歡迎光臨
每天分享高質量文章
當前位置：知識星球 > 後端 > 正文

【死磕 Spring】—– IOC 之 IOC 初始化總結

2018-10-11 分類：後端 閱讀(319) 評論(0)

點選上方“Java技術驛站”，選擇“置頂公眾號”。

有內涵、有價值的文章第一時間送達！

精品專欄

 

前面 13 篇博文從原始碼層次分析了 IOC 整個初始化過程，這篇就這些內容做一個總結將其連貫起來。

在前文提過，IOC 容器的初始化過程分為三步驟：Resource 定位、BeanDefinition 的載入和解析，BeanDefinition 註冊。

  • Resource 定位。我們一般用外部資源來描述 Bean 物件，所以在初始化 IOC 容器的第一步就是需要定位這個外部資源。

  • BeanDefinition 的載入和解析。裝載就是 BeanDefinition 的載入。BeanDefinitionReader 讀取、解析 Resource 資源，也就是將使用者定義的 Bean 表示成 IOC 容器的內部資料結構：BeanDefinition。在 IOC 容器內部維護著一個 BeanDefinition Map 的資料結構，在配置檔案中每一個都對應著一個BeanDefinition物件。

  • BeanDefinition 註冊。向IOC容器註冊在第二步解析好的 BeanDefinition，這個過程是透過 BeanDefinitionRegistery 介面來實現的。在 IOC 容器內部其實是將第二個過程解析得到的 BeanDefinition 註入到一個 HashMap 容器中，IOC 容器就是透過這個 HashMap 來維護這些 BeanDefinition 的。在這裡需要註意的一點是這個過程並沒有完成依賴註入，依賴註冊是發生在應用第一次呼叫 getBean() 向容器索要 Bean 時。當然我們可以透過設定預處理，即對某個 Bean 設定 lazyinit 屬性，那麼這個 Bean 的依賴註入就會在容器初始化的時候完成。

還記得在部落格【死磕 Spring】—– IOC 之 載入 Bean 中提供的一段程式碼嗎？這裡我們同樣也以這段程式碼作為我們研究 IOC 初始化過程的開端，如下：

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

剛剛開始的時候可能對上面這幾行程式碼不知道什麼意思，現在應該就一目瞭然了。

  • ClassPathResourceresource=newClassPathResource("bean.xml");： 根據 Xml 配置檔案建立 Resource 資源物件。ClassPathResource 是 Resource 介面的子類，bean.xml 檔案中的內容是我們定義的 Bean 資訊。

  • DefaultListableBeanFactoryfactory=newDefaultListableBeanFactory(); 建立一個 BeanFactory。DefaultListableBeanFactory 是 BeanFactory 的一個子類，BeanFactory 作為一個介面，其實它本身是不具有獨立使用的功能的，而 DefaultListableBeanFactory 則是真正可以獨立使用的 IOC 容器，它是整個 Spring IOC 的始祖，在後續會有專門的文章來分析它。

  • XmlBeanDefinitionReaderreader=newXmlBeanDefinitionReader(factory);：建立 XmlBeanDefinitionReader 讀取器，用於載入 BeanDefinition 。

  • reader.loadBeanDefinitions(resource);：開啟 Bean 的載入和註冊行程，完成後的 Bean 放置在 IOC 容器中。

Resource 定位

Spring 為瞭解決資源定位的問題，提供了兩個介面：Resource、ResourceLoader，其中 Resource 介面是 Spring 統一資源的抽象介面，ResourceLoader 則是 Spring 資源載入的統一抽象。關於Resource、ResourceLoader 的更多知識請關註【死磕 Spring】—– IOC 之 Spring 統一資源載入策略

Resource 資源的定位需要 Resource 和 ResourceLoader 兩個介面互相配合，在上面那段程式碼中 newClassPathResource("bean.xml") 為我們定義了資源，那麼 ResourceLoader 則是在什麼時候初始化的呢？看 XmlBeanDefinitionReader 構造方法：

  1.     public XmlBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
  2.         super(registry);
  3.     }

直接呼叫父類 AbstractBeanDefinitionReader ：

  1.     protected AbstractBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
  2.         Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
  3.         this.registry = registry;
  5.         // Determine ResourceLoader to use.
  6.         if (this.registry instanceof ResourceLoader) {
  7.             this.resourceLoader = (ResourceLoader) this.registry;
  8.         }
  9.         else {
  10.             this.resourceLoader = new PathMatchingResourcePatternResolver();
  11.         }
  13.         // Inherit Environment if possible
  14.         if (this.registry instanceof EnvironmentCapable) {
  15.             this.environment = ((EnvironmentCapable) this.registry).getEnvironment();
  16.         }
  17.         else {
  18.             this.environment = new StandardEnvironment();
  19.         }
  20.     }

核心在於設定 resourceLoader 這段，如果設定了 ResourceLoader 則用設定的，否則使用 PathMatchingResourcePatternResolver ，該類是一個集大成者的 ResourceLoader。

BeanDefinition 的載入和解析

reader.loadBeanDefinitions(resource); 開啟 BeanDefinition 的解析過程。如下：

  1.     public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
  2.         return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
  3.     }

在這個方法會將資源 resource 包裝成一個 EncodedResource 實體物件，然後呼叫 loadBeanDefinitions() 方法，而將 Resource 封裝成 EncodedResource 主要是為了對 Resource 進行編碼，保證內容讀取的正確性。

  1.    public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
  2.         // 省略一些程式碼
  3.         try {
  4.             // 將資源檔案轉為 InputStream 的 IO 流
  5.             InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
  6.             try {
  7.                 // 從 InputStream 中得到 XML 的解析源
  8.                 InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
  9.                 if (encodedResource.getEncoding() != null) {
  10.                     inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
  11.                 }
  13.                 // 具體的讀取過程
  14.                 return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
  15.             }
  16.             finally {
  17.                 inputStream.close();
  18.             }
  19.         }
  20.         // 省略一些程式碼
  21.     }

從 encodedResource 源中獲取 xml 的解析源，呼叫 doLoadBeanDefinitions() 執行具體的解析過程。

  1.     protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
  2.             throws BeanDefinitionStoreException {
  3.         try {
  4.             Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
  5.             return registerBeanDefinitions(doc, resource);
  6.         }
  7.         // 省略很多catch程式碼

在該方法中主要做兩件事：1、根據 xml 解析源獲取相應的 Document 物件，2、呼叫 registerBeanDefinitions() 開啟 BeanDefinition 的解析註冊過程。

轉換為 Document 物件

呼叫 doLoadDocument() 會將 Bean 定義的資源轉換為 Document 物件。

  1.     protected Document doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) throws Exception {
  2.         return this.documentLoader.loadDocument(inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler,
  3.                 getValidationModeForResource(resource), isNamespaceAware());
  4.     }

loadDocument() 方法接受五個引數：

  • inputSource：載入 Document 的 Resource 源

  • entityResolver：解析檔案的解析器

  • errorHandler：處理載入 Document 物件的過程的錯誤

  • validationMode：驗證樣式

  • namespaceAware：名稱空間支援。如果要提供對 XML 名稱空間的支援，則為true

對於這五個引數，有兩個引數需要重點關註下：entityResolver、validationMode。這兩個引數分別在 【死磕Spring】----- IOC 之 獲取 Document 物件、【死磕Spring】----- IOC 之 獲取驗證模型 中有詳細的講述。

loadDocument() 在類 DefaultDocumentLoader 中提供了實現，如下：

  1.     public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,
  2.             ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {
  3.       // 建立檔案解析工廠
  4.         DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware);
  5.         if (logger.isDebugEnabled()) {
  6.             logger.debug("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]");
  7.         }
  8.         // 建立檔案解析器
  9.         DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);
  10.         // 解析 Spring 的 Bean 定義資源
  11.         return builder.parse(inputSource);
  12.     }

這到這裡，就已經將定義的 Bean 資源檔案，載入並轉換為 Document 物件了，那麼下一步就是如何將其解析為 Spring IOC 管理的 Bean 物件並將其註冊到容器中。這個過程有方法 registerBeanDefinitions() 實現。如下：

  1.     public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
  2.        // 建立 BeanDefinitionDocumentReader 來對 xml 格式的BeanDefinition 解析
  3.         BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
  4.         // 獲得容器中註冊的Bean數量
  5.         int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
  7.         // 解析過程入口，這裡使用了委派樣式，BeanDefinitionDocumentReader只是個介面，
  8.         // 具體的解析實現過程有實現類DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成
  9.         documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
  10.         return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
  11.     }

首先建立 BeanDefinition 的解析器 BeanDefinitionDocumentReader，然後呼叫 documentReader.registerBeanDefinitions() 開啟解析過程，這裡使用的是委派樣式，具體的實現由子類 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 完成。

  1.     public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
  2.        // 獲得XML描述符
  3.         this.readerContext = readerContext;
  4.         logger.debug("Loading bean definitions");
  6.         // 獲得Document的根元素
  7.         Element root = doc.getDocumentElement();
  9.         // 解析根元素
  10.         doRegisterBeanDefinitions(root);
  11.     }

對 Document 物件的解析

從 Document 物件中獲取根元素 root，然後呼叫 doRegisterBeanDefinitions() 開啟真正的解析過程。

  1.     protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
  2.         BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
  3.         this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);
  5.        // 省略部分程式碼
  7.         preProcessXml(root);
  8.         parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
  9.         postProcessXml(root);
  11.         this.delegate = parent;
  12.     }

preProcessXml()、 postProcessXml() 為前置、後置增強處理，目前 Spring 中都是空實現， parseBeanDefinitions() 是對根元素 root 的解析註冊過程。

  1.     protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
  2.        // Bean定義的Document物件使用了Spring預設的XML名稱空間
  3.         if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
  4.           // 獲取Bean定義的Document物件根元素的所有子節點
  5.             NodeList nl = root.getChildNodes();
  6.             for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
  7.                 Node node = nl.item(i);
  8.                 // 獲得Document節點是XML元素節點 
  9.                 if (node instanceof Element) {
  10.                     Element ele = (Element) node;
  11.                     // Bean定義的Document的元素節點使用的是Spring預設的XML名稱空間
  12.                     if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
  13.                        // 使用Spring的Bean規則解析元素節點（預設解析規則）
  14.                         parseDefaultElement(ele, delegate);
  15.                     }
  16.                     else {
  17.                        // 沒有使用Spring預設的XML名稱空間，則使用使用者自定義的解析規則解析元素節點 
  18.                         delegate.parseCustomElement(ele);
  19.                     }
  20.                 }
  21.             }
  22.         }
  23.         else {
  24.           // Document 的根節點沒有使用Spring預設的名稱空間，則使用使用者自定義的解析規則解析
  25.             delegate.parseCustomElement(root);
  26.         }
  27.     }

迭代 root 元素的所有子節點，對其進行判斷，若節點為預設名稱空間，則ID呼叫 parseDefaultElement() 開啟預設標簽的解析註冊過程，否則呼叫 parseCustomElement() 開啟自定義標簽的解析註冊過程。

標簽解析

若定義的元素節點使用的是 Spring 預設名稱空間，則呼叫 parseDefaultElement() 進行預設標簽解析，如下：

  1.     private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
  2.        // 如果元素節點是匯入元素，進行匯入解析
  3.         if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
  4.             importBeanDefinitionResource(ele);
  5.         }
  6.         // 如果元素節點是別名元素，進行別名解析 
  7.         else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
  8.             processAliasRegistration(ele);
  9.         }
  10.         // 如果元素節點元素，則進行Bean解析註冊
  11.         else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
  12.             processBeanDefinition(ele, delegate);
  13.         }
  15.         // // 如果元素節點元素，則進行Beans解析
  16.         else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
  17.             // recurse
  18.             doRegisterBeanDefinitions(ele);
  19.         }
  20.     }

對四大標簽：import、alias、bean、beans 進行解析，其中 bean 標簽的解析為核心工作。關於各個標簽的解析過程見如下文章：

對於預設標簽則由 parseCustomElement() 負責解析。

  1.     public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele) {
  2.         return parseCustomElement(ele, null);
  3.     }
  5.     public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBd) {
  6.         String namespaceUri = getNamespaceURI(ele);
  7.         if (namespaceUri == null) {
  8.             return null;
  9.         }
  10.         NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri);
  11.         if (handler == null) {
  12.             error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele);
  13.             return null;
  14.         }
  15.         return handler.parse(ele, new ParserContext(this.readerContext, this, containingBd));
  16.     }

獲取節點的 namespaceUri，然後根據該 namespaceuri 獲取相對應的 Handler，呼叫 Handler 的 parse() 方法即完成自定義標簽的解析和註入。想瞭解更多參考：【死磕Spring】----- IOC 之解析自定義標簽

註冊 BeanDefinition

經過上面的解析，則將 Document 物件裡面的 Bean 標簽解析成了一個個的 BeanDefinition ，下一步則是將這些 BeanDefinition 註冊到 IOC 容器中。動作的觸發是在解析 Bean 標簽完成後，如下：

  1.     protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
  2.         BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
  3.         if (bdHolder != null) {
  4.             bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
  5.             try {
  6.                 // Register the final decorated instance.
  7.                 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
  8.             }
  9.             catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
  10.                 getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
  11.                         bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
  12.             }
  13.             // Send registration event.
  14.             getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
  15.         }
  16.     }

呼叫 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition() 註冊，其實這裡面也是呼叫 BeanDefinitionRegistry 的 registerBeanDefinition()來註冊 BeanDefinition ，不過最終的實現是在 DefaultListableBeanFactory 中實現，如下：

  1.     @Override
  2.     public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
  3.             throws BeanDefinitionStoreException {
  5.       // 省略一堆校驗
  7.         BeanDefinition oldBeanDefinition;
  9.         oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
  10.           // 省略一堆 if
  11.             this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
  12.         }
  13.         else {
  14.             if (hasBeanCreationStarted()) {
  15.                 // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
  16.                 synchronized (this.beanDefinitionMap) {
  17.                     this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
  18.                     List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
  19.                     updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
  20.                     updatedDefinitions.add(beanName);
  21.                     this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
  22.                     if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) {
  23.                         Set<String> updatedSingletons = new LinkedHashSet<>(this.manualSingletonNames);
  24.                         updatedSingletons.remove(beanName);
  25.                         this.manualSingletonNames = updatedSingletons;
  26.                     }
  27.                 }
  28.             }
  29.             else {
  30.                 // Still in startup registration phase
  31.                 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
  32.                 this.beanDefinitionNames.add(beanName);
  33.                 this.manualSingletonNames.remove(beanName);
  34.             }
  35.             this.frozenBeanDefinitionNames = null;
  36.         }
  38.         if (oldBeanDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
  39.             resetBeanDefinition(beanName);
  40.         }
  41.     }

這段程式碼最核心的部分是這句 this.beanDefinitionMap.put(beanName,beanDefinition) ，所以註冊過程也不是那麼的高大上，就是利用一個 Map 的集合物件來存放，key 是 beanName，value 是 BeanDefinition。

至此，整個 IOC 的初始化過程就已經完成了，從 Bean 資源的定位，轉換為 Document 物件，接著對其進行解析，最後註冊到 IOC 容器中，都已經完美地完成了。現在 IOC 容器中已經建立了整個 Bean 的配置資訊，這些 Bean 可以被檢索、使用、維護，他們是控制反轉的基礎，是後面註入 Bean 的依賴。最後用一張流程圖來結束這篇總結之文。

更多閱讀：

END

我是 Java 技術驛站，感謝有你

>>>>>> 加群交流技術 <<<<<<

贊(0)
標籤：

相關推薦

熱門標籤

iOS (11238)微軟 (4955)Linux (4274)安全 (4180)Python (4161)效能 (3165)運維 (2774)最佳化 (2419).NET (2262)Google (2136)機器學習 (1795)併發 (1613)分散式 (1559)叢集 (1240)SQL (1174)Mysql (1060)區塊鏈 (1017)Docker (977)微服務 (922)面試 (919)Apache (743)NLP (725)Redis (719)Android (668)Git (640)架構師 (632)Nginx (630)Facebook (599)JVM (595)爬蟲 (476)

熱門文章

分享創造快樂

© 2024 知識星球   網站地圖