Spring启动过程源码分析基本概念

Posted 2021-11-10 Java架构-大仙

本文是通过AnnotationConfigApplicationContext读取配置类来一步一步去了解Spring的启动过程。

在看源码之前，我们要知道某些类的作用，这样更方便后续的了解。

1、BeanDefinition

BeanDefinition就是Bean的定义，它是用来描述Bean的，里面存放着关于Bean的一系列信息，比如Bean的作用域，Bean所对应的Class，是否懒加载等等，BeanDfinition与Bean的关系可以看作是类和class的关系，那么有人说，有class对象就好啦，但是Class不能完完全全的抽象出Bean，比如说，Bean的注入模型，是否懒加载，是否是工厂bean等等，这些是class无法去抽象出来的，所以需要BeanDefinition来描述Bean，在Spring中，我们可以通过、@Component、BeanDefinition来定义Bean

//定义一个BeanDefinition
AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
//设置当前bean的class 1、通过class获取 2、通过类的全限定类名获取
//beanDefinition.setBeanClass(Testt.class);
beanDefinition.setBeanClassName("com.beans.Testt");
//将beanDefinition注册到BeanFactory中
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
factory.registerBeanDefinition("BEAN",beanDefinition);
//获取Bean
factory.getBean("BEAN");

还可以直接使用RootBeanDefinition来获取BeanDefinition

//生成BeanDefinition
RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Testt.class);
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
//将BeanDefinition注册到工厂中
factory.registerBeanDefinition("tt",rootBeanDefinition);
Object tt = factory.getBean("tt");
System.out.println(tt);

通过上述三种方式我们就可以定义一个Bean。

假设我们有一个实体类Testt

public class Testt {
    public String name;
    public void sayHello(){
        System.out.println("Hello World!");
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
}

我们还可以通过beanDefinition来给name属性赋值

//生成一个BeanDefinition
RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Testt.class);
//赋值属性name为123
rootBeanDefinition.getPropertyValues().addPropertyValue("name","123");
//获取name的值
Object name = rootBeanDefinition.getPropertyValues().getPropertyValue("name").getValue();
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
factory.registerBeanDefinition("tt",rootBeanDefinition);
Testt tt = (Testt) factory.getBean("tt");
System.out.println(tt);
//通过实例获取name的值
String name1 = tt.getName();
System.out.println(name1); //123
System.out.println(name);//123

BeanDefinition还可以

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
beanDefinition.setAutowireMode(0); // 设置自动装配模型 0默认装配模式不自动注入，1 ByName 2 ByType 3 构造器注入 
......

BeanDefinition还有很多功能，在这里就不一一去说明了，感兴趣的读者可以通过查看beanDefinition的接口和实现类对其一一了解。

无论通过哪种方式来定义Bean，都会被解析为BeanDefinition对象，总之，Bean与BeanDefinition之间的关系你是可以看作是类和class的关系，这样就很容易去理解它了。

这里有一个mergedBeanDefinitions，我们来说一下它是做什么的，mergedBeanDefinitions是存储合并后的BeanDefinition的ConcurrentHashMap,Spring会对BeanDefinition进行合并，基于合并后的BeanDefinition去创建Bean

private final Map<String, RootBeanDefinition> mergedBeanDefinitions = new ConcurrentHashMap<>(256);

那么，什么时候beanDefinition会进行合并呢？我们举出下列的一个例子，来带大家一探究竟

首先写一个Spring.xml，我们通过xml文件去声明bean

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans                          
                           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
       <bean id="parent" scope="prototype"/>
       <bean id="children" parent="parent"/>
</beans>

这里，我们指将parent的scope设置为prototype，而children并没有去设置他的scope属性，默认就是单例的，我们通过下面方式去调试，看看mergedBeanDefinitions中到底存的是什么

public class mainT {
    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext classPathXmlApplicationContext =
                                                        new ClassPathXmlApplicationContext("Spring.xml");
        classPathXmlApplicationContext.getBean("children");
    }
}

我们通过在getBean上打上断点，进行调试后，我们可以看到FactoryBean中的mergedBeanDefinitions存的参数如下图所示

children的scope属性也成为了prototype，这就是合并后的BeanDefinition。其实就相当于子类继承父类的时候包含父类的属性

这里还要记录一下RootBeanDefinition和GenericBeanDefinition的显在区别

可以发现GenericBeanDefinition的SetParentName是正常的，可以添加

public void setParentName(@Nullable String parentName) {
        this.parentName = parentName;
    }

而RootBeanDefinition是会报错的，也会直接返回null

@Override
    public String getParentName() {
        return null;
    }

    @Override
    public void setParentName(@Nullable String parentName) {
        if (parentName != null) {
            throw new IllegalArgumentException("Root bean cannot be changed into a child bean with parent reference");
        }
    }

2、beanFactory

从名字来看，这是一个工厂类，它负责生产和管理bean，在Spring中，BeanFactory是IOC容器的核心接口，他有很多职责和功能，它的核心实现类是DefaultListableBeanefauFactory类。下图是DefaultListableBeanefauFactory类的UML图。

DefaultListableBeanefauFactory实现了很多接口，也说明了DefaultListableBeanefauFactory类继承了很多功能

我们可以通过beanfactory做很多事，例如：

AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(Testt.class);
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
//注册BeanDefinition
factory.registerBeanDefinition("Testt",beanDefinition);
//注册别名
factory.registerAlias("Testt","T");
//获取bean
Object alias = factory.getBean("T");
System.out.println(alias);//com.beans.Testt@6b1274d2
//通过类型获取Bean
String[] beanNamesForType = factory.getBeanNamesForType(Testt.class);
System.out.println(beanNamesForType[0]);//Testt
//获取BeanDefinition
BeanDefinition testt = factory.getBeanDefinition("Testt");
System.out.println(testt);
//Generic bean: class [com.beans.Testt]; scope=; abstract=false; lazyInit=null; autowireMode=0; //dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; //initMethodName=null; destroyMethodName=null
//获取BeanDefinition个数
int beanDefinitionCount = factory.getBeanDefinitionCount();
System.out.println(beanDefinitionCount);
//获取Bean的提供者
ObjectProvider<Testt> beanProvider = factory.getBeanProvider(Testt.class);    System.out.println(beanProvider);
//org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory$1@6a472554

等等。

ApplicationContext继承BeanFactory接口，它是Spring的一种更更高级的容器，提供了更多有用的功能，我们可以看到ApplicationContext的实现类GenericApplicationContext中有一个属性

private final DefaultListableBeanFactory beanFactory;

那么他既然已经继承了BeanFactory接口，为什么又要增加一个DefaultListableBeanFactory属性呢，可以从上面看到DefaultListableBeanFactory实现了很多接口，拥有很多功能，这么做的目的就是，使GenericApplicationContext通过DefaultListableBeanFactory间接拥有了DefaultListableBeanFactory继承的那些功能，而无需在去继承或者实现。o

这里要说明一下别名和beanName的存储，也是通过map去存储的，{aliasname:beanname}，key为别名，value为bean的名字

3、BeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，

它能解析的注解是：@Conditional，@Scope、@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
AnnotatedBeanDefinitionReader Reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(factory);
/**
* 也可以使用registerBean(Testt.class) 或者 registerBean(Testt.class,"指定Bean名字")
**/
Reader.register(Testt.class);
Object testt = factory.getBean("testt");
System.out.println(testt);

4、ClassPathBeanDefinitionScanner

这个并不是BeanDefinitionReader，但是它的作用和BeanDefinitionReader类似，它可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描到的类上如果存在@Component注解，那么就会把这个类解析为一个BeanDefinition

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
ClassPathBeanDefinitionScanner classPathBeanDefinitionScanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(factory);
//得到该包下类的个数
//        int scan = classPathBeanDefinitionScanner.scan("com.beans");
//        System.out.println(scan);//6
//扫描没有加@Componment注解的类，并注册到容器中，未通过注解或其他方式定义Bean的类也不会添加到容器中
//classPathBeanDefinitionScanner.addExcludeFilter(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
//扫描加了@Componment注解的类，并注册到容器中
classPathBeanDefinitionScanner.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
//获取bean
Object bean = factory.getBean(BeanTest.class);
System.out.println(bean);//com.beans.BeanTest@5ccddd20

5、ConditionEvaluator

ConditionEvaluator是一个Spring中的内部类，他提供了@Condition注解的判定条件作用，具体可以看它的shouldSkip方法。

6、Aware

Aware翻译过来是感知的意思，他的用意是用来让用户感知到一些信息，比如说BeanNameAware

@Component
public class User implements BeanNameAware {
    private String awareName;
    @Override
    public void setBeanName(String name) {
        this.awareName = name;
    }
    public String getAwareName(){
        return awareName;
    }
}

我们写一个User类来实现BeanNameAware，重写它的方法setBeanName，并将其赋值给我们的awareName

@ComponentScan("com.beans")
public class mainT {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(mainT.class);
        User bean = context.getBean(User.class);
        System.out.println(bean.getAwareName());
    }
}

结果显示，得到的bean的名字。