Spring Framework

Spring IOC源码

BeanDefinition

• org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition的定义
  • 在JVM中使用java.lang.Class对象来描述对象。
  • 在spring中使用org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition来描述Bean的配置信息
  • 常用属性
    • @Scope作用范围
    • @Lzy决定Bean实例是否延迟加载
    • Primary：设置为true的bean会是优先的实现类
    • 工厂方法提现：factory-bean（工厂bean名称）和factory-method（工厂方法名称）（@Configuration和@Bean）
  • spring中有大量的接口，如果某个类实现了接口，就说明这个接口有某种能力。
  • 源码架构图
    • org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition：用来合并具有继承的BeanDefination
    • org.springframework.core.AttributeAccessor：提供访问和修改元数据信息的能力
    • org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition：在spring 2.5之后，是RootBeanDefinition和ChildBeanDefinotion的替换，用于bean的配置文件类

BeanFactory

• org.springframework.beans.factory.BeanFactory的定义
  • 要求所有的IOC容器都要实现该接口
  • org.springframework.beans.factory.BeanFactory和org.springframework.beans.factory.FactoryBean的区别
    • BeanFactory是顶级的容器接口，定义了IOC容器最基本的功能，是管理Bean的容器,等价工厂方法的抽象工厂方法
    • FactoryBean基于getObject()可以使用一套更加复杂的逻辑生成bean，用来生成bean，等价于在工厂方法的具体工厂方法。
  • 架构图
    • 那么多接口是因为架构的设计遵循设计模式单一职责原则
    • AutowireCapableBeanFactory：组件扫描和组件装配

ApplicationContext（上下文）

• spring的IOC容器分为2类：
  • org.springframework.beans.factory.BeanFactory为主的简单IOC容器，已org.springframework.context.ApplicationContext为高级的IOC容器
  • 
  • BeanFactory是spring IOC容器的基本设施（面向spring自身），与用户打交道的ApplicationContext的高级IOC容器，除了创建bean之外很多额外的功能
• ApplicationContext常用容器
  • 传统的基于XML配置的经典容器
    • org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统加载配置
    • org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext：从classpath加载配置
    • org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext：用于web应用程序的容器
  • 目前比较流行的容器
    • AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext（springboot）
    • AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext（springboot响应式编程）
    • AnnotationConfigApplicationContext（spring，基于注解的容器）

DefaultListableBeanFactory

Resource

• org.springframework.core.io.Resource
• 
• ResourceLoader：根据资源自动地址自动选择正确的Resource
  • 自动识别"classpath:"、'file:" 等资源地址前缀
  • 支持自动解析Ant风格带通配符的资源地址（路径匹配表达式，用来对URI进行匹配）

ResourceLoad

• 
• org.springframework.core.io.DefaultResourceLoader#getResource
  • 大部分Resource的实现逻辑：根据不同的路径返回不同的resouce实例
  • 非简单工厂模式（黑盒，用户完全不了解内部），而是策略模式

BeanDefinitionReader

• org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionReader：使用ResourceLoad读取配置来转换为BeanDefinition。
• 
• org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions(java.lang.String, java.util.Set<org.springframework.core.io.Resource>)：核心逻辑
• 问：BeanDefinitionDocumentReader documentReader替换为（DefaultBeanDefinitionDocumentReader）：错误！！！！！DefaultListableBeanFactory通过实现了BeanDefinitionRegistry，实现Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap 作为BeanDefinition存储的载体。在分析XmlBeanDefinitionReader的时候，DefaultListableBeanFactory通过献祭自己转换为BeanDefinitionRegistry给XmlBeanDefinitionReader使用

DefaultBeanDefinitionDocumentReader

• org.springframework.beans.factory.xml.DefaultBeanDefinitionDocumentReader#doRegisterBeanDefinitions
• 事情监听：xml中的import标签和alias标签完成后都发送事件
• org.springframework.beans.factory.xml.DefaultBeanDefinitionDocumentReader#processBeanDefinition，把创建好的BeanDefinition注册到容器BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());

BeanDefinitionRegistry

AbstractBeanDefinitionReader

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();
		}
	}

• 细节：也就是说可以把IOC容器（DefaultListableBeanFactory和ApplicationContext）当成ResourceLoad来使用

PostProcessor

• postProcessor作为容器或者bean的后置处理器
• 本身也是一种需要注册到容器的bean
  • 其里面的方法会在特定的时机被容器调用
  • 实现不改变容器或者Bean核心逻辑的情况下对Bean进行扩展.
  • 对bean进行包装，影响其行为、修改bean的内容等
• 种类：大类分为容器级别的后置处理器以及Bean级别的后置处理器
  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor（容器级别）
  • BeanFactoryPostProcessor（容器级别）
  • BeanPostProcessor（bean级别）
• org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor：
  • 允许在正常的BeanFactoryPostProcessor检测开始之前注册更多的自定义beandefinition
• org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor：
• org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor：
• 责任链模式：为什么能能够在容器内调用postprocessor方法？
  • 排序好的postprocessor按照责任链模式来执行

Aware(可感知)

• 从Bean里面获取到的容器实例并对其进行操作
• 需要获取容器能力的实现，实现特定的Aware接口，就能得到该能力。在创建该bean的时候，将能力赋值给bean。
• 本身也必须是bean

AbstractApplicationContext#refresh（模板方法）

prepareRefresh();刷新前的工作准备

obtainFreshBeanFactory();获取子类刷新后的内部beanFactory实例，对于xml这里对beanDefinition进行解释了注册，注解比较简单

prepareBeanFactory(beanFactory);为容器注册必要的系统级别的Bean

postProcessBeanFactory(beanFactory);允许容器的子类去注册postProcessor

invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);调用容器注册的容器级别的后置处理器（而注解的方式，是在容器后置处理器警醒解析和注册的）

registerBeanPostProcessors(beanFactory);向容器注册bean级别的后置处理器

initMessageSource();初始化国际化配置

initApplicationEventMulticaster();初始化事件发布者组件

onRefresh();在单例bean初始化之前预留给子类初始化其他特殊bean的口子

registerListeners();向前面的事件发布者组件注册事件监听器

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);设置系统级别的服务，实例化所有非懒加载的单例(依赖注入)

finishRefresh();触发初始化完成的回调方法，并发布容器刷新完成的事件给监听者

resetCommonCaches();重置spring内核中的共用缓存

依赖注入

• AbstractBeanFactory
  • doGetBean
    • 尝试从缓存获取bean（bean实例或者factoryBean.getObject()方法）
    • 循环依赖的判断
    • 递归去父容器获取bean实例
    • 从当前容器获取beanDefinition实例
    • 递归实例化显示依赖的bean（depengs-on，后者会先实例化）
    • 依据不同的scope采用不同的策略创建bean实例
    • 对bean进行类型检查
• DefaultSingletonBeanRegistry
• AbstractAutowireCapableBeanFactory
  • createBean
    • bean类型解析
    • 处理方法覆盖(lookup-method和replace-method等替换bean属性)
    • bean实例化前的后置处理
    • doCreateBean
  • doCreateBean
    • 创建bean实例（工厂方法，含参构造器注入、无参数构造器注入）
    • 记录下被@Autowired或者@value标记上的方法和成员变量（通过MergedBeanDefinitionPostProcessor的后置处理器，将其放到InjectionMetadata中，为后面依赖注入做准备，还是责任链模式）
    • 是否允许提前暴露（bean是单例&&允许循环依赖&&正在创建的）
    • 填充bean属性
    • initializabean（beanpostProcessor）
      • 如果实现了aware接口，则设置值
      • Aop：初始化前操作
      • Aop：初始化操作
      • Aop：初始化后操作
    • 注册相关销毁逻辑
    • 返回创建好的实例
  • AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean（属性填充）
    • postProcessAfterInitialization:在设置属性前去修改bean状态，也可以控制是否继续给bean设置属性值
    • 注入属性到propertyValue中（按名字装配 or 按类型装配）
    • postProcessPropertyValue:对解析完但是未设置的属性进行再处理
    • 是否进行依赖检查
    • 将propertyValue中的属性值设置到beanwrapper中
• AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
• DefaultListableBeanFactory
• DependencyDescriptor

spring循环依赖

• 针对prototype的循环依赖，spring无解，直接抛出异常
• spring不支持显示循环依赖，(depends-on)
• 静态的file不支持依赖注入,代码报错
• 要想框架设计的好（强大和灵活），就要把功能拆拆的够细，每个过程都留有可操作的空间，使用责任链模式完美
• 一图胜前文
• 循环依赖的情况
  • 构造器循环依赖（Singleton、prototype）
  • Setter注入循环依赖（Singleton、prototype）
  • 总结：构造器或者prototype都不支持循环依赖
• 三级缓存解决的问题：
  1. 解决了单例循环依赖问题
  2. 单例的唯一性问题
  3. prototype无三级缓存（故不支持）
  4. AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance（构造器依赖注入，不支持循环依赖的问题，因为这里还没有使用到缓存）
  5. 总结：只支持setter注入的单例循环依赖

BeanWrapperImpl

• 功能:修改bean里面的属性

Spring IOC源码分析

• 抓住主干：
  • 解析配置
  • 定位与注册对象
    • 容器初始化主要做的事情：配置文件读取，Resource解析，BeanDefinition注册到容器
  • 注入对象
• xml（注解）配置的资源定位、加载、解析、注册全链路分析

Spring AOP源码