15、【死磕 Spring】—— IoC 之注册解析的 BeanDefinitions

DefaultBeanDefinitionDocumentReader 的 #processBeanDefinition() 方法，完成 Bean 标签解析的核心工作。代码如下：

// DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // 进行 bean 元素解析。 // 如果解析成功，则返回 BeanDefinitionHolder 对象。而 BeanDefinitionHolder 为 name 和 alias 的 BeanDefinition 对象 // 如果解析失败，则返回 null 。 BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele); if (bdHolder != null) { // 进行自定义标签处理 bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder); try { // 进行 BeanDefinition 的注册 // Register the final decorated instance. BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry()); } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" + bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex); } // 发出响应事件，通知相关的监听器，已完成该 Bean 标签的解析。 // Send registration event. getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder)); } }

• 解析工作分为三步：
  • 1、解析默认标签。
  • 2、解析默认标签后下得自定义标签。
  • 3、注册解析后的 BeanDefinition 。
• 经过前面两个步骤的解析，这时的 BeanDefinition 已经可以满足后续的使用要求了，那么接下来的工作就是将这些 BeanDefinition 进行注册，也就是完成第三步。

1. BeanDefinitionReaderUtils

注册 BeanDefinition ，由 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition() 完成。代码如下：

// BeanDefinitionReaderUtils.java public static void registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry) throws BeanDefinitionStoreException { // 注册 beanName // Register bean definition under primary name. String beanName = definitionHolder.getBeanName(); registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition()); // 注册 alias // Register aliases for bean name, if any. String[] aliases = definitionHolder.getAliases(); if (aliases != null) { for (String alias : aliases) { registry.registerAlias(beanName, alias); } } }

• 首先，通过 beanName 注册 BeanDefinition 。详细解析，见 2.1 通过 beanName 注册 。
• 然后，再通过注册别名 alias 和 beanName 的映射。详细解析，见 2.2 注册 alias 和 beanName 的映射 。

2. BeanDefinitionRegistry

BeanDefinition 的注册，由接口 org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry 定义。

2.1 通过 beanName 注册

调用 BeanDefinitionRegistry 的 #registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) 方法，实现通过 beanName 注册 BeanDefinition 。代码如下：

// DefaultListableBeanFactory.java /** Whether to allow re-registration of a different definition with the same name. */ private boolean allowBeanDefinitionOverriding = true; /** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */ private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256); /** List of bean definition names, in registration order. */ private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<>(256); /** List of names of manually registered singletons, in registration order. */ private volatile Set<String> manualSingletonNames = new LinkedHashSet<>(16); /** Cached array of bean definition names in case of frozen configuration. */ @Nullable private volatile String[] frozenBeanDefinitionNames; @Override public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException { // 校验 beanName 与 beanDefinition 非空 Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty"); Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null"); // <1> 校验 BeanDefinition 。 // 这是注册前的最后一次校验了，主要是对属性 methodOverrides 进行校验。 if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) { try { ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate(); } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName, "Validation of bean definition failed", ex); } } // <2> 从缓存中获取指定 beanName 的 BeanDefinition BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName); // <3> 如果已经存在 if (existingDefinition != null) { // 如果存在但是不允许覆盖，抛出异常 if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) { throw new BeanDefinitionOverrideException(beanName, beanDefinition, existingDefinition); // 覆盖 beanDefinition 大于 被覆盖的 beanDefinition 的 ROLE ，打印 info 日志 } else if (existingDefinition.getRole() < beanDefinition.getRole()) { // e.g. was ROLE_APPLICATION, now overriding with ROLE_SUPPORT or ROLE_INFRASTRUCTURE if (logger.isInfoEnabled()) { logger.info("Overriding user-defined bean definition for bean '" + beanName + "' with a framework-generated bean definition: replacing [" + existingDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]"); } // 覆盖 beanDefinition 与 被覆盖的 beanDefinition 不相同，打印 debug 日志 } else if (!beanDefinition.equals(existingDefinition)) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Overriding bean definition for bean '" + beanName + "' with a different definition: replacing [" + existingDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]"); } // 其它，打印 debug 日志 } else { if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Overriding bean definition for bean '" + beanName + "' with an equivalent definition: replacing [" + existingDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]"); } } // 允许覆盖，直接覆盖原有的 BeanDefinition 到 beanDefinitionMap 中。 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); // <4> 如果未存在 } else { // 检测创建 Bean 阶段是否已经开启，如果开启了则需要对 beanDefinitionMap 进行并发控制 if (hasBeanCreationStarted()) { // beanDefinitionMap 为全局变量，避免并发情况 // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration) synchronized (this.beanDefinitionMap) { // 添加到 BeanDefinition 到 beanDefinitionMap 中。 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); // 添加 beanName 到 beanDefinitionNames 中 List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1); updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames); updatedDefinitions.add(beanName); this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions; // 从 manualSingletonNames 移除 beanName if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) { Set<String> updatedSingletons = new LinkedHashSet<>(this.manualSingletonNames); updatedSingletons.remove(beanName); this.manualSingletonNames = updatedSingletons; } } } else { // Still in startup registration phase // 添加到 BeanDefinition 到 beanDefinitionMap 中。 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); // 添加 beanName 到 beanDefinitionNames 中 this.beanDefinitionNames.add(beanName); // 从 manualSingletonNames 移除 beanName this.manualSingletonNames.remove(beanName); } this.frozenBeanDefinitionNames = null; } // <5> 重新设置 beanName 对应的缓存 if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) { resetBeanDefinition(beanName); } }

处理过程如下：

• <1> 对 BeanDefinition 进行校验，该校验也是注册过程中的最后一次校验了，主要是对 AbstractBeanDefinition 的 methodOverrides 属性进行校验。
• <2> 根据 beanName 从缓存中获取 BeanDefinition 对象。
• <3> 如果缓存中存在，则根据 allowBeanDefinitionOverriding 标志来判断是否允许覆盖。如果允许则直接覆盖。否则，抛出 BeanDefinitionStoreException 异常。
• <4> 若缓存中没有指定 beanName 的 BeanDefinition，则判断当前阶段是否已经开始了 Bean 的创建阶段？如果是，则需要对 beanDefinitionMap 进行加锁控制并发问题，否则直接设置即可。
  • 对于 #hasBeanCreationStarted() 方法，后续做详细介绍，这里不过多阐述。
• <5> 若缓存中存在该 beanName 或者单例 bean 集合中存在该 beanName ，则调用 #resetBeanDefinition(String beanName) 方法，重置 BeanDefinition 缓存。

? 其实整段代码的核心就在于 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); 代码块。而 BeanDefinition 的缓存也不是神奇的东西，就是定义一个 Map ：

• key 为 beanName 。
• value 为 BeanDefinition 对象。

2.2 注册 alias 和 beanName 的映射

调用 BeanDefinitionRegistry 的 #registerAlias(String name, String alias) 方法，注册 alias 和 beanName 的映射关系。代码如下：

// SimpleAliasRegistry.java /** Map from alias to canonical name. */ // key: alias // value: beanName private final Map<String, String> aliasMap = new ConcurrentHashMap<>(16); @Override public void registerAlias(String name, String alias) { // 校验 name 、 alias Assert.hasText(name, "'name' must not be empty"); Assert.hasText(alias, "'alias' must not be empty"); synchronized (this.aliasMap) { // name == alias 则去掉alias if (alias.equals(name)) { this.aliasMap.remove(alias); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Alias definition '" + alias + "' ignored since it points to same name"); } } else { // 获取 alias 已注册的 beanName String registeredName = this.aliasMap.get(alias); // 已存在 if (registeredName != null) { // 相同，则 return ，无需重复注册 if (registeredName.equals(name)) { // An existing alias - no need to re-register return; } // 不允许覆盖，则抛出 IllegalStateException 异常 if (!allowAliasOverriding()) { throw new IllegalStateException("Cannot define alias '" + alias + "' for name '" + name + "': It is already registered for name '" + registeredName + "'."); } if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Overriding alias '" + alias + "' definition for registered name '" + registeredName + "' with new target name '" + name + "'"); } } // 校验，是否存在循环指向 checkForAliasCircle(name, alias); // 注册 alias this.aliasMap.put(alias, name); if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Alias definition '" + alias + "' registered for name '" + name + "'"); } } } }

• 注册 alias 和注册 BeanDefinition 的过程差不多。

• 在最后，调用了 #checkForAliasCircle() 来对别名进行了循环检测。代码如下：

  protected void checkForAliasCircle(String name, String alias) { if (hasAlias(alias, name)) { throw new IllegalStateException("Cannot register alias '" + alias + "' for name '" + name + "': Circular reference - '" + name + "' is a direct or indirect alias for '" + alias + "' already"); } } public boolean hasAlias(String name, String alias) { for (Map.Entry<String, String> entry : this.aliasMap.entrySet()) { String registeredName = entry.getValue(); if (registeredName.equals(name)) { String registeredAlias = entry.getKey(); if (registeredAlias.equals(alias) || hasAlias(registeredAlias, alias)) { return true; } } } return false; }

  • 如果 name、alias 分别为 1 和 3 ，则构成 （1,3） 的映射。加入，此时集合中存在（A,1）、（3,A） 的映射，意味着出现循环指向的情况，则抛出 IllegalStateException 异常。

3. 小结

到这里 BeanDefinition 基于 beanName 和 alias 的维度，都已经注入到缓存中，下一步则是等待初始化使用了。我们，后续的文章，继续搞起来。

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