什么是IOC容器？它在Spring框架中到底长什么样？
对IOC的使用者来说，我们常常接触到的BeanFactory和ApplicationContext都可以看做是容器的具体表现形式。这些就是IoC容器，或者说在Spring中提IoC容器，从实现来说，指的是一个容器系列。这也就是说，我们通常所说的IoC容器，如果深入到Spring的实现去看，会发现IoC容器实际上代表着一系列功能各异的容器产品。
基本的 XmlBeanFactory.java
他是容器系列最底层的实现，这个容器的实现与我们在Spring应用中用到的那些上下文想对比，有一个非常显著的特点，他只提供最基本的ioc容器功能。从它的名字中可以看出，这个IoC容器可以读取以XML形式定义的BeanDefinition。理解这一点有助于我们理解ApplicationContext与基本的BeanFactory之间的区别和联系。我们可以认为直接的BeanFactory实现是IoC容器的基本形式，而各种ApplicationContext的实现是IoC容器的高级表现形式。
public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {
private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
this(resource, null);
}
public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
super(parentBeanFactory);
this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
}
}简单来说，IoC容器的初始化包括BeanDefinition的Resouce定位、载入和注册这三个基本的过程。我觉得重点是在载入和对BeanDefinition做解析的这个过程。可以从DefaultListableBeanFactory来入手看看IoC容器是怎样完成BeanDefinition载入的。在refresh调用完成以后，可以看到loadDefinition的调用：
//这里是实现loadBeanDefinitions 的地方
@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
/**
* 创建XmlBeanDefinitionReader，并通过回调设置到BeanFactory中去， 创建BeanFactory 的使用的也是 DefaultListableBeanFactory
*/
// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
// Configure the bean definition reader with this context's
// resource loading environment.
/**
* 这里设置 XmlBeanDefinitionReader， 为 XmlBeanDefinitionReader 配置 ResourceLoader
*/
beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
// Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
// then proceed with actually loading the bean definitions.
/**
* 这里是启动Bean定义信息载入的过程
*/
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}这里使用 XmlBeanDefinitionReader来载入BeanDefinition到容器中，如以下代码清单所示：
//载入xml形式的BeanDefinitions的地方
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Loading XML bean definitions from " + encodedResource.getResource());
}
Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();
if (currentResources == null) {
currentResources = new HashSet<EncodedResource>(4);
this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.set(currentResources);
}
if (!currentResources.add(encodedResource)) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
}
//得到xml文件 并得到IO 的InputSource准备读取
try {
InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
try {
InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
if (encodedResource.getEncoding() != null) {
inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
}
//具体的读取过程在doLoadBeanDefinitions方法里面
return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
}
finally {
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();
}
}
}具体的 xml 中 bean 加载的实现 BeanDefinitionParserDelegate.java
关于具体的Spring BeanDefinition的解析，是在BeanDefinitionParserDelegate中完成的。这个类里包含了各种Spring Bean定义规则的处理，感兴趣的同学可以仔细研究。我们举一个例子来分析这个处理过程，比如我们最熟悉的对Bean元素的处理是怎样完成的，也就是我们在XML定义文件中出现的<bean></bean>这个最常见的元素信息是怎样被处理的。在这里，我们会看到那些熟悉的BeanDefinition定义的处理，比如id、name、aliase等属性元素。把这些元素的值从XML文件相应的元素的属性中读取出来以后，会被设置到生成的BeanDefinitionHolder中去。这些属性的解析还是比较简单的。对于其他元素配置的解析，比如各种Bean的属性配置，通过一个较为复杂的解析过程，这个过程是由parseBeanDefinitionElement来完成的。解析完成以后，会把解析结果放到BeanDefinition对象中并设置到BeanDefinitionHolder中去，如以下清单所示：
解析 Bean
/**
* 1. 解析Bean
*/
public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, BeanDefinition containingBean) {
//这里取得在<bean>元素中定义的id、name和aliase属性的值
String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
List<String> aliases = new ArrayList<String>();
if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) {
String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr));
}
String beanName = id;
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");
}
}
if (containingBean == null) {
checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele);
}
//这个方法会引发对bean元素的详细解析
AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean);
if (beanDefinition != null) {
if (!StringUtils.hasText(beanName)) {
try {
if (containingBean != null) {
beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName(
beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true);
}
else {
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.
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;
}对bean 进行详细解析
/**
* 2. 这里会对bean 进行详细解析
*/
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {
this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));
String className = null;
if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
}
try {
String parent = null;
if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
}
AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
bd.setDeion(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
parseMetaElements(ele, bd);
parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
parseConstructorArgElements(ele, bd);
//解析bean元素下的 property 元素
parsePropertyElements(ele, bd);
parseQualifierElements(ele, bd);
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;
}对指定bean元素的property子元素集合进行 解析
/**
* 3 . 这里对指定bean元素的property子元素集合进行解析。
*/
public void parsePropertyElements(Element beanEle, BeanDefinition bd) {
//遍历所有bean元素下定义的property元素
NodeList nl = beanEle.getChildNodes();
for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
Node node = nl.item(i);
if (isCandidateElement(node) && nodeNameEquals(node, PROPERTY_ELEMENT)) {
//在判断是property元素后对该property进行解析的过程
parsePropertyElement((Element) node, bd);
}
}
}对指定bean元素的property子元素集合进行 详细解析
/**
* 4. 对 property 进行详细解析的过程
*/
public void parsePropertyElement(Element ele, BeanDefinition bd) {
//这里是取得property的名字
String propertyName = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
if (!StringUtils.hasLength(propertyName)) {
error("Tag 'property' must have a 'name' attribute", ele);
return;
}
this.parseState.push(new PropertyEntry(propertyName));
try {
//如果同一个bean中已经有同名的存在，则不进行解析，直接返回。也就是说，如果在同一个bean中有同名的property设置，那么起作用的只是第一个
if (bd.getPropertyValues().contains(propertyName)) {
error("Multiple 'property' definitions for property '" + propertyName + "'", ele);
return;
}
//这里解析property值的地方，返回的对象对应的Bean定义的property属性设置的解析结果，这个解析结果会封装到
//PropertyValue对象中，然后设置到BeanDefinitionHolder中去
Object val = parsePropertyValue(ele, bd, propertyName);
PropertyValue pv = new PropertyValue(propertyName, val);
parseMetaElements(ele, pv);
pv.setSource(extractSource(ele));
bd.getPropertyValues().addPropertyValue(pv);
}
finally {
this.parseState.pop();
}
}这里取得 property 元素的值， 也许是一个list或其他
/**
* 5. 这里取得 property 元素的值， 也许是一个list或其他
*/
public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) {
String elementName = (propertyName != null) ?
"<property> element for property '" + propertyName + "'" :
"<constructor-arg> element";
// Should only have one child element: ref, value, list, etc.
NodeList nl = ele.getChildNodes();
Element subElement = null;
for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
Node node = nl.item(i);
if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT) &&
!nodeNameEquals(node, META_ELEMENT)) {
// Child element is what we're looking for.
if (subElement != null) {
error(elementName + " must not contain more than one sub-element", ele);
}
else {
subElement = (Element) node;
}
}
}
//这里判断 property 的属性， 是 ref 还是 value ，不允许同时是ref或value
boolean hasRefAttribute = ele.hasAttribute(REF_ATTRIBUTE);
boolean hasValueAttribute = ele.hasAttribute(VALUE_ATTRIBUTE);
if ((hasRefAttribute && hasValueAttribute) ||
((hasRefAttribute || hasValueAttribute) && subElement != null)) {
error(elementName +
" is only allowed to contain either 'ref' attribute OR 'value' attribute OR sub-element", ele);
}
//如果是ref ，创建一个ref 的数据对象 RuntimeBeanReference ，这个对象封装了ref 的信息
if (hasRefAttribute) {
String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
if (!StringUtils.hasText(refName)) {
error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
}
RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
ref.setSource(extractSource(ele));
return ref;
}
//如果是value , 创建一个value的数据对象 TypedStringValue ，这个对象封装了value 的信息
else if (hasValueAttribute) {
TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
valueHolder.setSource(extractSource(ele));
return valueHolder;
}
//如果还有子元素， 触发对子元素的解析
else if (subElement != null) {
return parsePropertySubElement(subElement, bd);
}
else {
// Neither child element nor "ref" or "value" attribute found.
error(elementName + " must specify a ref or value", ele);
return null;
}
}解析子元素 list/set/map等
/**
* 6.解析子元素 list/set/map等
*/
public Object parsePropertySubElement(Element ele, BeanDefinition bd, String defaultValueType) {
if (!isDefaultNamespace(ele)) {
return parseNestedCustomElement(ele, bd);
}
else if (nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
BeanDefinitionHolder nestedBd = parseBeanDefinitionElement(ele, bd);
if (nestedBd != null) {
nestedBd = decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, nestedBd, bd);
}
return nestedBd;
}
else if (nodeNameEquals(ele, REF_ELEMENT)) {
// A generic reference to any name of any bean.
String refName = ele.getAttribute(BEAN_REF_ATTRIBUTE);
boolean toParent = false;
if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
// A reference to the id of another bean in the same XML file.
refName = ele.getAttribute(LOCAL_REF_ATTRIBUTE);
if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
// A reference to the id of another bean in a parent context.
refName = ele.getAttribute(PARENT_REF_ATTRIBUTE);
toParent = true;
if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
error("'bean', 'local' or 'parent' is required for <ref> element", ele);
return null;
}
}
}
if (!StringUtils.hasText(refName)) {
error("<ref> element contains empty target attribute", ele);
return null;
}
RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName, toParent);
ref.setSource(extractSource(ele));
return ref;
}
else if (nodeNameEquals(ele, IDREF_ELEMENT)) {
return parseIdRefElement(ele);
}
else if (nodeNameEquals(ele, VALUE_ELEMENT)) {
return parseValueElement(ele, defaultValueType);
}
else if (nodeNameEquals(ele, NULL_ELEMENT)) {
// It's a distinguished null value. Let's wrap it in a TypedStringValue
// object in order to preserve the source location.
TypedStringValue nullHolder = new TypedStringValue(null);
nullHolder.setSource(extractSource(ele));
return nullHolder;
}
else if (nodeNameEquals(ele, ARRAY_ELEMENT)) {
return parseArrayElement(ele, bd);
}
else if (nodeNameEquals(ele, LIST_ELEMENT)) {
//解析list子元素的过程
return parseListElement(ele, bd);
}
else if (nodeNameEquals(ele, SET_ELEMENT)) {
return parseSetElement(ele, bd);
}
else if (nodeNameEquals(ele, MAP_ELEMENT)) {
return parseMapElement(ele, bd);
}
else if (nodeNameEquals(ele, PROPS_ELEMENT)) {
return parsePropsElement(ele);
}
else {
error("Unknown property sub-element: [" + ele.getNodeName() + "]", ele);
return null;
}解析list子元素
/**
* 7. 解析list子元素
*/
public List parseListElement(Element collectionEle, BeanDefinition bd) {
String defaultElementType = collectionEle.getAttribute(VALUE_TYPE_ATTRIBUTE);
NodeList nl = collectionEle.getChildNodes();
ManagedList<Object> target = new ManagedList<Object>(nl.getLength());
target.setSource(extractSource(collectionEle));
target.setElementTypeName(defaultElementType);
target.setMergeEnabled(parseMergeAttribute(collectionEle));、
//具体的 List 元素解析的过程
parseCollectionElements(nl, target, bd, defaultElementType);
return target;
}具体的解析List元素的过程
/**
* 8. 具体的解析List元素的过程
*/
protected void parseCollectionElements(
NodeList elementNodes, Collection<Object> target, BeanDefinition bd, String defaultElementType) {
//遍历所有的元素节点，并判断其类型是否为Element
for (int i = 0; i < elementNodes.getLength(); i++) {
Node node = elementNodes.item(i);
if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT)) {
//加入到target中去 target是一个ManagerList。同时触发对下一层子元素解析过程， 这里是递归调用。
target.add(parsePropertySubElement((Element) node, bd, defaultElementType));
}
}
}