Spring 核心源码

一、Spring的优势及核心

    1、Spring通过DI、AOP和消除样板式代码来简化企业级Java开发。
    2、Spring框架之外还存在一个构建在核心框架之上的庞大生态圈,它将Spring扩展到不同的领域,如Web服务、REST、移动开发以及NoSQL等。
    3、低侵入式设计,代码的污染极低。
    4、独立于各种应用服务器,基于Spring框架的应用,可以真正实现Write Once,Run Anywhere的承诺。
    5、Spring的IOC容器降低了业务对象替换的复杂性,提高了组件之间的解耦。
    6、Spring的AOP允许将一些通用任务如安全、事务、日志等进行集中式处理,从而提供了更好的复用。
    7、Spring的ORM和DAO提供了与第三方持久层框架的的良好整合,并简化了底层的数据库访问。
    8、Spring的高度开放性,并不强制应用完全依赖于Spring,开发者可自由选用Spring框架的部分或全部。
    Spring的核心就是IOC和AOP
        IOC:控制反转,就是应用本身不负责以来对象的创建和维护,依赖对象的创建及维护交由外部容器负责的,这样控制权就由应用转移到了外部容器,控制权的转移。
        DI:依赖注入,指在程序运行期间,由外部容器动态地将依赖对象注入到组件中,一般通过构造函数或者setter方法注入。
        AOP:面向切面编程,在不改变原有代码的情况下,增强和主要业务无关的公共代码到之前写好的方法中的指定位置。

二、XML配置启动代码

// 在ClassPath中寻找XML配置文件,根据xml文件内容来构建ApplicationContext
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationfile.xml");

    1、当然,ApplicationContext的实现类不只有ClassPathXmlApplicationContext,他拥有一套继承类,各有优缺点。


ApplicationContext 继承结构



    FileSystemXmlApplicationContext的构造函数需要一个xml配置文件在系统中的路径,其他和ClassPathXmlApplicationContext基本一致
    AnnotationConfigApplicationContext是基于注解来使用的,他不需要配置文件,采用Java配置类和各种注解来配置,是比较简单的方式

    2、怎么实例化ApplicationContext:
        一个接口和他的实现类:

public interface UserService {
    User select(Integer id)
}

//实现类

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService{
    public void select(Integer id){
         System.out.println("查询User");
    }
}

        然后在resource目录下新建一个配置文件,可以叫spring.xml 或application.xml等,名字随意,最好按照普遍规范来。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?><beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd" default-autowire="byName">
     <bean id="UserService" class="com.engine.service.UserServiceImpl"/>
</beans>

        最后创建一个测试类就可以了

@Testpublic void test() throws Exception {
     ClassPathXmlApplicationContext ioc=new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:/spring.xml");
     UserService bean = (UserService) ioc.getBean(UserService.class);
     bean.select(1);
}

    这样就可以了,这部分具体内容可以看看Spring IOC的基础知识。

三、BeanFactory 简介

    顾名思义,Bean的生成工厂,负责生产和管理各个bean实例的。

BeanFactory相关主要继承结构

    这里面包括了上一张图的ApplicationContext继承结构,感觉看起来还是很乱的🧐,我们重点关注一下几个类就好。
    ApplicationContext,继承了ListableBeanFactory,Listable是通过这个接口,可以获取到多个Bean,而最顶层的BeanFactory接口方法都是获取的单个Bean。
        还继承了HierarchicalBeanFactory,Hierarchical单词有点难度了,他是分等级的,等级制度的意思,也就是说我们可以在应用中起多个BeanFactory,然后将他们之间设置为父子关系。
    AutowireCapableBeanFactory,看到名字就怀疑他是不是跟@Autowire注解有什么关系呢,他就是用来自动装配Bean的,虽然ApplicationContext与他并没有直接继承关系,但是ApplicationContext接口中的最后一个方法将他们联系起来了:AutowireCapableBeanFactorygetAutowireCapableBeanFactory() throws IllegalStateException;
    ConfigurableListableBeanFactory 也是一个特殊的接口,看图,特殊之处在于它继承了第二层所有的三个接口,而 ApplicationContext 没有。

四、启动过程分析

    1、ClassPathXmlApplicationContext的构造方法

// 这里包含了启动过程的核心方法,也是我们接下来的重点方法 refresh();
// ApplicationContext 建立起来以后,是可以通过refresh()这个方法重建的,refresh()会将原来的ApplicationContext销毁,
// 然后在重新执行一次初始化操作
public ClassPathXmlApplicationContext( String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException {
     super(parent);
     setConfigLocations(configLocations);
     if (refresh) {
         refresh();
     }
}

    2、refresh()方法的内容:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
     // 来个锁,不然 refresh() 还没结束,你又来个启动或销毁容器的操作,那不就乱套了嘛
     synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
         // 准备工作,记录下容器的启动时间、标记“已启动”状态、处理配置文件中的占位符

         prepareRefresh();
         // 这步比较关键,这步完成后,配置文件就会解析成一个个 Bean 定义,注册到 BeanFactory 中,
         // 当然,这里说的 Bean 还没有初始化,只是配置信息都提取出来了,
         // 注册也只是将这些信息都保存到了注册中心(说到底核心是一个 beanName-> beanDefinition 的 map)
         ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

         // 设置 BeanFactory 的类加载器,添加几个 BeanPostProcessor,手动注册几个特殊的 bean
         prepareBeanFactory(beanFactory); try {
             // 【这里需要知道 BeanFactoryPostProcessor 这个知识点,Bean 如果实现了此接口,
             // 那么在容器初始化以后,Spring 会负责调用里面的 postProcessBeanFactory 方法。】
             // 这里是提供给子类的扩展点,到这里的时候,所有的 Bean 都加载、注册完成了,但是都还没有初始化
             // 具体的子类可以在这步的时候添加一些特殊的 BeanFactoryPostProcessor 的实现类或做点什么事
             postProcessBeanFactory(beanFactory);

             // 调用 BeanFactoryPostProcessor 各个实现类的 postProcessBeanFactory(factory) 方法
             invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

             // 注册 BeanPostProcessor 的实现类,注意看和 BeanFactoryPostProcessor 的区别
             // 此接口两个方法: postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization
             // 两个方法分别在 Bean 初始化之前和初始化之后得到执行。注意,到这里 Bean 还没初始化
             registerBeanPostProcessors(beanFactory);

             initMessageSource();
             // 初始化当前 ApplicationContext 的事件广播器,这里也不展开了 initApplicationEventMulticaster();
             // 从方法名就可以知道,典型的模板方法(钩子方法),
             // 具体的子类可以在这里初始化一些特殊的 Bean(在初始化 singleton beans 之前)
             onRefresh();
             // 注册事件监听器,监听器需要实现 ApplicationListener 接口。这也不是我们的重点,过 registerListeners();
             // 重点,重点,重点
              // 初始化所有的 singleton beans
             //(lazy-init 的除外)
             finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
             // 最后,广播事件,ApplicationContext 初始化完成
             finishRefresh();
         } catch (BeansException ex) {
             if (logger.isWarnEnabled()) {
                 logger.warn("Exception encountered during context initialization - " + "cancelling refresh attempt: " + ex);
             }
                 // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
                 // 销毁已经初始化的 singleton 的 Beans,以免有些 bean 会一直占用资源
             destroyBeans();
             // Reset 'active' flag.
             cancelRefresh(ex);
             // 把异常往外抛
             throw ex;
         } finally { 
            // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
             // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
             resetCommonCaches();
         }
     }

    这个方法中调用了很多的其他方法,我们来一步一步介绍。
    1、创建Bean前的准备工作

prepareRefresh方法源码

        这个类实现的比较简单,先是记录了一下启动时间,然后校验一下配置文件。
    2、创建Bean容器,加载并注册Bean
        然后我们走到下一行:ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        这个方法是全文中最重要的一部分之一,这里将会初始化BeanFactory、加载Bean、注册Bean等等,当然Bean的实例并不是在这一步生成的。这里源码就不贴了,感兴趣的小伙伴可以自己去项目中研究一下吧。
        ApplicationContext 继承自 BeanFactory,但是它不应该被理解为 BeanFactory 的实现类,而是说其内部持有一个实例化的 BeanFactory(DefaultListableBeanFactory)。以后所有的 BeanFactory 相关的操作其实是委托给这个实例来处理的。

    3、BeanDefinition 接口定义
        常说 BeanFactory 是 Bean 容器,那么 Bean 又是什么呢?BeanDefinition 就是我们所说的 Spring 的 Bean,我们自己定义的各个 Bean 其实会转换成一个个 BeanDefinition 存在于 Spring 的 BeanFactory 中。Bean 在代码层面上可以简单认为是 BeanDefinition 的实例。BeanDefinition 中保存了我们的 Bean 信息,比如这个 Bean 指向的是哪个类、是否是单例的、是否懒加载、这个 Bean 依赖了哪些 Bean 等等。

customizeBeanFactory

        这个方法就是配置是否允许 BeanDefinition 覆盖、是否允许循环引用。

加载 Bean: loadBeanDefinitions

    这个方法会根据配置加载各个Bean,然后放到BeanFactory中,读取配置的操作在XmlBeanDefinitionReader中,其负责加载配置、解析。


未完待续~

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