和依赖注入的实现是通过操作BeanDefinition来完成的。BeanDefinition就是Bean在IoC容器中的存在形式。
由于Spring的配置文件主要是XML格式,一般而言会使用到AbstractXmlApplicationContext类进行文件的读取,如图4所示,该类定义了一个名为loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 的方法用于获取BeanDefinition。
方法体内会new一个BeanDefinitionReader对象,然后将生成的实例传入loadBeanDefintions方法。
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图4 AbstractXmlApplicationContext
接下来以XmlBeanDefinitionReader对象载入BeanDefinition为例,如图5所示,调用loadBeanDefinitions方法传入对象,分别加载configResources(定位到的resource资源位置)和configLocation(本地配置文件的位置)。也就是将用户定义的资源以及容器本身需要的资源全部加载到reader中。
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图5 loadBeanDefinitions方法
顺着看reader中的loadBeanDefinitions方法,该方法override了AbstractBeanDefinitionReader类,父接口的BeanDefinitionReader。方法体中,将所有资源全部加载,并且交给AbstractBeanDefinitionReader的实现子类处理这些resource。
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图6 reader 中的loadBeanDefinitions
如图7所示,BeanDefinitionReader接口定义了 int loadBeanDefinitions(Resource resource)方法。
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图7 BeanDefinitionReader接口定义的方法。
此时回到XmlBeanDefinitionReader上来,它主要针对XML方式的Bean进行读取,XmlBeanDefinitionReader主要是实现了AbstractBeanDefinitionReader抽象类,而该类继承与BeanDefinitionReader,主要实现的方法也是来自于BeanDefinitionReader 的loadBeanDefintions(Resource)方法。
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图8 XmlBeanDefinitionReader 继承关系图
如图9所示,读取Bean之后就是加载Bean的过程了,XmlBeanDefinitionReader中的doLoadBeanDefinitions方法主要来处理加载Bean的工作。首先对资源进行验证,然后从资源对象中加载Document对象,使用了documentLoader中的loadDocument方法,然后跟上registerBeanDefinitions对文档对应的resource进行注册,也就是将XML文件中的Bean转换成容器中的BeanDefinition。
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图9 doLoadBeanDefinitions方法
如图10所示,接下来就是registerBeanDefinitions方法了,它主要对Spring Bean语义进行转化,变成BeanDefintion类型。首先获取DefaultBeanDefinitionDocumentReader实例,然后获取容器中的bean数量,通过documentReader中的registerBeanDefinitions方法进行注册和转化工作。
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图10 registerBeanDefintions
顺着上面的思路继续往下,在DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中的registerBeanDefinitions 方法如图11所示,其获取document的根结点然后顺势访问所有的子节点。同时把处理BeanDefinition的过程委托给BeanDefinitionParserDelegate对象来完成。
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图11 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中的registerBeanDefinitions 方法
BeanDefinitionParserDelegate类主要负责BeanDefinition的解析,这里涉及到JDK和CGLIB动态代理的知识,这里留一个悬念我们后面的章节会深入介绍。BeanDefinitionParserDelegate代理类会完成对符合Spring Bean语义规则的处理,比如、、等的检测。如图12 所示,就是BeanDefinitionParserDelegate代理类中的parseBeanDefinitions方法,用来对XML文件中的节点进行解析。通过遍历import标签节点调用importBeanDefinitionResource方法对其进行处理,然后接着便利bean节点调用processBeanDefinition对其处理。
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图12 parseBeanDefinitions 方法
如图13 再看parseBeanDefinitions方法中调用的parseDefaultElement方法,顾名思义它是对节点元素进行处理的。从方法体的语句可以看出它对import标签、alias标签、bean标签进行了处理。每类标签对应不同的BeanDefinition的处理方法。
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图13 parseDefaultElement 方法
在parseDefaultElement调用的众多方法中,我们选取processBeanDefinition方法给大家讲解,如图14 所示,该方法是用来处理Bean的。首先通过delegate的parseBeanDefinitionElement方法传入节点信息,获取该Bean对应的name和alias。然后通过BeanDefinitionReaderUtils中的registerBeanDefinition方法对其进行容器注册,也就是将Bean实例注册到容器中进行管理。最后,发送注册事件。
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图14 processBeanDefinition 方法
至此完成了BeanDefinition的加载工作。

5、将BeanDefiniton注册到容器
在加载了Bean之后,就需要将其注册到容器中尽心管理。如图15所示,Bean会被解析成BeanDefinition并与BeanName、Alias一同封装到BeanDefinitionHolder类中, 之后beanFactory.registerBeanDefinition(beanName, bdHolder.getBeanDefinition()),注册到DefaultListableBeanFactory.beanDefinitionMap中。如果客户端需要获取Bean对象,Spring容器会根据注册的BeanDefinition信息进行实例化。
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图15 registerBeanDefinition
DefaultListableBeanFactory实现了上面调用BeanDefinitionRegistry接口的 registerBeanDefinition( beanName, bdHolder.getBeanDefinition())方法。如图16所示,这一部分的主要逻辑是向DefaultListableBeanFactory对象的beanDefinitionMap中存放beanDefinition,也就是说beanDefinition都放在beanDefinitionMap中进行管理。当初始化容器进行bean初始化时,在bean的生命周期分析里必然会在这个beanDefinitionMap中获取beanDefition实例。
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图16 registerBeanDefinition方法
6、总结
主要介绍了Spring IOC容器初始化的过程,包括Resource定位:通过文件路径、类路径、web路径等方式获取Bean信息;载入BeanDefinition:介绍的是如何将Bean载入到IoC中形成BeanDefinition的整个过程;将BeanDefinition注册到容器。

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