IoC 容器-BeanDefinition的资源定位过程

当我们传入一个 Spring 配置文件去实例化 FileSystemXmlApplicationContext 时，可以看一下它的构造方法都做了什么。

// configLocation 包含了 BeanDefinition 所在的文件路径
public FileSystemXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
    this(new String[] {configLocation}, true, null);
}

// 可以定义多个 BeanDefinition 所在的文件路径
public FileSystemXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
    this(configLocations, true, null);
}

// 在定义多个 BeanDefinition 所在的文件路径 的同时，还能指定自己的双亲 IoC 容器
public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, ApplicationContext parent) throws BeansException {
    this(configLocations, true, parent);
}

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh) throws BeansException {
    this(configLocations, refresh, null);
}


public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
        throws BeansException {

    // 动态地确定用哪个加载器去加载我们的配置文件
    super(parent);
    // 告诉读取器 配置文件放在哪里，该方法继承于爷类 AbstractRefreshableConfigApplicationContext
    setConfigLocations(configLocations);
    if (refresh) {
        // 容器初始化
        refresh();
    }
}



@Override
protected Resource getResourceByPath(String path) {
    if (path != null && path.startsWith("/")) {
        path = path.substring(1);
    }
    return new FileSystemResource(path);
}

看看其父类 AbstractApplicationContext 实现的 refresh() 方法，该方法就是 IoC 容器初始化的入口类

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // 调用容器准备刷新，获取容器的当前时间，同时给容器设置同步标识
        prepareRefresh();

        // 告诉子类启动 refreshBeanFactory() 方法，BeanDefinition 资源文件的载入从子类的 refreshBeanFactory() 方法启动开始
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

        // 为 BeanFactory 配置容器特性，例如类加载器、事件处理器等
        prepareBeanFactory(beanFactory);

        try {
            // 为容器的某些子类指定特殊的 BeanPost 事件处理器
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            // 调用所有注册的 BeanFactoryPostProcessor 的 Bean
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            // 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);

            // 初始化信息源，和国际化相关.
            initMessageSource();

            // 初始化容器事件传播器
            initApplicationEventMulticaster();

            // 调用子类的某些特殊 Bean 初始化方法
            onRefresh();

            // 为事件传播器注册事件监听器.
            registerListeners();

            // 初始化 Bean，并对 lazy-init 属性进行处理
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // 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) {
            // 销毁以创建的单态 Bean
            destroyBeans();

            // 取消 refresh 操作，重置容器的同步标识.
            cancelRefresh(ex);

            throw ex;
        }
    }
}

看看 obtainFreshBeanFactory() 方法，该方法告诉了子类去刷新内部的 beanFactory

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
    // 自己定义了抽象的 refreshBeanFactory() 方法，具体实现交给了自己的子类
    refreshBeanFactory();
    // getBeanFactory() 也是一个抽象方法，交由子类实现
    // 看到这里是不是很容易想起 “模板方法模式”，父类在模板方法中定义好流程，定义好抽象方法
    // 具体实现交由子类完成
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
    }
    return beanFactory;
}

下面看一下 AbstractRefreshableApplicationContext 中对 refreshBeanFactory() 方法的实现。FileSystemXmlApplicationContext 从上层体系的各抽象类中继承了大量的方法实现，抽象类中抽取大量公共行为进行具体实现，留下 abstract 的个性化方法交给具体的子类实现，这是一个很好的 OOP 编程设计，我们在自己编码时也可以尝试这样设计自己的类图。理清 FileSystemXmlApplicationContext 的上层体系设计，就不易被各种设计模式搞晕咯。

@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
    // 如果已经建立了 IoC 容器，则销毁并关闭容器
    if (hasBeanFactory()) {
        destroyBeans();
        closeBeanFactory();
    }
    try {
        // 创建 IoC 容器，DefaultListableBeanFactory 类实现了 ConfigurableListableBeanFactory 接口
        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);
        // 载入 BeanDefinition，在当前类中只定义了抽象的 loadBeanDefinitions() 方法，具体实现 调用子类容器
        loadBeanDefinitions(beanFactory);
        synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
            // 给自己的属性赋值
            this.beanFactory = beanFactory;
        }
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
    }
}

AbstractXmlApplicationContext 中对 loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 的实现。

@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
    // DefaultListableBeanFactory 实现了 BeanDefinitionRegistry 接口，在初始化 XmlBeanDefinitionReader 时
    // 将 BeanDefinition 注册器注入该 BeanDefinition 读取器
    // 创建用于从 Xml 中读取 BeanDefinition 的读取器，并通过回调设置到 IoC 容器中去，容器使用该读取器读取 BeanDefinition 资源
    XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);

    beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
    // 为 beanDefinition 读取器设置 资源加载器，由于本类的基类 AbstractApplicationContext
    // 继承了 DefaultResourceLoader，因此，本容器自身也是一个资源加载器
    beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
    // 设置 SAX 解析器，SAX（simple API for XML）是另一种 XML 解析方法。相比于 DOM，SAX 速度更快，占用内存更小。
    // 它逐行扫描文档，一边扫描一边解析。相比于先将整个 XML 文件扫描近内存，再进行解析的 DOM，SAX 可以在解析文档的
    // 任意时刻停止解析，但操作也比 DOM 复杂。
    beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));

    // 初始化 beanDefinition 读取器，该方法同时启用了 Xml 的校验机制
    initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
    // Bean 读取器真正实现加载的方法
    loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}

继续看 AbstractXmlApplicationContext 中 loadBeanDefinitions() 的重载方法。

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {

    

    // 获取存放了 BeanDefinition 的所有 Resource，FileSystemXmlApplicationContext 类未对
    // getConfigResources() 进行重写，所以调用父类的，return null。
    // 而 ClassPathXmlApplicationContext 对该方法进行了重写，返回设置的值
    Resource[] configResources = getConfigResources();
    if (configResources != null) {
        // XmlBeanDefinitionReader 调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader 的方法加载 BeanDefinition
        reader.loadBeanDefinitions(configResources);
    }
    // 调用父类 AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的实现，
    // 优先返回 FileSystemXmlApplicationContext 构造方法中调用 setConfigLocations() 方法设置的资源
    String[] configLocations = getConfigLocations();
    if (configLocations != null) {
        // XmlBeanDefinitionReader 调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader 的方法从配置位置加载 BeanDefinition
        reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
    }
}

AbstractBeanDefinitionReader 中对 loadBeanDefinitions 方法的各种重载及调用。

public int loadBeanDefinitions(String... locations) throws BeanDefinitionStoreException {
    Assert.notNull(locations, "Location array must not be null");
    // 计数器，统计加载了多少个BeanDefinition
    int counter = 0;
    for (String location : locations) {
        counter += loadBeanDefinitions(location);
    }
    return counter;
}


public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {
    return loadBeanDefinitions(location, null);
}


public int loadBeanDefinitions(String location, Set actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
    // 在实例化 XmlBeanDefinitionReader 后 IoC 容器将自己注入进该读取器作为 resourceLoader 属性
    ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
    if (resourceLoader == null) {
        throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
    }

    if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
        try {
            // 将指定位置的 BeanDefinition 资源文件解析为 IoC 容器封装的资源
            // 加载多个指定位置的 BeanDefinition 资源文件
            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 {
        
        Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
        // 从 resource 中加载 BeanDefinition，loadCount 为加载的 BeanDefinition 个数
        // 该 loadBeanDefinitions() 方法来自其实现的 BeanDefinitionReader 接口，
        // 且本类是一个抽象类，并未对该方法进行实现。而是交由子类进行实现，如果是用 xml 文件进行
        // IoC 容器的初始化，则调用 XmlBeanDefinitionReader 中的实现
        int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
        if (actualResources != null) {
            actualResources.add(resource);
        }
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]");
        }
        return loadCount;
    }
}

resourceLoader 的 getResource() 方法有多种实现，看清 FileSystemXmlApplicationContext 的继承体系就可以明确，其走的是 DefaultResourceLoader 中的实现。

public Resource getResource(String location) {
    Assert.notNull(location, "Location must not be null");
    // 如果 location 是类路径的方式，返回 ClassPathResource 类型的文件资源对象
    if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
        return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader());
    }
    else {
        try {
            // 如果是 URL 方式，返回 UrlResource 类型的文件资源对象，
            // 否则将抛出的异常进入 catch 代码块，返回另一种资源对象
            URL url = new URL(location);
            return new UrlResource(url);
        }
        catch (MalformedURLException ex) {
            // 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。根据实例化的子类对象，调用其子类对象中
            // 重写的此方法，如 FileSystemXmlApplicationContext 子类中对此方法的重写
            return getResourceByPath(location);
        }
    }
}

其中的 getResourceByPath(location) 方法的实现则是在 FileSystemXmlApplicationContext 中完成的。

@Override
protected Resource getResourceByPath(String path) {
    if (path != null && path.startsWith("/")) {
        path = path.substring(1);
    }
    return new FileSystemResource(path);
}

至此，我们可以看到，FileSystemXmlApplicationContext 的 getResourceByPath() 方法返回了一个 FileSystemResource 对象，接下来 spring 就可以对这个对象进行相关的 I/O 操作，进行 BeanDefinition 的读取和载入了。