Spring源码深度解析(二)

Spring源码深度解析(二)

一. 主要内容

1. BeanFactory体系设计
2. 核心接口
3. BeanDefinition加载流程
4. 设计思想总结

二. BeanFactory体系设计

BeanFactory是Spring中十分重要的接口，也是Spring IOC容器的顶级接口。它基于工厂模式，定义了最基本的IOC容器的功能，如获取Bean实例、查看Bean的类型和查看Bean是否存在等：

在BeanFactory的基础上扩展了很多接口，每个接口都有各自的功能。BeanFactory的继承体系如下：

三. 各种BeanFactory

1. ListableBeanFactory：可以根据条件列出Bean的清单

2. AutowireCapableBeanFactory：提供了Bean自动注入的支持。

3. HierarchicalBeanFactory：提供了容器继承的支持，可以维护一个parentBeanFactory父容器的引用，并通过它获取到父容器中的Bean。

4. ConfigurableBeanFactory：可对BeanFactory进行各种配置

5. DefaultListableBeanFactory：BeanFactory的默认实现，实现了上述所有接口的功能，是BeanFactory的集大成者。

6. XmlBeanFactory：DefaultListableBeanFactory的子类，继承了DefaultListableBeanFactory的所有功能，并在此基础上扩展了XML文件相关的定制化处理。

可以看出，Spring很好地贯彻了面向接口编程的原则，几乎所有的重要的类上面都定义了接口。而且，通过接口的继承，可以灵活地扩展出不同功能的接口。

四. 核心接口

1. BeanDefinition：对一个Bean实例的描述，包括其类型、属性、构造器、依赖等。

   之前看过一个比喻：BeanFactory相当于一个汽车制造工厂，Bean对应于工厂中造出的各种车，而BeanDefinition就是每种车的图纸，描述了车的品牌、型号、所需零件、性能参数等。

2. BeanDefinitionRegistry：BeanDefinition注册中心，定义了对 BeanDefinition 的各种增删改操作。

3. AliasRegistry：别名注册中心。Spring支持为一个Bean定义多个别名。

4. SingletonBeanRegistry：单例Bean注册中心。Spring会缓存所有Singleton类型的Bean，每次获取到的都是同一个。

   BeanDefinition在定义了Bean的Scope，常用的有Singleton和Prototype，还可以扩展Scope接口进行自定义。

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

5. Resource：Spring对底层资源的封装，抽象了所有Spring内部可以使用到的底层资源，并提供了一些相关的查询和操作方法

   对于不同来源的Resource，Spring都提供了对应的实现类，常用的有文件系统资源FileSystemResource和类路径资源ClassPathResource等。

五. BeanDefinition加载流程解析

BeanDefinition加载是Spring最重要的一个步骤，只有加载了所有定义的BeanDefinition后，才能根据其创建指定Bean，注入依赖，并完成后续一系列功能。BeanDefinition加载是在容器启动时自动完成的。

书中以XmlBeanFactory为例，讲解了BeanDefinition的加载和注册流程。虽然现在都以注解方式定义Bean，XML文件方式很少使用，但两种方式只是BeanDefinition的来源不同，核心处理流程是类似的，因此仍然以书中的内容为准。至于注解方式加载BeanDefinition的流程，如果感兴趣可以看下AnnotationConfigApplicationContext类。

XmlBeanFactory加载BeanDefinition的流程大致可以分为三个核心步骤：

1. 资源的定位
2. 将资源文件的解析为BeanDefinition集合
3. 将解析好的BeanDefinition注入到容器中

六. 资源定位

可以显式指定BeanDefinition所在资源的位置，如书中代码所示：

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

这样显式Resource的方式省去了资源定位的步骤，但是，实际上没有这么用的，现在使用的都是ApplicationContext接口，其加载资源的处理在AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory()中，后面章节有具体叙述。

七. BeanDefinition解析

不管基于何种方式，现在拿到了BeanDefinition所在的资源文件Resource，则创建XmlBeanFactory，执行BeanDefinition解析的工作。

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

  //加载配置文件
  this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
}

XmlBeanFactory在维护了一个XmlBeanDefinitionReader实例，其功能就是从XML配置文件中解析出BeanDefinition。XmlBeanDefinitionReader是BeanDefinitionReader接口的实现类，BeanDefinitionReader接口的作用就是解析BeanDefinition。

解析过程中的核心类：

1. XmlBeanFactory：XML形式的Bean工厂。
2. XmlBeanDefinitionReader：负责从XML配置文件中读取BeanDefinition。
3. DocumentLoader：专注于XML解析，将执行的XML文件解析成一个Document对象。
4. BeanDefinitionDocumentReader：针对DocumentLoader解析好的Document，从中加载出BeanDefinition，并注册到容器中。
5. BeanDefinitionParserDelegate：BeanDefinitionDocumentReader内部维护的委托对象，创建BeanDefinition实例并对其进行包装。
6. BeanDefinitionReaderUtils：最终执行实际的BeanDefinition的注册。

XmlBeanFactory并没有自己完成BeanDefinition解析的工作，而是委托给各种不同的类去处理，每个类只关注一项具体的功能，这也是单一职责原则的很好的体现。

加载BeanDefinition流程：

八. BeanDefinition注册

九. 设计思想总结

1. 工厂模式

2. 面向接口编程

3. 单一职责原则

4. 策略模式：BeanDefinitionReader的作用是读取BeanDefinition。根据BeanDefinition的来源不同，Spring定义了不同的实现类(XmlBeanDefinitionReader、GroovyBeanDefinitionReader、PropertiesBeanDefinitionReader)，并在相应的BeanFactory处指定了具体的实现类(XmlBeanFactory指定使用XmlBeanDefinitionReader)。

5. 模板方法模式：参见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代理对象,主要用于BeanDefinition的解析与注册
     BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
     this.delegate = createDelegate(getReaderContext(), root, parent);
   
     //profile属性处理,只解析满足当前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;
         }
       }
     }
   
     //解析前置处理,模板方法,留给子类实现
     preProcessXml(root);
   
     //实际的BeanDefinition解析与注册
     parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
   
     //解析前置处理,模板方法,留给子类实现
     postProcessXml(root);
   
     this.delegate = parent;
   }
   

   在父类方法中定义了方法的整体流程，并给出了核心实现parseBeanDefinitions()。在核心逻辑的前后，各定义了一个模板方法，交由子类进行定制化的处理。