Spring源碼深度解析(二)

Spring源碼深度解析(二)

一. 主要內容

1. BeanFactory體系設計
2. 核心接口
3. BeanDefinition加載流程
4. 設計思想總結

二. BeanFactory體系設計

BeanFactory是Spring中十分重要的接口，也是Spring IOC容器的頂級接口。它基於工廠模式，定義了最基本的IOC容器的功能，如獲取Bean實例、查看Bean的類型和查看Bean是否存在等：

在BeanFactory的基礎上擴展了很多接口，每個接口都有各自的功能。BeanFactory的繼承體系如下：

三. 各種BeanFactory

1. ListableBeanFactory：可以根據條件列出Bean的清單

2. AutowireCapableBeanFactory：提供了Bean自動注入的支持。

3. HierarchicalBeanFactory：提供了容器繼承的支持，可以維護一個parentBeanFactory父容器的引用，並通過它獲取到父容器中的Bean。

4. ConfigurableBeanFactory：可對BeanFactory進行各種配置

5. DefaultListableBeanFactory：BeanFactory的默認實現，實現了上述所有接口的功能，是BeanFactory的集大成者。

6. XmlBeanFactory：DefaultListableBeanFactory的子類，繼承了DefaultListableBeanFactory的所有功能，並在此基礎上擴展了XML文件相關的定製化處理。

可以看出，Spring很好地貫徹了面向接口編程的原則，幾乎所有的重要的類上面都定義了接口。而且，通過接口的繼承，可以靈活地擴展出不同功能的接口。

四. 核心接口

1. BeanDefinition：對一個Bean實例的描述，包括其類型、屬性、構造器、依賴等。

   之前看過一個比喻：BeanFactory相當於一個汽車製造工廠，Bean對應於工廠中造出的各種車，而BeanDefinition就是每種車的圖紙，描述了車的品牌、型號、所需零件、性能參數等。

2. BeanDefinitionRegistry：BeanDefinition註冊中心，定義了對 BeanDefinition 的各種增刪改操作。

3. AliasRegistry：別名註冊中心。Spring支持爲一個Bean定義多個別名。

4. SingletonBeanRegistry：單例Bean註冊中心。Spring會緩存所有Singleton類型的Bean，每次獲取到的都是同一個。

   BeanDefinition在定義了Bean的Scope，常用的有Singleton和Prototype，還可以擴展Scope接口進行自定義。

   String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON;
   
   String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE;
   

5. Resource：Spring對底層資源的封裝，抽象了所有Spring內部可以使用到的底層資源，並提供了一些相關的查詢和操作方法

   對於不同來源的Resource，Spring都提供了對應的實現類，常用的有文件系統資源FileSystemResource和類路徑資源ClassPathResource等。

五. BeanDefinition加載流程解析

BeanDefinition加載是Spring最重要的一個步驟，只有加載了所有定義的BeanDefinition後，才能根據其創建指定Bean，注入依賴，並完成後續一系列功能。BeanDefinition加載是在容器啓動時自動完成的。

書中以XmlBeanFactory爲例，講解了BeanDefinition的加載和註冊流程。雖然現在都以註解方式定義Bean，XML文件方式很少使用，但兩種方式只是BeanDefinition的來源不同，核心處理流程是類似的，因此仍然以書中的內容爲準。至於註解方式加載BeanDefinition的流程，如果感興趣可以看下AnnotationConfigApplicationContext類。

XmlBeanFactory加載BeanDefinition的流程大致可以分爲三個核心步驟：

1. 資源的定位
2. 將資源文件的解析爲BeanDefinition集合
3. 將解析好的BeanDefinition注入到容器中

六. 資源定位

可以顯式指定BeanDefinition所在資源的位置，如書中代碼所示：

Resource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
XmlBeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

這樣顯式Resource的方式省去了資源定位的步驟，但是，實際上沒有這麼用的，現在使用的都是ApplicationContext接口，其加載資源的處理在AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory()中，後面章節有具體敘述。

七. BeanDefinition解析

不管基於何種方式，現在拿到了BeanDefinition所在的資源文件Resource，則創建XmlBeanFactory，執行BeanDefinition解析的工作。

public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
  super(parentBeanFactory);

  //加載配置文件
  this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
}

XmlBeanFactory在維護了一個XmlBeanDefinitionReader實例，其功能就是從XML配置文件中解析出BeanDefinition。XmlBeanDefinitionReader是BeanDefinitionReader接口的實現類，BeanDefinitionReader接口的作用就是解析BeanDefinition。

解析過程中的核心類：

1. XmlBeanFactory：XML形式的Bean工廠。
2. XmlBeanDefinitionReader：負責從XML配置文件中讀取BeanDefinition。
3. DocumentLoader：專注於XML解析，將執行的XML文件解析成一個Document對象。
4. BeanDefinitionDocumentReader：針對DocumentLoader解析好的Document，從中加載出BeanDefinition，並註冊到容器中。
5. BeanDefinitionParserDelegate：BeanDefinitionDocumentReader內部維護的委託對象，創建BeanDefinition實例並對其進行包裝。
6. BeanDefinitionReaderUtils：最終執行實際的BeanDefinition的註冊。

XmlBeanFactory並沒有自己完成BeanDefinition解析的工作，而是委託給各種不同的類去處理，每個類只關注一項具體的功能，這也是單一職責原則的很好的體現。

加載BeanDefinition流程：

八. BeanDefinition註冊

九. 設計思想總結

1. 工廠模式

2. 面向接口編程

3. 單一職責原則

4. 策略模式：BeanDefinitionReader的作用是讀取BeanDefinition。根據BeanDefinition的來源不同，Spring定義了不同的實現類(XmlBeanDefinitionReader、GroovyBeanDefinitionReader、PropertiesBeanDefinitionReader)，並在相應的BeanFactory處指定了具體的實現類(XmlBeanFactory指定使用XmlBeanDefinitionReader)。

5. 模板方法模式：參見DefaultBeanDefinitionDocumentReader#doRegisterBeanDefinitions()方法：

   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代理對象,主要用於BeanDefinition的解析與註冊
     BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
     this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);
   
     //profile屬性處理,只解析滿足當前profile的BeanDefinition
     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);
         // We cannot use Profiles.of(...) since profile expressions are not supported
         // in XML config. See SPR-12458 for details.
         if (!getReaderContext().getEnvironment().acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {
           if (logger.isDebugEnabled()) {
             logger.debug("Skipped XML bean definition file due to specified profiles [" + profileSpec +
                          "] not matching: " + getReaderContext().getResource());
           }
           return;
         }
       }
     }
   
     //解析前置處理,模板方法,留給子類實現
     preProcessXml(root);
   
     //實際的BeanDefinition解析與註冊
     parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
   
     //解析前置處理,模板方法,留給子類實現
     postProcessXml(root);
   
     this.delegate = parent;
   }
   

   在父類方法中定義了方法的整體流程，並給出了核心實現parseBeanDefinitions()。在覈心邏輯的前後，各定義了一個模板方法，交由子類進行定製化的處理。