阅读Spring源码：IOC控制反转前的处理
ClassPathXmlApplicationContext的注册方式
源码分析基于Spring4.3
从ClassPathXmlApplicationContext入口，最终都会调用到
/*
* 使用给定父级创建新的ClassPathXmlApplicationContext，从给定的XML文件加载定义信息。
* 加载所有的bean 定义信息并且创建所有的单例
* 或者，在进一步配置上下文之后手动调用刷新。
*/
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
上述注释的解释如是说：在容器的启动过程中，初始化过程中所有的bean都是单例存在的
自动刷新
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("xxx.xml");
就等同于手动刷新
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext();
context.register("xxx.xml");
context.refresh()；
上述一共有三条链路，下面来一一分析
加载父子容器
首先是加载并初始化父容器的方法
1、第一个出场的是ClassPathXmlApplicationContext，它是一个独立的应用程序上下文，从类路径获取上下文定义文件，能够将普通路径解析为包含包路径的类路径资源名称。它可以支持Ant-Style(路径匹配原则)，它是一站式应用程序的上下文，考虑使用GenericApplicationContext类结合XmlBeanDefinitionReader来设置更灵活的上下文配置。
Ant-Style 路径匹配原则，例如 "mypackages/application-context.xml" 可以用"mypackages/*-context.xml" 来替换。
⚠️注意： 如果有多个上下文配置，那么之后的bean定义将覆盖之前加载的文件。这可以用来通过额外的XML文件故意覆盖某些bean定义
2、随后不紧不慢走过来的不是一个完整的somebody，AbstractXmlApplicationContext, 它是为了方便ApplicationContext的实现而出现的(抽象类一个很重要的思想就是适配)。
AbstractXmlApplicationContext 的最主要作用就是通过创建一个XML阅读器解析ClassPathXmlApplicationContext 注册的配置文件。它有两个最主要的方法 loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 和 loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader)
3、下一个缓缓出场的是 AbstractRefreshableConfigApplicationContext ，它就像是中间人的角色，并不作多少工作，很像古代丞相的奏折要呈递给皇上，它的作用就相当于是拿奏折的角色。它用作XML应用程序上下文实现的基类，例如ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext和XmlWebApplicationContext
4、当老板的一般都比较听小秘的，那么AbstractRefreshableApplicationContext就扮演了小秘的角色，它是ApplicationContext的基类，支持多次调用refresh()方法，每次都会创建一个新的内部bean factory实例。继承 AbstractRefreshableApplicationContext 需要唯一实现的方法就是loadBeanDefinitions，在每一次调用刷新方法的时候。一个具体的实现是加载bean定义信息的DefaultListableBeanFactory。
5、但是只有小秘给老板递交请辞不行，中间还要有技术leader 来纵览大局，向上与老板探讨公司发展计划，在下领导新人做项目打硬仗(这种男人真的很有魅力哈哈哈)，但是技术leader也不能干完所有的工作，他还需要交给手下的程序员去帮他完成具体的工作，程序员接到一项工作，看看有没有可复用的项目和开源类库，发现有可用的，直接把"引用"链接过去就可以了。这就是容器的初始化工作，但是这一步的流程还没有结束，你还得时刻记住你是给boss干活的。
public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
// 交给其他程序员去完成的工作
this();
// 明确自己的老板是谁
setParent(parent);
}
public AbstractApplicationContext() {
this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}
// 返回 ResourcePatternResolver 去解析资源实例中的匹配模式，默认的是 PathMatchingResourcePatternResolver 支持 Ant-Style 模式。
protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}
// 此时的resourceLoader 就是ClassPathXmlApplicationContext 对象。
public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) {
Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null");
this.resourceLoader = resourceLoader;
}
你需要一些程序员帮你做具体的编码工作，也需要明确你是公司的员工，需要听从老板的，所以你需要明确老板是谁
@Override
public void setParent(@Nullable ApplicationContext parent) {
this.parent = parent;
if (parent != null) {
Environment parentEnvironment = parent.getEnvironment();
if (parentEnvironment instanceof ConfigurableEnvironment) {
getEnvironment().merge((ConfigurableEnvironment) parentEnvironment);
}
}
}
但是这个时候老板出差了，不在了(因为传过来的parent 是 null)，所以你需要自己做一些decision。至此，第一条线路就分析完成了。
配置路径解析
第二条线路，ApplicationContext中的 setConfigLocations(configLocations)
// 参数传过来的是可变参数，可变参数是一个数组，也就是说，你可以传递多个配置文件，用","分隔起来。
public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) {
if (locations != null) {
Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
// configlocations 是一个可为空的String数组，可以为null，为null可以进行手动注册。
this.configLocations = new String[locations.length];
// 解析数组中的每一个配置文件的路径。
for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
}
}
// 默认是直接创建了一个 ClassPathXmlApplicationContext 的无参数的构造函数，采用手动注册的方式。
else {
this.configLocations = null;
}
}
关键点：路径解析方法 : AbstractRefreshableConfigApplicationContext 中的 resolvePath(locations[i]).trim(); 来看看是如何进行路径解析的
// 解析给定的路径，必要时用相应的环境属性值替换占位符。应用于路径配置。
protected String resolvePath(String path) {
return getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path);
}
涉及两个方法，AbstractRefreshableConfigApplicationContext 中的getEnvironment() 和 validateRequiredProperties()，先来看第一个
getEnvironment()
// 以配置的形式返回此应用程序上下文的Environment，来进一步自定义
// 如果没有指定，则通过初始化默认的环境。
@Override
public ConfigurableEnvironment getEnvironment() {
if (this.environment == null) {
// 使用默认的环境配置
this.environment = createEnvironment();
}
return this.environment;
}
下面来看一下createEnvironment()如何初始化默认的环境：
// 创建并返回一个 StandardEnvironment，子类重写这个方法为了提供
// 一个自定义的 ConfigurableEnvironment 实现。
protected ConfigurableEnvironment createEnvironment() {
// StandardEnvironment 继承AbstractEnvironment，而AbstractEnvironment
// 实现了ConfigurableEnvironment
return new StandardEnvironment();
}
其实很简单，也只是new 了一个StandardEnvironment() 的构造器而已。StandardEnvironment是什么？非web应用程序的Environment 的标准实现。他实现了AbstractEnvironment 抽象类，下面是具体的继承树：
StandardEnvironment是AbstractEnvironment的具体实现，而AbstractEnvironment又是继承了ConfigurableEnvironment接口，提供了某些方法的具体实现，ConnfigurableEnvironment 继承了Environment，而Environment 和 ConfigurablePropertyResolver 同时继承了PropertyResolver
下面来看一下StandardEnvironment() 的源码：
public class StandardEnvironment extends AbstractEnvironment {
// 系统属性资源名称
public static final String SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemEnvironment";
// JVM系统属性资源名：
public static final String SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemProperties";
//为标准的Java 环境 自定义合适的属性文件
@Override
protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) {
propertySources.addLast(new MapPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties()));
propertySources.addLast(new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment()));
}
}
现在读者就会产生疑问，不是说new出来一个标准的StandardEnvironment 实现吗，但是StandardEnvironment并没有默认的构造方法啊？这是什么回事呢？
其实StandardEnvironment 的构造方法是 AbstractEnvironment：
public AbstractEnvironment() {
// 实现自定义属性资源的方法，也就是StandardEnvironment中customizePropertySources()
customizePropertySources(this.propertySources);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Initialized " + getClass().getSimpleName() + " with PropertySources " + this.propertySources);
}
}
上述的customizePropertySources 由StandardEnvironment 来实现，具体如下
@Override
protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) {
propertySources.addLast(new MapPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties()));
propertySources.addLast(new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment()));
}
由于容器在刚起步的时候 propertySources 是null，所以添加完系统环境(systemEnvironment)和系统属性(systemProperties) 之后，会变成下图所示
如何获取系统属性和如何获取系统环境没有往下跟，有兴趣的读者可以继续沿用。
大致截一个图，里面大概的属性是这样
systemProperties
systemEnvironment
另外一个是 resolveRequiredPlaceholders，它是由 PropertyResolver 超顶级接口定义的方法
// 在给定的text 参数中解析${} 占位符，将其替换为getProperty 解析的相应属性值。
// 没有默认值的无法解析的占位符将导致抛出IllegalArgumentException。
String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException;
由 AbstractPropertyResolver 子类来实现，且看AbstractPropertyResolver 的继承树
具体实现的方法如下：
// 传递进来的文本就是解析过的 配置文件 SimpleName
@Override
public String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException {
if (this.strictHelper == null) {
this.strictHelper = createPlaceholderHelper(false);
}
return doResolvePlaceholders(text, this.strictHelper);
}
// 调用createPlaceholderHelper
private PropertyPlaceholderHelper createPlaceholderHelper(boolean ignoreUnresolvablePlaceholders) {
return new PropertyPlaceholderHelper(this.placeholderPrefix, this.placeholderSuffix,
this.valueSeparator, ignoreUnresolvablePlaceholders);
}
----------------------------PropertyPlaceholderHelper-------------------------------
// PropertyPlaceholderHelper加载的时候会把下面的特殊字符放进去
static {
wellKnownSimplePrefixes.put("}", "{");
wellKnownSimplePrefixes.put("]", "[");
wellKnownSimplePrefixes.put(")", "(");
}
/*
创建一个新的 PropertyPlaceholderHelper 使用提供的前缀 和 后缀
* 参数解释：placeholderPrefix 占位符开头的前缀
* placeholderSuffix 占位符结尾的后缀
* valueSeparator 占位符变量和关联的默认值 之间的分隔符
* ignoreUnresolvablePlaceholders 指示是否应忽略不可解析的占位符。
*/
public PropertyPlaceholderHelper(String placeholderPrefix, String placeholderSuffix,
@Nullable String valueSeparator, boolean ignoreUnresolvablePlaceholders) {
Assert.notNull(placeholderPrefix, "'placeholderPrefix' must not be null");
Assert.notNull(placeholderSuffix, "'placeholderSuffix' must not be null");
this.placeholderPrefix = placeholderPrefix;
this.placeholderSuffix = placeholderSuffix;
String simplePrefixForSuffix = wellKnownSimplePrefixes.get(this.placeholderSuffix);
if (simplePrefixForSuffix != null && this.placeholderPrefix.endsWith(simplePrefixForSuffix)) {
this.simplePrefix = simplePrefixForSuffix;
}
else {
this.simplePrefix = this.placeholderPrefix;
}
this.valueSeparator = valueSeparator;
this.ignoreUnresolvablePlaceholders = ignoreUnresolvablePlaceholders;
}
解析完成占位符之后，需要做真正的解析，调用AbstractPropertyResolver中的doResolvePlaceholders 方法。
private String doResolvePlaceholders(String text, PropertyPlaceholderHelper helper) {
return helper.replacePlaceholders(text, new PropertyPlaceholderHelper.PlaceholderResolver() {
@Override
public String resolvePlaceholder(String placeholderName) {
return getPropertyAsRawString(placeholderName);
}
});
}
PlaceholderResolver是 PropertyPlaceholderHelper类的内部类，这是一种匿名内部类的写法，它真正调用的就是PropertyPlaceholderHelper`中的 replacePlaceholders 方法，具体如下：
// 将格式为 ${name} 的占位符替换为从提供 PlaceholderResolver 返回的值。
public String replacePlaceholders(String value, PlaceholderResolver placeholderResolver) {
Assert.notNull(value, "'value' must not be null");
return parseStringValue(value, placeholderResolver, new HashSet<String>());
}
protected String parseStringValue(
String value, PlaceholderResolver placeholderResolver, Set<String> visitedPlaceholders) {
StringBuilder result = new StringBuilder(value);
int startIndex = value.indexOf(this.placeholderPrefix);
// 判断指定的占位符有无 ${ 存在，没有的话直接返回
while (startIndex != -1) {
int endIndex = findPlaceholderEndIndex(result, startIndex);
if (endIndex != -1) {
String placeholder = result.substring(startIndex + this.placeholderPrefix.length(), endIndex);
String originalPlaceholder = placeholder;
if (!visitedPlaceholders.add(originalPlaceholder)) {
throw new IllegalArgumentException(
"Circular placeholder reference '" + originalPlaceholder + "' in property definitions");
}
// Recursive invocation, parsing placeholders contained in the placeholder key.
placeholder = parseStringValue(placeholder, placeholderResolver, visitedPlaceholders);
// Now obtain the value for the fully resolved key...
String propVal = placeholderResolver.resolvePlaceholder(placeholder);
if (propVal == null && this.valueSeparator != null) {
int separatorIndex = placeholder.indexOf(this.valueSeparator);
if (separatorIndex != -1) {
String actualPlaceholder = placeholder.substring(0, separatorIndex);
String defaultValue = placeholder.substring(separatorIndex + this.valueSeparator.length());
propVal = placeholderResolver.resolvePlaceholder(actualPlaceholder);
if (propVal == null) {
propVal = defaultValue;
}
}
}
if (propVal != null) {
// Recursive invocation, parsing placeholders contained in the
// previously resolved placeholder value.
propVal = parseStringValue(propVal, placeholderResolver, visitedPlaceholders);
result.replace(startIndex, endIndex + this.placeholderSuffix.length(), propVal);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Resolved placeholder '" + placeholder + "'");
}
startIndex = result.indexOf(this.placeholderPrefix, startIndex + propVal.length());
}
else if (this.ignoreUnresolvablePlaceholders) {
// Proceed with unprocessed value.
startIndex = result.indexOf(this.placeholderPrefix, endIndex + this.placeholderSuffix.length());
}
else {
throw new IllegalArgumentException("Could not resolve placeholder '" +
placeholder + "'" + " in value \"" + value + "\"");
}
visitedPlaceholders.remove(originalPlaceholder);
}
else {
startIndex = -1;
}
}
return result.toString();
}直白一点，上述过程就是用来判断有没有 ${} 这个占位符，如果有的话就进入下面的判断逻辑，把${}中的值替换为 PlaceholderResolver 返回的值，如果没有的话，就直接返回。
容器刷新
在经过上述的准备工作完成后，接下来就是整个IOC，DI和AOP的核心步骤了，也是Spring框架的灵魂。由于源码太多，设计范围太广，本篇只分析刷新预处理应该做的事：我们都知道，无论你加载的是哪一种上下文环境，最终都会调用 AbstractApplicationContext 的refresh()方法，此方法是一切加载、解析、注册、销毁的核心方法，采用了工厂的设计思想。
// 完成IoC容器的创建及初始化工作
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 1： 刷新前的准备工作。
prepareRefresh();
// 告诉子类刷新内部bean 工厂。
// 2：创建IoC容器（DefaultListableBeanFactory）,加载解析XML文件（最终存储到Document对象中）
// 读取Document对象，并完成BeanDefinition的加载和注册工作
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 3： 对IoC容器进行一些预处理（设置一些公共属性）
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 4: 允许在上下文子类中对bean工厂进行后处理。
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 5： 调用BeanFactoryPostProcessor后置处理器对BeanDefinition处理
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 6： 注册BeanPostProcessor后置处理器
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 7： 初始化一些消息源（比如处理国际化的i18n等消息源）
initMessageSource();
// 8： 初始化应用事件多播器
initApplicationEventMulticaster();
// 9： 初始化一些特殊的bean
onRefresh();
// 10： 注册一些监听器
registerListeners();
// 11： 实例化剩余的单例bean（非懒加载方式）
// 注意事项：Bean的IoC、DI和AOP都是发生在此步骤
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// 12： 完成刷新时，需要发布对应的事件
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// 销毁已经创建的单例避免占用资源
destroyBeans();
// 重置'active' 标签。
cancelRefresh(ex);
// 传播异常给调用者
throw ex;
}
finally {
// 重置Spring核心中的常见内省缓存，因为我们可能不再需要单例bean的元数据了...
resetCommonCaches();
}
}
}
刷新容器之刷新预处理
此步骤的主要作用在于：准备刷新的上下文，设置启动的时间和active的标志作为扮演属性资源初始化的角色。
protected void prepareRefresh() {
this.startupDate = System.currentTimeMillis();
this.closed.set(false);
this.active.set(true);
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Refreshing " + this);
}
// 初始化environment 上下文中的占位符属性资源
initPropertySources();
// 验证标记为必需的所有属性是否可解析
getEnvironment().validateRequiredProperties();
// 允许收集早期的ApplicationEvents
this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<>();
}
这里面有两处代码需要说明：initPropertySources这个方法是需要子类进行实现的，默认是不会做任何事情的；getEnvironment() 这个方法由于上述的源码分析过程中，已经默认创建了 createEnvironment,所以这段代码是直接返回的
@Override
public ConfigurableEnvironment getEnvironment() {
if (this.environment == null) {
this.environment = createEnvironment();
}
return this.environment;
}
下面只剩下了validateRequiredProperties()的分析，不着急，看源码不能着急，要怀着这个世界很美好的心情去看。
首先在 ConfigurablePropertyResolver 接口中定义了 validateRequiredProperties 方法
// 验证每一个被setRequiredProperties 设置的属性存在并且解析非空值，会抛出
// MissingRequiredPropertiesException 异常如果任何一个需要的属性没有被解析。
void validateRequiredProperties() throws MissingRequiredPropertiesException;
在抽象子类AbstractPropertyResolver 中被重写
@Override
public void validateRequiredProperties() {
// 属性找不到抛出异常的对象
MissingRequiredPropertiesException ex = new MissingRequiredPropertiesException();
for (String key : this.requiredProperties) {
if (this.getProperty(key) == null) {
ex.addMissingRequiredProperty(key);
}
}
if (!ex.getMissingRequiredProperties().isEmpty()) {
throw ex;
}
}
因为在我们的源码分析中，没有看到任何操作是在对 requiredProperties 进行添加操作，也就是如下：
@Override
public void setRequiredProperties(String... requiredProperties) {
if (requiredProperties != null) {
for (String key : requiredProperties) {
this.requiredProperties.add(key);
}
}
}
所以，此时的 requiredProperties 这个set集合是null， 也就不存在没有解析的元素了。
本篇到此就结束了，下一篇文章会进行源码分析的下一个步骤： 创建IOC容器以及Bean的解析。
腾讯云开发者
