BeanDefinition的载入和解析和注册

上文分析了BeanDefiniton的Resource定位过程:

这篇文章分析下BeanDefinition信息的载入过程。

载入过程就是把Resource转化为BeanDefinition作为一个Spring IOC容器内部表示的数据结构的过程。

IOC容器对Bean的管理和依赖注入功能的实现,就是通过对其持有的BeanDefinition进行各种相关操作来完成的。

这些BeanDefinition数据在IOC容器中通过一个HashMap来保护和维护。在上文中,我们从refresh()入口开始,

一直追溯到AbstractBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(),找到BeanDefinition需要的Resource资源文件。

public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
    // 这里得到当前定义的ResourceLoader,默认的使用DefaultResourceLoader
    ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
    if (resourceLoader == null) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
    }
    /**
      * 这里对Resource的路径模式进行解析,得到需要的Resource集合,
      * 这些Resource集合指向了我们定义好的BeanDefinition的信息,可以是多个文件。
      */
    if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
        // Resource pattern matching available.
        try {
            // 调用DefaultResourceLoader的getResources完成具体的Resource定位
            Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
            int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
            if (actualResources != null) {
                for (Resource resource : resources) {
                    actualResources.add(resource);
                }
            }
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location pattern [" + location + "]");
            }
            return loadCount;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(
                    "Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);
        }
    }
    else {
        // Can only load single resources by absolute URL.
        // 通过ResourceLoader来完成位置定位(找水)
        Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
         // 载入、解析(装水)
        int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
        if (actualResources != null) {
            actualResources.add(resource);
        }
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]");
        }
        return loadCount;
    }
}

资源文件Resource有了,看下是如何将Resource文件载入到BeanDefinition中的?

将xml文件转换成Document对象

Resource载入的具体实现在AbstractBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(),源码:


@Override
public int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException {
    /**
      * 如果Resource为空,则停止BeanDefinition载入,然后启动载入BeanDefinition的过程,
      * 这个过程会遍历整个Resource集合所包含的BeanDefinition信息。
      */
    Assert.notNull(resources, "Resource array must not be null");
    int counter = 0;
    for (Resource resource : resources) {
        counter += loadBeanDefinitions(resource);
    }
    return counter;
}

这里调用loadBeanDefinitions(Resource... resources)方法,但是这个方法AbstractBeanDefinitionReader中没有具体实现。 具体实现在BeanDefinitionReader的子类XmlBeanDefinitionReader中实现。

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

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
    Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
    if (logger.isInfoEnabled()) {
        logger.info("Loading XML bean definitions from " + encodedResource.getResource());
    }
    // 这里是获取线程局部变量
    Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();
    if (currentResources == null) {
        currentResources = new HashSet<EncodedResource>(4);
        this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.set(currentResources);
    }
    if (!currentResources.add(encodedResource)) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
    }
    try {
        // 这里得到XML文件,新建IO文件输入流,准备从文件中读取内容
        InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
        try {
            InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
            if (encodedResource.getEncoding() != null) {
                inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
            }
            // 具体读取过程的方法
            return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
        }
        finally {
            inputStream.close();
        }
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
    }
    finally {
        currentResources.remove(encodedResource);
        if (currentResources.isEmpty()) {
            this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
        }
    }
}

protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
            throws BeanDefinitionStoreException {
    try {
        // 将XML文件转换为DOM对象,解析过程由documentLoader实现
        Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
        // 这里是启动对Bean定义解析的详细过程,该解析过程会用到Spring的Bean配置规则
        return registerBeanDefinitions(doc, resource);
    }
    catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
        throw ex;
    }
    catch (SAXParseException ex) {
        throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Line " + ex.getLineNumber() + " in XML document from " + resource + " is invalid", ex);
    }
    catch (SAXException ex) {
        throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "XML document from " + resource + " is invalid", ex);
    }
    catch (ParserConfigurationException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Parser configuration exception parsing XML from " + resource, ex);
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "IOException parsing XML document from " + resource, ex);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Unexpected exception parsing XML document from " + resource, ex);
    }
}

到这里完成了XML转化为Document对象,主要经历两个过程:资源文件转化为IO和XML转换为Document对象。

按照Spring的Bean规则对Document对象进行解析

在上面分析中,通过调用XML解析器将Bean定义资源文件转换得到Document对象,但是这些Document对象并没有按照Spring的Bean规则进行解析。 需要按照Spring的Bean规则对Document对象进行解析。

如何对Document文件进行解析?

public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
    // 这里得到BeanDefinitionDocumentReader来对XML的BeanDefinition进行解析
    BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
    // 获得容器中注册的Bean数量
    int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
    // 具体的解析过程在registerBeanDefinitions中完成
    documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
    // 统计解析的Bean数量
    return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
}

按照Spring的Bean规则对Document对象解析的过程是在接口BeanDefinitionDocumentReader的实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader中实现的。


@Override
public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
    this.readerContext = readerContext;
    logger.debug("Loading bean definitions");
    // 获取根元素
    Element root = doc.getDocumentElement();
    // 具体载入过程
    doRegisterBeanDefinitions(root);
}

protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
    // Any nested <beans> elements will cause recursion in this method. In
    // order to propagate and preserve <beans> default-* attributes correctly,
    // keep track of the current (parent) delegate, which may be null. Create
    // the new (child) delegate with a reference to the parent for fallback purposes,
    // then ultimately reset this.delegate back to its original (parent) reference.
    // this behavior emulates a stack of delegates without actually necessitating one.
    BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
    this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);

    if (this.delegate.isDefaultNamespace(root)) {
        String profileSpec = root.getAttribute(PROFILE_ATTRIBUTE);
        if (StringUtils.hasText(profileSpec)) {
            String[] specifiedProfiles = StringUtils.tokenizeToStringArray(
                    profileSpec, BeanDefinitionParserDelegate.MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
            if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {
                if (logger.isInfoEnabled()) {
                    logger.info("Skipped XML bean definition file due to specified profiles [" + profileSpec +
                            "] not matching: " + getReaderContext().getResource());
                }
                return;
            }
        }
    }

    preProcessXml(root);
    //从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象
    parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
    postProcessXml(root);

    this.delegate = parent;
}

根据Element载入BeanDefinition。

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // 如果使用了Spring默认的XML命名空间
    if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
        // 遍历根元素的所有子节点
        NodeList nl = root.getChildNodes();
        for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
            Node node = nl.item(i);
            // 如果该节点是XML元素节点
            if (node instanceof Element) {
                Element ele = (Element) node;
                // 如果该节点使用的是Spring默认的XML命名空间
                if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                    // 使用Spring的Bean规则解析元素节点
                    parseDefaultElement(ele, delegate);
                }
                else {
                    // 没有使用Spring默认的XML命名空间,则使用用户自定义的解析规则解析元素节点
                    delegate.parseCustomElement(ele);
                }
            }
        }
    }
    else {
        // Document的根节点没有使用Spring默认的命名空间,则使用用户自定义的解析规则解析Document根节点
        delegate.parseCustomElement(root);
    }
}

该方法作用,使用Spring的Bean规则从Document的根元素开始进行Bean定义的Document对象。

这里主要是看节点元素是否是Spring的规范,因为它允许我们自定义解析规范,那么正常我们是利用Spring的规则, 所以我们来看parseDefaultElement(ele, delegate)方法。

private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // 如果元素节点是<Import>导入元素,进行导入解析
    if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
        importBeanDefinitionResource(ele);
    }
    // 如果元素节点是<Alias>别名元素,进行别名解析
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
        processAliasRegistration(ele);
    }
    // 如果普通的<Bean>元素,按照Spring的Bean规则解析元素
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
        processBeanDefinition(ele, delegate);
    }
    // 如果普通的<Beans>元素,调用doRegisterBeanDefinitions()递归处理
    else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
        // recurse
        doRegisterBeanDefinitions(ele);
    }
}

根据Bean的属性,调用不同的规则解析元素,这里讨论普通Bean元素的解析规则,

调用processBeanDefinition规则进行Bean处理。


protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    /**
      * BeanDefinitionHolder是对BeanDefinition对象的封装,封装了BeanDefinition、Bean的名字和别名。
       * 用来完成想IOC容器注册。得到BeanDefinitionHolder就意味着是通过BeanDefinitionParserDelegate
      * 对XML元素的信息按照Spring的Bean规则进行解析得到的。
      *
      */
    BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
    if (bdHolder != null) {
        bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
        try {
            // Register the final decorated instance.
            // 这里是向IOC容器注册解析得到的BeanDefinition的地方
            BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
        }
        catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
                    bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
        }
        // Send registration event.
        // 在BeanDefinition向IOC容器注册以后,发送消息
        getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
    }
}

Bean资源的解析

具体解析过程委托给BeanDefinitionParserDelegate的parseBeanDefinitionElement来完成。


public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele) {
    return parseBeanDefinitionElement(ele, null);
}

public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, BeanDefinition containingBean) {
    // 在这里取得<bean>元素中定义的id、name、aliase属性值
    String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
    String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);

    List<String> aliases = new ArrayList<String>();
    if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) {
        String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
        aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr));
    }

    String beanName = id;
    if (!StringUtils.hasText(beanName) && !aliases.isEmpty()) {
        beanName = aliases.remove(0);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("No XML 'id' specified - using '" + beanName +
                    "' as bean name and " + aliases + " as aliases");
        }
    }

    if (containingBean == null) {
        checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele);
    }
    // 启动对bean元素的详细解析
    AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean);
    if (beanDefinition != null) {
        if (!StringUtils.hasText(beanName)) {
            try {
                if (containingBean != null) {
                    beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName(
                            beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true);
                }
                else {
                    beanName = this.readerContext.generateBeanName(beanDefinition);
                    // Register an alias for the plain bean class name, if still possible,
                    // if the generator returned the class name plus a suffix.
                    // This is expected for Spring 1.2/2.0 backwards compatibility.
                    String beanClassName = beanDefinition.getBeanClassName();
                    if (beanClassName != null &&
                            beanName.startsWith(beanClassName) && beanName.length() > beanClassName.length() &&
                            !this.readerContext.getRegistry().isBeanNameInUse(beanClassName)) {
                        aliases.add(beanClassName);
                    }
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Neither XML 'id' nor 'name' specified - " +
                            "using generated bean name [" + beanName + "]");
                }
            }
            catch (Exception ex) {
                error(ex.getMessage(), ele);
                return null;
            }
        }
        String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases);
        return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray);
    }

    return null;
}

上面介绍了对Bean元素进行解析的过程,也即是BeanDefinition依据XML的定义被创建的过程。

这个BeanDefinition可以看成是对定义的抽象。这个数据对象中封装的数据大多都是与定义相关的, 也有很多就是我们在定义Bean时看到的那些Spring标记,比如常见的init-method、destory-method、factory-method等等, 这个BeanDefinition数据类型非常重要,它封装了很多基本数据,这些基本数据都是IOC容器需要的。 有了这些基本数据,IOC容器才能对Bean配置进行处理,才能实现相应的容器特性。

public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
        Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {

    this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));
    /**
      * 这里只读取定义的<bean>中设置的class名字,然后载入到BeanDefinition中去,
      * 只是做个记录,并不涉及对象的实例化过程,对象的实例化实际上是在依赖注入时完成的。
      */
    String className = null;
    if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
        className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
    }

    try {
        String parent = null;
        if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
            parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
        }
        // 生成需要的BeanDefinition对象,为Bean定义信息的载入做准备
        AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
        // 对当前的Bean元素进行属性解析,并设置description的信息
        parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
        bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
        // 对Bean元素信息进行解析
        parseMetaElements(ele, bd);
        parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        // 解析<bean>的构造函数设置
        parseConstructorArgElements(ele, bd);
        // 解析<bean>的property设置
        parsePropertyElements(ele, bd);
        parseQualifierElements(ele, bd);

        bd.setResource(this.readerContext.getResource());
        bd.setSource(extractSource(ele));

        return bd;
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
        error("Bean class [" + className + "] not found", ele, ex);
    }
    catch (NoClassDefFoundError err) {
        error("Class that bean class [" + className + "] depends on not found", ele, err);
    }
    catch (Throwable ex) {
        error("Unexpected failure during bean definition parsing", ele, ex);
    }
    finally {
        this.parseState.pop();
    }

    return null;
}

上面是具体生成BeanDefinition的地方。在这里举一个对property进行解析的例子来完成对整个BeanDefinition载入过程的分析,还是在类BeanDefinitionParserDelegate的代码中, 一层一层的对BeanDefinition中的定义进行解析,比如从属性元素结合到具体的每一个属性元素,然后才到具体值的处理。 根据解析结果,对这些属性值的处理会被封装成PropertyValue对象并设置到BeanDefinition对象中去。


public void parsePropertyElements(Element beanEle, BeanDefinition bd) {
    // 获取bean元素下定义的所有节点
    NodeList nl = beanEle.getChildNodes();
    for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
        Node node = nl.item(i);
        // 判断是property元素后对该property元素进行解析
        if (isCandidateElement(node) && nodeNameEquals(node, PROPERTY_ELEMENT)) {
            parsePropertyElement((Element) node, bd);
        }
    }
}
public void parsePropertyElement(Element ele, BeanDefinition bd) {
  // 这里取得property的名字
   String propertyName = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
   if (!StringUtils.hasLength(propertyName)) {
      error("Tag 'property' must have a 'name' attribute", ele);
      return;
   }
   this.parseState.push(new PropertyEntry(propertyName));
   try {
    /**
      * 如果同一个Bean中已经有同名的property存在,则不进行解析,直接返回。
      * 如果再同一个Bean中有同名的property设置,那么起作用的只是第一个。
      */
      if (bd.getPropertyValues().contains(propertyName)) {
         error("Multiple 'property' definitions for property '" + propertyName + "'", ele);
         return;
      }
    /**
      * 这里是解析property值的地方,返回的对象对应Bean定义的property属性设置的解析结果,
      * 这个解析结果会封装到PropertyValue对象中,然后设置。
      */
      Object val = parsePropertyValue(ele, bd, propertyName);
      PropertyValue pv = new PropertyValue(propertyName, val);
      parseMetaElements(ele, pv);
      pv.setSource(extractSource(ele));
      bd.getPropertyValues().addPropertyValue(pv);
   }
   finally {
      this.parseState.pop();
   }
}

public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) {
   String elementName = (propertyName != null) ?
               "<property> element for property '" + propertyName + "'" :
               "<constructor-arg> element";

   // Should only have one child element: ref, value, list, etc.
   NodeList nl = ele.getChildNodes();
   Element subElement = null;
   for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
      Node node = nl.item(i);
      if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT) &&
            !nodeNameEquals(node, META_ELEMENT)) {
         // Child element is what we're looking for.
         if (subElement != null) {
            error(elementName + " must not contain more than one sub-element", ele);
         }
         else {
            subElement = (Element) node;
         }
      }
   }
  // 判断Property的属性,是ref还是value,不允许同时出现ref和value
   boolean hasRefAttribute = ele.hasAttribute(REF_ATTRIBUTE);
   boolean hasValueAttribute = ele.hasAttribute(VALUE_ATTRIBUTE);
   if ((hasRefAttribute && hasValueAttribute) ||
         ((hasRefAttribute || hasValueAttribute) && subElement != null)) {
      error(elementName +
            " is only allowed to contain either 'ref' attribute OR 'value' attribute OR sub-element", ele);
   }
   // 如果是ref,创建一个ref的数据对象RuntimeBeanReference,这个对象封装了ref的信息
   if (hasRefAttribute) {
      String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
      if (!StringUtils.hasText(refName)) {
         error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
      }
      RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
      ref.setSource(extractSource(ele));
      return ref;
   }
   // 如果是value,创建一个value的数据对象TypedStringValue,这个对象封装了value的信息
   else if (hasValueAttribute) {
      TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
      valueHolder.setSource(extractSource(ele));
      return valueHolder;
   }
   // 如果还有子元素,触发对子元素的解析
   else if (subElement != null) {
      return parsePropertySubElement(subElement, bd);
   }
   else {
      // Neither child element nor "ref" or "value" attribute found.
      error(elementName + " must specify a ref or value", ele);
      return null;
   }
}

这里对property子元素的解析过程,Array、List、Set、Map、Prop等各种元素都会在这里解析,生成对应的数据对象,比如ManagedList、ManagedArray、ManagedSet等等。 这些ManagedXX类是Spring对具体的BeanDefinition的数据封装。具体的解析可以从parsePropertySubElement()关于property子元素的解析深入追踪, 可以看到parseArrayElement、parseListElement、parseSetElement、parseMapElement、parsePropsElement等方法处理。


public Object parsePropertySubElement(Element ele, BeanDefinition bd) {
   return parsePropertySubElement(ele, bd, null);
}

public Object parsePropertySubElement(Element ele, BeanDefinition bd, String defaultValueType) {
   if (!isDefaultNamespace(ele)) {
      return parseNestedCustomElement(ele, bd);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
      BeanDefinitionHolder nestedBd = parseBeanDefinitionElement(ele, bd);
      if (nestedBd != null) {
         nestedBd = decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, nestedBd, bd);
      }
      return nestedBd;
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, REF_ELEMENT)) {
      // A generic reference to any name of any bean.
      String refName = ele.getAttribute(BEAN_REF_ATTRIBUTE);
      boolean toParent = false;
      if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
         // A reference to the id of another bean in the same XML file.
         refName = ele.getAttribute(LOCAL_REF_ATTRIBUTE);
         if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
            // A reference to the id of another bean in a parent context.
            refName = ele.getAttribute(PARENT_REF_ATTRIBUTE);
            toParent = true;
            if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
               error("'bean', 'local' or 'parent' is required for <ref> element", ele);
               return null;
            }
         }
      }
      if (!StringUtils.hasText(refName)) {
         error("<ref> element contains empty target attribute", ele);
         return null;
      }
      RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName, toParent);
      ref.setSource(extractSource(ele));
      return ref;
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, IDREF_ELEMENT)) {
      return parseIdRefElement(ele);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, VALUE_ELEMENT)) {
      return parseValueElement(ele, defaultValueType);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, NULL_ELEMENT)) {
      // It's a distinguished null value. Let's wrap it in a TypedStringValue
      // object in order to preserve the source location.
      TypedStringValue nullHolder = new TypedStringValue(null);
      nullHolder.setSource(extractSource(ele));
      return nullHolder;
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, ARRAY_ELEMENT)) {
      return parseArrayElement(ele, bd);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, LIST_ELEMENT)) {
      return parseListElement(ele, bd);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, SET_ELEMENT)) {
      return parseSetElement(ele, bd);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, MAP_ELEMENT)) {
      return parseMapElement(ele, bd);
   }
   else if (nodeNameEquals(ele, PROPS_ELEMENT)) {
      return parsePropsElement(ele);
   }
   else {
      error("Unknown property sub-element: [" + ele.getNodeName() + "]", ele);
      return null;
   }
}

看看一个List这样的睡醒配置是怎样被解析的?


public List<Object> parseListElement(Element collectionEle, BeanDefinition bd) {
   String defaultElementType = collectionEle.getAttribute(VALUE_TYPE_ATTRIBUTE);
   NodeList nl = collectionEle.getChildNodes();
   ManagedList<Object> target = new ManagedList<Object>(nl.getLength());
   target.setSource(extractSource(collectionEle));
   target.setElementTypeName(defaultElementType);
   target.setMergeEnabled(parseMergeAttribute(collectionEle));
   // 具体的List元素解析过程
   parseCollectionElements(nl, target, bd, defaultElementType);
   return target;
}

protected void parseCollectionElements(
      NodeList elementNodes, Collection<Object> target, BeanDefinition bd, String defaultElementType) {
  // 遍历所有的元素节点,并判断其类型是否为Element
   for (int i = 0; i < elementNodes.getLength(); i++) {
      Node node = elementNodes.item(i);
      if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT)) {
         //加入到Target中国,target是一个ManagedList,同时触发对下一层子元素的解析过程,
         // 这是一个递归的调用,逐层地解析
         target.add(parsePropertySubElement((Element) node, bd, defaultElementType));
      }
   }
}

经过逐层地解析,我们在XML文件中定义的BeanDefinition就被整个载入到了IOC容器中,并在容器中建立了数据映射。 在IOC容器中建立了对应的数据结构,或者可以看成是POJO对象在IOC容器中的抽象,这些数据结构可以以AbstracBeanDefinition为入口,让IOC容器执行索引、查询和操作。

每一个简单的POJO操作的背后其实都含着一个复杂的抽象过程,经过以上的载入过程,IOC容器大致完成了管理Bean对象的数据准备工作也即是数据初始化过程。 严格来说,这个时候容器还没有起作用,要完全发挥容器的作用,还需要完成数据向容器的注册,也即IOC容器注册BeanDefinition。

BeanDefinition的注册

在BeanDefinition载入和解析这些动作完成之后,用户定义的BeanDefinition信息已经在IOC容器内建立了自己的数据结构以及

相应的数据表示,但此时这些数据不能供IOC容器直接使用,需要在IOC容器中对这些BeanDefinition

数据进行注册。这个注册为IOC容器提供了更友好的使用方式,在DefaultListableBeanFactory中,

是通过一个HashMap来持有载入的BeanDefinition的,这个HashMap的定义如下:

@Override
    protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
        if (hasBeanFactory()) {
            destroyBeans();
            closeBeanFactory();
        }
        try {
             //创建IoC容器,这里使用的是DefaultListableBeanFactory
            DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
            beanFactory.setSerializationId(getId());
            customizeBeanFactory(beanFactory);
            /**
                     * 启动对BeanDefinition的载入,这里使用了一个委派模式,
                     * 在当前类中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法,具体的实现调用子类容器
                     */
            loadBeanDefinitions(beanFactory);
            this.beanFactory = beanFactory;
        }
        catch (IOException ex) {
            throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
        }
    }

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(256);

下面分析BeanDefinition如何注册到HashMap的。

从上一章节的BeanDefinition()处理开始看看IOC容器如何注册BeanDefinition。


protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    /**
      * BeanDefinitionHolder是对BeanDefinition对象的封装,封装了BeanDefinition、Bean的名字和别名。
       * 用来完成想IOC容器注册。得到BeanDefinitionHolder就意味着是通过BeanDefinitionParserDelegate
      * 对XML元素的信息按照Spring的Bean规则进行解析得到的。
      *
      */
    BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
    if (bdHolder != null) {
        bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
        try {
            // Register the final decorated instance.
            // 这里是向IOC容器注册解析得到的BeanDefinition的地方
            BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
        }
        catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
                    bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
        }
        // Send registration event.
        // 在BeanDefinition向IOC容器注册以后,发送消息
        getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
    }
}

BeanDefinition注册在BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition()方法中完成。

public static void registerBeanDefinition(
      BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
      throws BeanDefinitionStoreException {

   // Register bean definition under primary name.
   // 根据定义的唯一的beanName注册Beandefinition
   String beanName = definitionHolder.getBeanName();
   registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());

   // Register aliases for bean name, if any.
   // 如果有别名,注册别名
   String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
   if (aliases != null) {
      for (String alias : aliases) {
         registry.registerAlias(beanName, alias);
      }
   }
}

注册registerBeanDefinition()方法的具体实现在BeanDefinitionRegistry接口的实现类DefaultListableBeanFactory中来完成。

@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
      throws BeanDefinitionStoreException {
  // BeanName和BeanDefinition不能为空,否则停止注册
   Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
   Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");

   if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
      try {
         ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();
      }
      catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
         throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
               "Validation of bean definition failed", ex);
      }
   }

   BeanDefinition oldBeanDefinition;
  // 检查是否有相同名字的BeanDefinition已经在IOC容器中注册了,如果有同名的BeanDefinition,
   // 但又不允许覆盖,就会抛出异常,否则覆盖BeanDefinition。
   oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
   if (oldBeanDefinition != null) {
      if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {
         throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
               "Cannot register bean definition [" + beanDefinition + "] for bean '" + beanName +
               "': There is already [" + oldBeanDefinition + "] bound.");
      }
      else if (oldBeanDefinition.getRole() < beanDefinition.getRole()) {
         // e.g. was ROLE_APPLICATION, now overriding with ROLE_SUPPORT or ROLE_INFRASTRUCTURE
         if (this.logger.isWarnEnabled()) {
            this.logger.warn("Overriding user-defined bean definition for bean '" + beanName +
                  "' with a framework-generated bean definition: replacing [" +
                  oldBeanDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");
         }
      }
      else if (!beanDefinition.equals(oldBeanDefinition)) {
         if (this.logger.isInfoEnabled()) {
            this.logger.info("Overriding bean definition for bean '" + beanName +
                  "' with a different definition: replacing [" + oldBeanDefinition +
                  "] with [" + beanDefinition + "]");
         }
      }
      else {
         if (this.logger.isDebugEnabled()) {
            this.logger.debug("Overriding bean definition for bean '" + beanName +
                  "' with an equivalent definition: replacing [" + oldBeanDefinition +
                  "] with [" + beanDefinition + "]");
         }
      }
      this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
   }
   else {
      // 检查下容器是否进入了Bean的创建阶段,即是否同时创建了任何bean
      if (hasBeanCreationStarted()) { // 已经创建了Bean,容器中已经有Bean了,是在启动注册阶段创建的。
         // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
         // 注册过程中需要线程同步,以保证数据一致性
         synchronized (this.beanDefinitionMap) {
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
            List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
            updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
            updatedDefinitions.add(beanName);
            this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
            if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) {
               Set<String> updatedSingletons = new LinkedHashSet<String>(this.manualSingletonNames);
               updatedSingletons.remove(beanName);
               this.manualSingletonNames = updatedSingletons;
            }
         }
      }
      else {// 正在启动注册阶段,容器这个时候还是空的。
         // Still in startup registration phase
         this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
         this.beanDefinitionNames.add(beanName);
         this.manualSingletonNames.remove(beanName);
      }
      this.frozenBeanDefinitionNames = null;
   }
  // 重置所有已经注册过的BeanDefinition或单例模式的BeanDefinition的缓存
   if (oldBeanDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
      resetBeanDefinition(beanName);
   }
}

到这里完成了BeanDefinition的注册,就算完了IOC容器的初始化过程。 此时,在使用的IOC容器DefaultListableBeanFactory中已经建立了整个Bean的配置信息,而且这些BeanDefinition已经可以被容器使用了, 它们都在beanDefinitionMap里被检索和使用。容器的作用就是对这些信息进行处理和维护。 这些信息就是容器建立依赖反转的基础,有了这些基础数据,就可以进一步完成依赖注入, 下一篇讨论依赖注入的实现原理Bean的创建,Bean依赖注入。