Spring源码解析-容器的基本实现

首先来回顾一下简单的bean获取。
1、bean类

public class MyTestBean {
private String name = "whz";

public String getName() {
return name;
    }

public void setName(String name) {
this.name = name;
    }
}

2、配置文件

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
       xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
http://www.springframework.org/schema/task
http://www.springframework.org/schema/task/spring-task.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop
http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd
http://www.springframework.org/schema/tx
http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd">

    <bean id="myTestBean" class="bean.MyTestBean"></bean>
</beans>

3、测试程序

public class BeanFactoryTest {

    @Test
public void testSimpleLoad(){
        BeanFactory bf =new XmlBeanFactory(new ClassPathResource(("beanFactoryTest.xml")));
        MyTestBean myTestBean = (MyTestBean)bf.getBean("myTestBean");
        System.out.println(myTestBean.getName());
    }
}

4、结果

whz

通过初步猜想，我们认为是先加载xml配置文件，获取bean中的类名，然后通过反射机制进行实例化。

现在开始分析源码；
①配置文件封装：
首先通过new ClassPathResource((“beanFactoryTest.xml”)对配置文件进行封装，ClassPathResource继承的类实现了Resource接口，可以返回文件输入流，也就是getInputStream()方法。
我们进入XmlBeanFactory的构造方法：

private final XmlBeanDefinitionReader reader;

public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
this(resource, (BeanFactory)null);
    }

public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
super(parentBeanFactory);
this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }

这个工厂实例化了一个XmlBeanDefinitionReader类，然后这个类有加载了资源文件，也就是这个配置文件。进入loadBeanDefinitions()方法，

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

首先看见对resource用EncodedResource进行封装。这个类是用于对资源文件的编码进行处理。
接着进入loadBeanDefinitions方法

InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();

我们可以看到这么一段代码，可见先是获取配置文件的输入流，

try {
//将输入流封装成InputSource，这个类往往用来读取xml文件
                    InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
if(encodedResource.getEncoding() != null) {
                        inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
                    }

                    var5 = this.doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
                } finally {
                    inputStream.close();
                }

进入核心部分doLoadBeanDefinitions()方法，我删除了一些异常处理，留下关键代码，可见通过doLoadDocument加载Doucment对象，学过XML读取的都知道这是xml文件中的一种对象，跟html也有相似之处。然后根据这个Document对象注册Bean信息。这个代码是spring4的代码，可能与spring3版本有点不一样，但是大体过程是一样的。

protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {

            Document doc = this.doLoadDocument(inputSource, resource);
return this.registerBeanDefinitions(doc, resource);

    }

进入加载doLoadDocument方法。

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

我们能看见有这么一段代码：this.getValidationModeForResource(resource)，这段代码是获取xml 的验证模式。了解XML文件的应该知道XML的验证模式，一般有DTD和XSD这两种验证模式，一般会在XML文件的头部加上验证模式的声明，虽然IDE会报错，但是我们在读取xml时还是要验证xml 的格式规范。DTD是一种XML约束模式语言，XSD描述了XML文档的结构。在这对这两种模式就不详细解释了。
首先我们要从xml文件中获取验证模式

protected int getValidationModeForResource(Resource resource) {
int validationModeToUse = this.getValidationMode();
//如果手动制定了验证模式则使用指定的验证模式
if(validationModeToUse != 1) {
return validationModeToUse;
        } else {
//否则就自动检测验证模式
int detectedMode = this.detectValidationMode(resource);
return detectedMode != 1?detectedMode:3;
        }
    }

进入detectValidationMode()方法，删除了一些抛出异常

rotected int detectValidationMode(Resource resource) {
if(resource.isOpen()) {

        } else {
            InputStream inputStream;

                inputStream = resource.getInputStream();
this.validationModeDetector.detectValidationMode(inputStream);

    }

继续进入detectValidationMode方法

public int detectValidationMode(InputStream inputStream) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

byte var4;
try {
boolean isDtdValidated = false;

while(true) {
                String content;
//如果是空行就略过
if((content = reader.readLine()) != null) {
                    content = this.consumeCommentTokens(content);
//如果是注释也略过
if(this.inComment || !StringUtils.hasText(content)) {
continue;
                    }
//如果有DOCTYPE标记就说明是DTD模式
if(this.hasDoctype(content)) {
                        isDtdValidated = true;
                    } else if(!this.hasOpeningTag(content)) {
continue;
                    }
                }

int var5 = isDtdValidated?2:3;
return var5;
            }
        } catch (CharConversionException var9) {
            var4 = 1;
        } finally {
            reader.close();
        }

return var4;
    }

获取了验证模式后，接下来我们要获取Document对象

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

进入这个loadDocument方法
发现是接口，然后我们的找到实体类：

 private DocumentLoader documentLoader = new DefaultDocumentLoader();

进入这个类，找到loadDocument方法

public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver, ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {
//首先创建document工厂
        DocumentBuilderFactory factory = this.createDocumentBuilderFactory(validationMode, namespaceAware);
if(logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]");
        }
        然后创建documentBuilder
        DocumentBuilder builder = this.createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);
return builder.parse(inputSource);
    }

然后用这个builder来解析输入流，这是通过SAX来解析XML文档，在这其中还传入了一个参数entityResolver，我们知道XML文档解析需要获取DTD约束文档或者XSD的结构文档，来对XML文件进行验证，首先获取这个EntityResolver

protected EntityResolver getEntityResolver() {
if(this.entityResolver == null) {
            ResourceLoader resourceLoader = this.getResourceLoader();
if(resourceLoader != null) {
this.entityResolver = new ResourceEntityResolver(resourceLoader);
            } else {
this.entityResolver = new DelegatingEntityResolver(this.getBeanClassLoader());
            }
        }

return this.entityResolver;
    }

spring采用DelegatingEntityResolver为EntityResolver实现类，
从代码中看出，不同的验证模式会采用不同的解析器。

public InputSource resolveEntity(String publicId, String systemId) throws SAXException, IOException {
if(systemId != null) {
if(systemId.endsWith(".dtd")) {
return this.dtdResolver.resolveEntity(publicId, systemId);
            }

if(systemId.endsWith(".xsd")) {
return this.schemaResolver.resolveEntity(publicId, systemId);
            }
        }

return null;
    }

SAX首先会读取xml上的声明

例如：xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd

因为从网络上获取DTD声明或者XSD非常不可靠，所以SAX
调用EntityResolver的resolveEntity方法（参数为获取的声明），来从本地获取约束文件，加载DTD类型的BeansDtdResolver的resolveEntity方法是直接截取systemId最后的xx.dtd，然后去当前路径下查找，而加载XSD类型的PluggableSchemaResolver，是默认到META-INF/Spring.schemas文件中找到systemId对应的XSD文件并加载。
我们文件中的一部分，可以看书每个声明对应了不同的xsd文件位置。

http\://www.springframework.org/schema/util/spring-util-3.1.xsd=org/springframework/beans/factory/xml/spring-util-3.1.xsd
http\://www.springframework.org/schema/util/spring-util-3.2.xsd=org/springframework/beans/factory/xml/spring-util-3.2.xsd
http\://www.springframework.org/schema/util/spring-util-4.0.xsd=org/springframework/beans/factory/xml/spring-util-4.0.xsd
http\://www.springframework.org/schema/util/spring-util.xsd=org/springframework/beans/factory/xml/spring-util-4.0.xsd

获取到document对象后，
解析及注册BeanDefinitions，接下来是解析及注册BeanDefinitions

 Document doc = this.doLoadDocument(inputSource, resource);
return this.registerBeanDefinitions(doc, resource);

进入registerBeanDefinitions方法

public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
//创建BeanDefinitionDocumentReader对象
        BeanDefinitionDocumentReader documentReader = this.createBeanDefinitionDocumentReader();
//设置环境变量
        documentReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
//记录统计前beanDefition的个数 
int countBefore = this.getRegistry().getBeanDefinitionCount();
//加载（或者说是解析）及注册bean
        documentReader.registerBeanDefinitions(doc, this.createReaderContext(resource));
//记录本次加载的个数
return this.getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
    }

BeanDefinitionDocumentReader是个接口，真正的类型是DefaultBeanDefinitionDocumentReade,打开这个类，找到registerBeanDefinitions这个方法。

public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
this.readerContext = readerContext;
this.logger.debug("Loading bean definitions");
//提取root元素
        Element root = doc.getDocumentElement();
this.doRegisterBeanDefinitions(root);
    }

进入doRegisterBeanDefinitions查看

protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
//处理profile属性
        String profileSpec = root.getAttribute("profile");
if(StringUtils.hasText(profileSpec)) {
            Assert.state(this.environment != null, "Environment must be set for evaluating profiles");
            String[] specifiedProfiles = StringUtils.tokenizeToStringArray(profileSpec, ",; ");
if(!this.environment.acceptsProfiles(specifiedProfiles)) {
return;
            }
        }
//专门处理解析
        BeanDefinitionParserDelegate parent = this.delegate;
this.delegate = this.createDelegate(this.readerContext, root, parent);
//解析前处理，留给子类实现
this.preProcessXml(root);
//解析
this.parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
        解析后处理，留给子类实现
this.postProcessXml(root);
this.delegate = parent;
  }

profile属性我们不常用，
我们可以再beans标签中加入profile属性

例如
<beans profile="aaa"></beans>
<beans profile="bbb"></beans>

集成到web环境中时在web.xml中加入以下代码

<context-param>
    <param-name>Spring.profiles.active</param-name>
    <param-value>aaa</param-value>
</context-param>

这样我们可以采用两套spirng配置
接着我们来说preProcessXml和postProcessXml方法，这两个方法是空方法，如果我们需要对root进行处理，我们可以用子类继承这个类，然后重写该方法，这种设计模式叫做模板方法。
接着我们进入parseBeanDefinitions方法；该方法是对xml进行读取对bean进行处理。

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
//对beans进行处理
if(delegate.isDefaultNamespace(root)) {
            NodeList nl = root.getChildNodes();
//遍历节点
for(int i = 0; i < nl.getLength(); ++i) {
                Node node = nl.item(i);
if(node instanceof Element) {
                    Element ele = (Element)node;
if(delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
//对默认标签处理
this.parseDefaultElement(ele, delegate);
                    } else {
//对自定义标签处理
delegate.parseCustomElement(ele);
                    }
                }
            }
        } else {
delegate.parseCustomElement(root);
        }

    }

总结

这次主要探究了spring在出bean处理之前的动作，接下来回顾一下步骤。
1、封装配置文件资源。
2、创建XmlBeanDefinitionReader读取器，接下来用读取器处理资源文件。
3、从配置文件资源中获取文件输入流。
4、获取验证模式，创建可以找到约束文档的EntityResolver
5、进行解析xml文件，获取Document对象，然后解析bean并注册BeanDefitions