1、BeanFactory
Spring Bean 的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean 工厂，也即IOC 容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在Spring 中有许多的IOC 容器的实现供用户选择和使用，其相互关系如下：
其中BeanFactory 作为最顶层的一个接口类，它定义了IOC 容器的基本功能规范，BeanFactory 有三个重要的子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从类图中我们可以发现最终的默认实现类是DefaultListableBeanFactory，它实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢？查阅这些接口的源码和说明发现，每个接口都有它使用的场合，它主要是为了区分在Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程时，对对象的数据访问所做的限制。例如ListableBeanFactory 接口表示这些Bean 是可列表化的，而HierarchicalBeanFactory 表示的是这些Bean 是有继承关系的，也就是每个Bean 有可能有父Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义Bean 的自动装配规则。这三个接口共同定义了Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及Bean 行为
在BeanFactory 里只对IOC 容器的基本行为作了定义，根本不关心你的Bean 是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口不关心。而要知道工厂是如何产生对象的，我们需要看具体的IOC 容器实现，Spring 提供了许多IOC 容器的实现。比如GenericApplicationContext ， ClasspathXmlApplicationContext 等。ApplicationContext 是Spring 提供的一个高级的IOC 容器，它除了能够提供IOC 容器的基本功能外，还为用户提供了以下的附加服务。从ApplicationContext 接口的实现，我们看出其特点：
1、支持信息源，可以实现国际化。（实现MessageSource 接口）
2、访问资源。(实现ResourcePatternResolver 接口，后面章节会讲到)
3、支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher 接口)
2、BeanDefinition
SpringIOC 容器管理了我们定义的各种Bean 对象及其相互的关系，Bean 对象在Spring 实现中是以BeanDefinition 来描述的，其继承体系如下：
3、BeanDefinitionReader
Bean 的解析过程非常复杂，功能被分的很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证有足够的灵活性，以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过BeanDefintionReader 来完成，最后看看Spring 中BeanDefintionReader 的类结构图：
在XmlBeanDefinitionReader中主要包含以下几步的处理：
（1）：通过继承AbstractBeanDefinitionReader中的方法，来使用ResourceLoader将资源文件路劲转换为对应的Resource文件。
（2）：通过DocumentLoader对Resource文件进行转换，将Resource文件转换为Document文件。
（3）：通过实现接口BeanDefinitionDocumentReader的DefaultBeanDefinitionDocumentReader类对 Document 进行解析，并使用BeanDefinitionParserDelegate对Element进行解析。
基于Xml 的IOC 容器的初始化
IOC 容器的初始化包括BeanDefinition 的Resource 定位、加载和注册这三个基本的过程。我们以ApplicationContext 为例讲解，ApplicationContext 系列容器也许是我们最熟悉的，因为Web 项目中使用的XmlWebApplicationContext 就属于这个继承体系，还有ClasspathXmlApplicationContext等，其继承体系如下图所示：
ApplicationContext 允许上下文嵌套，通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于Bean 的查找可以在这个上下文体系中发生，首先检查当前上下文，其次是父上下文，逐级向上，这样为不同的Spring应用提供了一个共享的Bean 定义环境。
1、寻找入口
还有一个我们用的比较多的ClassPathXmlApplicationContext，通过main()方法启动:
//1. ApplicationContext app = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml"); //2. public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException { this(new String[] {configLocation}, true, null); } //3. public ClassPathXmlApplicationContext( String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException { super(parent); setConfigLocations(configLocations); if (refresh) { refresh(); } }
还有像AnnotationConfigApplicationContext 、FileSystemXmlApplicationContext 、XmlWebApplicationContext 等都继承自父容器AbstractApplicationContext 主要用到了装饰器模式和策略模式，最终都是调用refresh()方法。
2、获得配置路径
通过分析ClassPathXmlApplicationContext 的源代码可以知道， 在创建ClassPathXmlApplicationContext 容器时，构造方法做以下两项重要工作：首先，调用父类容器的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好Bean 资源加载器。然后， 再调用父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的setConfigLocations(configLocations)方法设置Bean 配置信息的定位路径。通过追踪ClassPathXmlApplicationContext 的继承体系， 发现其父类的父类AbstractApplicationContext 中初始化IOC 容器所做的主要源码如下：
public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader implements ConfigurableApplicationContext { //静态初始化块，在整个容器创建过程中只执行一次 static { //为了避免应用程序在Weblogic8.1 关闭时出现类加载异常加载问题，加载IOC 容 //器关闭事件(ContextClosedEvent)类 ContextClosedEvent.class.getName(); } public AbstractApplicationContext() { this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver(); } public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) { this(); setParent(parent); } //获取一个Spring Source 的加载器用于读入Spring Bean 配置信息 protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() { //AbstractApplicationContext 继承DefaultResourceLoader，因此也是一个资源加载器 //Spring 资源加载器，其getResource(String location)方法用于载入资源 return new PathMatchingResourcePatternResolver(this); } ... }
AbstractApplicationContext 的默认构造方法中有调用PathMatchingResourcePatternResolver 的构造方法创建Spring 资源加载器：
public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) { Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null"); //设置Spring 的资源加载器 this.resourceLoader = resourceLoader; }
在设置容器的资源加载器之后，接下来ClassPathXmlApplicationContext 执行setConfigLocations()方法通过调用其父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的方法进行对Bean 配置信息的定位，该方法的源码如下：
public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) { if (locations != null) { Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null"); this.configLocations = new String[locations.length]; for (int i = 0; i < locations.length; i++) { this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim(); } } else { this.configLocations = null; } }
通过这两个方法的源码我们可以看出，我们既可以使用一个字符串来配置多个Spring Bean 配置信息，也可以使用字符串数组，即下面两种方式都是可以的：
ClassPathResource res = new ClassPathResource("a.xml,b.xml"); //多个资源文件路径之间可以是用” , ; \t\n”等分隔。 ClassPathResource res =new ClassPathResource(new String[]{"a.xml","b.xml"});
至此，SpringIOC 容器在初始化时将配置的Bean 配置信息定位为Spring 封装的Resource。
3、开始启动
SpringIOC 容器对Bean 配置资源的载入是从refresh()函数开始的，refresh()是一个模板方法，规定了IOC 容器的启动流程， 有些逻辑要交给其子类去实现。它对Bean 配置资源进行载入ClassPathXmlApplicationContext 通过调用其父类AbstractApplicationContext 的refresh()函数启动整个IOC 容器对Bean 定义的载入过程，现在我们来详细看看refresh()中的逻辑处理：
@Override public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { // Prepare this context for refreshing. //1、调用容器准备刷新的方法，获取容器的当时时间，同时给容器设置同步标识 prepareRefresh(); // Tell the subclass to refresh the internal bean factory. //2、告诉子类启动refreshBeanFactory()方法，Bean 定义资源文件的载入从 //子类的refreshBeanFactory()方法启动 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // Prepare the bean factory for use in this context. //3、为BeanFactory 配置容器特性，例如类加载器、事件处理器等 prepareBeanFactory(beanFactory); try { // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses. //4、为容器的某些子类指定特殊的BeanPost 事件处理器 postProcessBeanFactory(beanFactory); // Invoke factory processors registered as beans in the context. //5、调用所有注册的BeanFactoryPostProcessor 的Bean invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean creation. //6、为BeanFactory 注册BeanPost 事件处理器. //BeanPostProcessor 是Bean 后置处理器，用于监听容器触发的事件 registerBeanPostProcessors(beanFactory); // Initialize message source for this context. //7、初始化信息源，和国际化相关. initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. //8、初始化容器事件传播器. initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific context subclasses. //9、调用子类的某些特殊Bean 初始化方法 onRefresh(); // Check for listener beans and register them. //10、为事件传播器注册事件监听器. registerListeners(); // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. //11、初始化所有剩余的单例Bean finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // Last step: publish corresponding event. //12、初始化容器的生命周期事件处理器，并发布容器的生命周期事件 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. //13、销毁已创建的Bean destroyBeans(); // Reset 'active' flag. //14、取消refresh 操作，重置容器的同步标识. cancelRefresh(ex); // Propagate exception to caller. throw ex; } finally { // Reset common introspection caches in Spring's core, since we // might not ever need metadata for singleton beans anymore... //15、重设公共缓存 resetCommonCaches(); } } }
refresh()方法主要为IOC 容器Bean 的生命周期管理提供条件，Spring IOC 容器载入Bean 配置信息从其子类容器的refreshBeanFactory() 方法启动， 所以整个refresh() 中“ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();”这句以后代码的都是注册容器的信息源和生命周期事件，我们前面说的载入就是从这句代码开始启动。refresh()方法的主要作用是：在创建IOC 容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh 之后使用的是新建立起来的IOC 容器。它类似于对IOC 容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean 配置资源进行载入。
4、创建容器
obtainFreshBeanFactory()方法调用子类容器的refreshBeanFactory()方法，启动容器载入Bean 配置信息的过程，代码如下：
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
//这里使用了委派设计模式，父类定义了抽象的refreshBeanFactory()方法，具体实现调用子类容器的refreshBeanFactory()方法
refreshBeanFactory(); ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory); } return beanFactory; }
AbstractApplicationContext 类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法，容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext 实现的refreshBeanFactory()方法，方法的源码如下：
@Override protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
//如果已经有容器，销毁容器中的bean，关闭容器 if (hasBeanFactory()) { destroyBeans(); closeBeanFactory(); } try {//创建IOC 容器,其实这里就是创建了一个 DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId());
//对IOC 容器进行定制化，如设置启动参数，开启注解的自动装配等 customizeBeanFactory(beanFactory);
//调用载入Bean 定义的方法，主要这里又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); synchronized (this.beanFactoryMonitor) { this.beanFactory = beanFactory; } } catch (IOException ex) { throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex); } }
在这个方法中，先判断BeanFactory 是否存在，如果存在则先销毁beans 并关闭beanFactory，接着创建DefaultListableBeanFactory，并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean 定义。
5、载入配置路径
AbstractRefreshableApplicationContext 中只定义了抽象的loadBeanDefinitions 方法，容器真正调用的是其子类AbstractXmlApplicationContext 对该方法的实现，AbstractXmlApplicationContext的主要源码如下：loadBeanDefinitions() 方法同样是抽象方法， 是由其子类实现的， 也即在AbstractXmlApplicationContext 中。
@Override protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException { // Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory. //创建XmlBeanDefinitionReader，即创建Bean 读取器，并通过回调设置到容器中去，容器使用该读取器读取Bean 配置资源 XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory); // Configure the bean definition reader with this context's // resource loading environment. //为Bean 读取器设置Spring 资源加载器，AbstractXmlApplicationContext 的 //祖先父类AbstractApplicationContext 继承DefaultResourceLoader，因此，容器本身也是一个资源加载器 beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment()); beanDefinitionReader.setResourceLoader(this); //为Bean 读取器设置SAX xml 解析器 beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this)); // Allow a subclass to provide custom initialization of the reader, // then proceed with actually loading the bean definitions. //当Bean 读取器读取Bean 定义的Xml 资源文件时，启用Xml 的校验机制 initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); //Bean 读取器真正实现加载的方法 loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); }
protected void initBeanDefinitionReader(XmlBeanDefinitionReader reader) {
reader.setValidating(this.validating);
}
//Xml Bean 读取器加载Bean 配置资源
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
//获取Bean 配置资源的定位
Resource[] configResources = getConfigResources();
if (configResources != null) {
//Xml Bean 读取器调用其父类AbstractBeanDefinitionReader 读取定位的Bean 配置资源
reader.loadBeanDefinitions(configResources);
}
// 如果子类中获取的Bean 配置资源定位为空，则获取ClassPathXmlApplicationContext
// 构造方法中setConfigLocations 方法设置的资源
String[] configLocations = getConfigLocations();
if (configLocations != null) {
//Xml Bean 读取器调用其父类AbstractBeanDefinitionReader 读取定位
//的Bean 配置资源
reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
}
}
@Nullable
protected Resource[] getConfigResources() {
return null;
}
以XmlBean 读取器的其中一种策略XmlBeanDefinitionReader 为例。XmlBeanDefinitionReader 调用其父类AbstractBeanDefinitionReader 的reader.loadBeanDefinitions()方法读取Bean 配置资源。由于我们使用ClassPathXmlApplicationContext 作为例子分析，因此getConfigResources 的返回值为null，因此程序执行reader.loadBeanDefinitions(configLocations)分支。
6、分配路径处理策略
在XmlBeanDefinitionReader 的抽象父类AbstractBeanDefinitionReader 中定义了载入过程。AbstractBeanDefinitionReader 的loadBeanDefinitions()方法源码如下：
public int loadBeanDefinitions(String location, @Nullable Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException { //获取在IOC 容器初始化过程中设置的资源加载器 ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader(); if (resourceLoader == null) { throw new BeanDefinitionStoreException( "Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available"); } if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) { // Resource pattern matching available. try { //将指定位置的Bean 配置信息解析为Spring IOC 容器封装的资源 //加载多个指定位置的Bean 配置信息 Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location); //委派调用其子类XmlBeanDefinitionReader 的方法，实现加载功能 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. //将指定位置的Bean 配置信息解析为Spring IOC 容器封装的资源 //加载单个指定位置的Bean 配置信息 Resource resource = resourceLoader.getResource(location); //委派调用其子类XmlBeanDefinitionReader 的方法，实现加载功能 int loadCount = loadBeanDefinitions(resource); if (actualResources != null) { actualResources.add(resource); } if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]"); } return loadCount; } }
对AbstractBeanDefinitionReader 的loadBeanDefinitions()方法源码分析可以看出该方法就做了两件事：首先，调用资源加载器的获取资源方法resourceLoader.getResource(location)，获取到要加载的资源。其次，真正执行加载功能是其子类XmlBeanDefinitionReader 的loadBeanDefinitions()方法。在loadBeanDefinitions()方法中调用了AbstractApplicationContext 的getResources()方法，跟进去之后发现getResources()方法其实定义在ResourcePatternResolver 中，此时，我们有必要来看一下ResourcePatternResolver 的全类图：
从上面可以看到ResourceLoader 与ApplicationContext 的继承关系，可以看出其实际调用的是DefaultResourceLoader 中的getSource() 方法定位Resource ， 因为ClassPathXmlApplicationContext 本身就是DefaultResourceLoader 的实现类，所以此时又回到了ClassPathXmlApplicationContext 中来。其实就是在容器初始化设置资源加载器的时候：
public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) { Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null"); this.resourceLoader = resourceLoader; }
7、解析配置文件路径
XmlBeanDefinitionReader 通过调用ClassPathXmlApplicationContext 的父类DefaultResourceLoader 的getResource()方法获取要加载的资源，其源码如下
@Override public Resource getResource(String location) { Assert.notNull(location, "Location must not be null"); for (ProtocolResolver protocolResolver : this.protocolResolvers) { Resource resource = protocolResolver.resolve(location, this); if (resource != null) { return resource; } } //如果是类路径的方式，那需要使用ClassPathResource 来得到bean 文件的资源对象 if (location.startsWith("/")) { return getResourceByPath(location); } else if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) { return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader()); } else { try { // Try to parse the location as a URL... // 如果是URL 方式，使用UrlResource 作为bean 文件的资源对象 URL url = new URL(location); return (ResourceUtils.isFileURL(url) ? new FileUrlResource(url) : new UrlResource(url)); } catch (MalformedURLException ex) { // No URL -> resolve as resource path. //如果既不是classpath 标识，又不是URL 标识的Resource 定位，则调用 //容器本身的getResourceByPath 方法获取Resource return getResourceByPath(location); } } }
DefaultResourceLoader 提供了getResourceByPath()方法的实现，就是为了处理既不是classpath标识，又不是URL 标识的Resource 定位这种情况。在ClassPathResource 中完成了对整个路径的解析。这样，就可以从类路径上对IOC 配置文件进行加载，当然我们可以按照这个逻辑从任何地方加载，在Spring 中我们看到它提供的各种资源抽象，比如ClassPathResource、URLResource、FileSystemResource 等来供我们使用。上面我们看到的是定位Resource 的一个过程，而这只是加载过程的一部分。例如FileSystemXmlApplication 容器就重写了，通过子类的覆盖，巧妙地完成了将类路径变为文件路径的转换。getResourceByPath()方法
@Override protected Resource getResourceByPath(String path) { if (path.startsWith("/")) { path = path.substring(1); } //这里使用文件系统资源对象来定义bean 文件 return new FileSystemResource(path); }
8、开始读取配置内容
继续回到XmlBeanDefinitionReader 的loadBeanDefinitions(Resource …)方法看到代表bean 文件的资源定义以后的载入过程。
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException { 。。。。。。。try {//将资源文件转为InputStream 的IO 流 InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream(); try { //从InputStream 中得到XML 的解析源 InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); if (encodedResource.getEncoding() != null) { inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding()); } //这里是具体的读取过程 return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource()); } finally {//关闭从Resource 中得到的IO 流 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(); } } }
//从特定XML 文件中实际载入Bean 配置资源的方法
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);
}
。。。。。。。。。
}
通过源码分析，载入Bean 配置信息的最后一步是将Bean 配置信息转换为Document 对象，该过程由documentLoader()方法实现。
9、准备文档对象
DocumentLoader 将Bean 配置资源转换成Document 对象的源码如下：
@Override //使用标准的JAXP 将载入的Bean 配置资源转换成document 对象 public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver, ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception { //创建文件解析器工厂 DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]"); } //创建文档解析器 DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler); //解析Spring 的Bean 配置资源 return builder.parse(inputSource); }
protected DocumentBuilderFactory createDocumentBuilderFactory(int validationMode, boolean namespaceAware)
throws ParserConfigurationException {
//创建文档解析工厂
DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
factory.setNamespaceAware(namespaceAware);
//设置解析XML 的校验
if (validationMode != XmlValidationModeDetector.VALIDATION_NONE) {
factory.setValidating(true);
if (validationMode == XmlValidationModeDetector.VALIDATION_XSD) {
// Enforce namespace aware for XSD...
factory.setNamespaceAware(true);
try {
factory.setAttribute(SCHEMA_LANGUAGE_ATTRIBUTE, XSD_SCHEMA_LANGUAGE);
}
catch (IllegalArgumentException ex) {
ParserConfigurationException pcex = new ParserConfigurationException(
"Unable to validate using XSD: Your JAXP provider [" + factory +
"] does not support XML Schema. Are you running on Java 1.4 with Apache Crimson? " +
"Upgrade to Apache Xerces (or Java 1.5) for full XSD support.");
pcex.initCause(ex);
throw pcex;
}
}
}
return factory;
}
上面的解析过程是调用JavaEE 标准的JAXP 标准进行处理。至此Spring IOC 容器根据定位的Bean 配置信息，将其加载读入并转换成为Document 对象过程完成。接下来我们要继续分析Spring IOC 容器将载入的Bean 配置信息转换为Document 对象之后，是如何将其解析为Spring IOC 管理的Bean 对象并将其注册到容器中的。
10、分配解析策略
XmlBeanDefinitionReader 类中的doLoadBeanDefinition()方法是从特定XML 文件中实际载入Bean 配置资源的方法，该方法在载入Bean 配置资源之后将其转换为Document 对象，接下来调用registerBeanDefinitions() 启动Spring IOC 容器对Bean 定义的解析过程，registerBeanDefinitions()方法源码如下：
//按照Spring 的Bean 语义要求将Bean 配置资源解析并转换为容器内部数据结构 public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { //得到BeanDefinitionDocumentReader 来对xml 格式的BeanDefinition 解析 BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader(); //获得容器中注册的Bean 数量 int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount(); //解析过程入口，这里使用了委派模式，BeanDefinitionDocumentReader 只是个接口, //具体的解析实现过程有实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader 完成 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); //统计解析的Bean 数量 return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore; }
Bean 配置资源的载入解析分为以下两个过程：首先，通过调用XML 解析器将Bean 配置信息转换得到Document 对象，但是这些Document 对象并没有按照Spring 的Bean 规则进行解析。这一步是载入的过程其次，在完成通用的XML 解析之后，按照Spring Bean 的定义规则对Document 对象进行解析，其解析过程是在接口BeanDefinitionDocumentReader 的实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中实现。
11、将配置载入内存
BeanDefinitionDocumentReader 接口通过registerBeanDefinitions() 方法调用其实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader 对Document 对象进行解析，解析的代码如下：
@Override //根据Spring DTD 对Bean 的定义规则解析Bean 定义Document 对象 public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) { //获得XML 描述符 this.readerContext = readerContext; logger.debug("Loading bean definitions"); //获得Document 的根元素 Element root = doc.getDocumentElement(); doRegisterBeanDefinitions(root); } protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) { //具体的解析过程由BeanDefinitionParserDelegate 实现， //BeanDefinitionParserDelegate 中定义了Spring Bean 定义XML 文件的各种元素 BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate; //创建BeanDefinitionParserDelegate，用于完成真正的解析过程 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; } } } //在解析Bean 定义之前，进行自定义的解析，增强解析过程的可扩展性 preProcessXml(root); //从Document 的根元素开始进行Bean 定义的Document 对象 parseBeanDefinitions(root, this.delegate); //在解析Bean 定义之后，进行自定义的解析，增加解析过程的可扩展性 postProcessXml(root); this.delegate = parent; } protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { //Bean 定义的Document 对象使用了Spring 默认的XML 命名空间 if (delegate.isDefaultNamespace(root)) { //获取Bean 定义的Document 对象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); //获得Document 节点是XML 元素节点 if (node instanceof Element) { Element ele = (Element) node; //Bean 定义的Document 的元素节点使用的是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); } } //使用Spring 的Bean 规则解析Document 元素节点 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); } //元素节点既不是导入元素，也不是别名元素，即普通的<Bean>元素， //按照Spring 的Bean 规则解析元素 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) { processBeanDefinition(ele, delegate); } else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) { // recurse doRegisterBeanDefinitions(ele); } } protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // BeanDefinitionHolder 是对BeanDefinition 的封装，即Bean 定义的封装类 BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele); //对Document 对象中<Bean>元素的解析由BeanDefinitionParserDelegate 实现 // BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele); if (bdHolder != null) { bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder); try { // Register the final decorated instance. //向Spring IOC 容器注册解析得到的Bean 定义，这是Bean 定义向IOC 容器注册的入口 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry()); } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" + bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex); } // Send registration event. //在完成向Spring IOC 容器注册解析得到的Bean 定义之后，发送注册事件 getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder)); } }
通过上述Spring IOC 容器对载入的Bean 定义Document 解析可以看出，我们使用Spring 时，在Spring 配置文件中可以使用<import>元素来导入IOC 容器所需要的其他资源，Spring IOC 容器在解析时会首先将指定导入的资源加载进容器中。使用<ailas>别名时，Spring IOC 容器首先将别名元素所定义的别名注册到容器中。对于既不是<import>元素，又不是<alias>元素的元素，即Spring 配置文件中普通的<bean>元素的解析由BeanDefinitionParserDelegate 类的parseBeanDefinitionElement()方法来实现。这个解析的过程非常复杂，我们在mini 版本的时候，就用properties 文件代替了。
12、载入<bean>元素
Bean 配置信息中的<import>和<alias>元素解析在DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中已经完成，对Bean 配置信息中使用最多的<bean>元素交由BeanDefinitionParserDelegate 来解析，其解析实现的源码如下：
//解析Bean 配置信息中的<Bean>元素，这个方法中主要处理<Bean>元素的id，name 和别名属性 @Nullable public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBean) { //获取<Bean>元素中的id 属性值 String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE); //获取<Bean>元素中的name 属性值 String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE); //获取<Bean>元素中的alias 属性值 List<String> aliases = new ArrayList<>(); //将<Bean>元素中的所有name 属性值存放到别名中 if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) { String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS); aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr)); } String beanName = id; //如果<Bean>元素中没有配置id 属性时，将别名中的第一个值赋值给beanName 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"); } } //检查<Bean>元素所配置的id 或者name 的唯一性，containingBean 标识<Bean> //元素中是否包含子<Bean>元素 if (containingBean == null) { //检查<Bean>元素所配置的id、name 或者别名是否重复 checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele); } //详细对<Bean>元素中配置的Bean 定义进行解析的地方 AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean); if (beanDefinition != null) { if (!StringUtils.hasText(beanName)) { try { if (containingBean != null) { //如果<Bean>元素中没有配置id、别名或者name，且没有包含子元素 //<Bean>元素，为解析的Bean 生成一个唯一beanName 并注册 beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName( beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true); } else { //如果<Bean>元素中没有配置id、别名或者name，且包含了子元素 //<Bean>元素，为解析的Bean 使用别名向IOC 容器注册 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. //为解析的Bean 使用别名注册时，为了向后兼容 //Spring1.2/2.0，给别名添加类名后缀 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; }
protected void checkNameUniqueness(String beanName, List<String> aliases, Element beanElement) {
String foundName = null;
if (StringUtils.hasText(beanName) && this.usedNames.contains(beanName)) {
foundName = beanName;
}
if (foundName == null) {
foundName = CollectionUtils.findFirstMatch(this.usedNames, aliases);
}
if (foundName != null) {
error("Bean name '" + foundName + "' is already used in this <beans> element", beanElement);
}
this.usedNames.add(beanName);
this.usedNames.addAll(aliases);
}
//详细对<Bean>元素中配置的Bean 定义其他属性进行解析
//由于上面的方法中已经对Bean 的id、name 和别名等属性进行了处理
//该方法中主要处理除这三个以外的其他属性数据
@Nullable
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
Element ele, String beanName, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
//记录解析的<Bean>
this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));
//这里只读取<Bean>元素中配置的class 名字，然后载入到BeanDefinition 中去
//只是记录配置的class 名字，不做实例化，对象的实例化在依赖注入时完成
String className = null;
if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
}
//如果<Bean>元素中配置了parent 属性，则获取parent 属性的值
String parent = null;
if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
}
try {
//根据<Bean>元素配置的class 名称和parent 属性值创建BeanDefinition
//为载入Bean 定义信息做准备
AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
//对当前的<Bean>元素中配置的一些属性进行解析和设置，如配置的单态(singleton)属性等
parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
//为<Bean>元素解析的Bean 设置description 信息
bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
//对<Bean>元素的meta(元信息)属性解析
parseMetaElements(ele, bd);
//对<Bean>元素的lookup-Method 属性解析
parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
//对<Bean>元素的replaced-Method 属性解析
parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
//解析<Bean>元素的构造方法设置
parseConstructorArgElements(ele, bd);
//解析<Bean>元素的<property>设置
parsePropertyElements(ele, bd);
parseQualifierElements(ele, bd);
//为当前解析的Bean 设置所需的资源和依赖对象
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;
}
只要使用过Spring，对Spring 配置文件比较熟悉的人，通过对上述源码的分析，就会明白我们在Spring配置文件中<Bean>元素的中配置的属性就是通过该方法解析和设置到Bean 中去的。注意：在解析<Bean>元素过程中没有创建和实例化Bean 对象，只是创建了Bean 对象的定义类BeanDefinition，将<Bean>元素中的配置信息设置到BeanDefinition 中作为记录，当依赖注入时才使用这些记录信息创建和实例化具体的Bean 对象。上面方法中一些对一些配置如元信息(meta)、qualifier 等的解析，我们在Spring 中配置时使用的也不多，我们在使用Spring 的<Bean>元素时，配置最多的是<property>属性，因此我们下面继续分析源码，了解Bean 的属性在解析时是如何设置的。
13、载入<property>元素
BeanDefinitionParserDelegate 在解析<Bean>调用parsePropertyElements()方法解析<Bean>元素中的<property>属性子元素，解析源码如下：
14、载入<property>的子元素
在BeanDefinitionParserDelegate 类中的parsePropertySubElement()方法对<property>中的子元素解析
15、载入<list>的子元素
在BeanDefinitionParserDelegate 类中的parseListElement()方法就是具体实现解析<property>元素中的<list>集合子元素经过对Spring Bean 配置信息转换的Document 对象中的元素层层解析，Spring IOC 现在已经将XML形式定义的Bean 配置信息转换为Spring IOC 所识别的数据结构——BeanDefinition，它是Bean 配置信息中配置的POJO 对象在Spring IOC 容器中的映射，我们可以通过AbstractBeanDefinition 为入口，看到了IOC 容器进行索引、查询和操作。通过Spring IOC 容器对Bean 配置资源的解析后，IOC 容器大致完成了管理Bean 对象的准备工作，即初始化过程，但是最为重要的依赖注入还没有发生，现在在IOC 容器中BeanDefinition 存储的只是一些静态信息，接下来需要向容器注册Bean 定义信息才能全部完成IOC 容器的初始化过程
16、分配注册策略
让我们继续跟踪程序的执行顺序，接下来我们来分析DefaultBeanDefinitionDocumentReader 对Bean 定义转换的Document 对象解析的流程中， 在其parseDefaultElement() 方法中完成对Document 对象的解析后得到封装BeanDefinition 的BeanDefinitionHold 对象， 然后调用BeanDefinitionReaderUtils 的registerBeanDefinition() 方法向IOC 容器注册解析的Bean ，BeanDefinitionReaderUtils 的注册的源码如下：
//将解析的BeanDefinitionHold 注册到容器中 public static void registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry) throws BeanDefinitionStoreException { // Register bean definition under primary name. //获取解析的BeanDefinition 的名称 String beanName = definitionHolder.getBeanName(); //向IOC 容器注册BeanDefinition registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition()); // Register aliases for bean name, if any. //如果解析的BeanDefinition 有别名，向容器为其注册别名 String[] aliases = definitionHolder.getAliases(); if (aliases != null) { for (String alias : aliases) { registry.registerAlias(beanName, alias); } } }
当调用BeanDefinitionReaderUtils 向IOC 容器注册解析的BeanDefinition 时，真正完成注册功能的是DefaultListableBeanFactory。
17、向容器注册
DefaultListableBeanFactory 中使用一个HashMap 的集合对象存放IOC 容器中注册解析的BeanDefinition，向IOC 容器注册的主要源码如下：
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
@Override public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException { Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty"); Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null"); //校验解析的BeanDefiniton 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; 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 { if (hasBeanCreationStarted()) { // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration) synchronized (this.beanDefinitionMap) { this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1); updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames); updatedDefinitions.add(beanName); this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions; if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) { Set<String> updatedSingletons = new LinkedHashSet<>(this.manualSingletonNames); updatedSingletons.remove(beanName); this.manualSingletonNames = updatedSingletons; } } } else { // Still in startup registration phase this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); this.beanDefinitionNames.add(beanName); this.manualSingletonNames.remove(beanName); } this.frozenBeanDefinitionNames = null; } //检查是否有同名的BeanDefinition 已经在IOC 容器中注册 if (oldBeanDefinition != null || containsSingleton(beanName)) { //重置所有已经注册过的BeanDefinition 的缓存 resetBeanDefinition(beanName); } }
至此，Bean 配置信息中配置的Bean 被解析过后，已经注册到IOC 容器中，被容器管理起来，真正完成了IOC 容器初始化所做的全部工作。现在IOC 容器中已经建立了整个Bean 的配置信息，这些BeanDefinition 信息已经可以使用，并且可以被检索，IOC 容器的作用就是对这些注册的Bean 定义信息进行处理和维护。这些的注册的Bean 定义信息是IOC 容器控制反转的基础，正是有了这些注册的数据，容器才可以进行依赖注入。
IOC 容器初始化小结
现在通过上面的代码，总结一下IOC 容器初始化的基本步骤：
1、初始化的入口在容器实现中的refresh()调用来完成。
2、对Bean 定义载入IOC 容器使用的方法是loadBeanDefinition(),
其中的大致过程如下：通过ResourceLoader 来完成资源文件位置的定位，DefaultResourceLoader是默认的实现，同时上下文本身就给出了ResourceLoader 的实现，可以从类路径，文件系统,URL 等方式来定为资源位置。如果是XmlBeanFactory 作为IOC 容器，那么需要为它指定Bean 定义的资源，也就是说Bean 定义文件时通过抽象成Resource 来被IOC 容器处理的， 容器通过BeanDefinitionReader 来完成定义信息的解析和Bean 信息的注册, 往往使用的是XmlBeanDefinitionReader 来解析Bean 的XML 定义文件- 实际的处理过程是委托给BeanDefinitionParserDelegate 来完成的，从而得到bean 的定义信息，这些信息在Spring 中使用BeanDefinition 对象来表示-这个名字可以让我们想到loadBeanDefinition(),registerBeanDefinition()这些相关方法。它们都是为处理BeanDefinitin 服务的，容器解析得到BeanDefinition 以后，需要把它在IOC 容器中注册，这由IOC 实现BeanDefinitionRegistry 接口来实现。注册过程就是在IOC 容器内部维护的一个HashMap 来保存得到的BeanDefinition 的过程。这个HashMap 是IOC 容器持有Bean 信息的场所，以后对Bean 的操作都是围绕这个HashMap 来实现的。然后我们就可以通过BeanFactory 和ApplicationContext 来享受到Spring IOC 的服务了,在使用IOC容器的时候，我们注意到除了少量粘合代码，绝大多数以正确IOC 风格编写的应用程序代码完全不用关心如何到达工厂，因为容器将把这些对象与容器管理的其他对象钩在一起。基本的策略是把工厂放到已知的地方，最好是放在对预期使用的上下文有意义的地方，以及代码将实际需要访问工厂的地方。Spring本身提供了对声明式载入web 应用程序用法的应用程序上下文,并将其存储在ServletContext 中的框架实现。
最后献上整个容器初始化时序图
