基于Xml 的 IOC 容器的初始化(二)加载 (下)

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以下是基于基于Xml 的 IOC 容器的初始化加载 (下), IOC 容器的初始化加载 (中)请看上篇 基于Xml 的 IOC 容器的初始化(二)加载 (中)

12、载入<bean>元素

Bean 配置信息中的和元素解析在 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中已 经完成,对 Bean 配置信息中使用最多的元素交由 BeanDefinitionParserDelegate 来解析, 其解析实现的源码如下:

public class BeanDefinitionParserDelegate {
    
    //解析<Bean>元素的入口
	@Nullable
	public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele) {
		return parseBeanDefinitionElement(ele, null);
	}
    
    //解析Bean定义资源文件中的<Bean>元素,这个方法中主要处理<Bean>元素的id,name和别名属性
	@Nullable
	public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
		//获取<Bean>元素中的id属性值
		String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
		//获取<Bean>元素中的name属性值
		String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);

		//获取<Bean>元素中的alias属性值
		List<String> aliases = new ArrayList<>();

		//将<Bean>元素中的所有name属性值存放到别名中
		if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) {
			String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
			aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr));
		}

		String beanName = id;
		//如果<Bean>元素中没有配置id属性时,将别名中的第一个值赋值给beanName
		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");
			}
		}

		//检查<Bean>元素所配置的id或者name的唯一性,containingBean标识<Bean>
		//元素中是否包含子<Bean>元素
		if (containingBean == null) {
			//检查<Bean>元素所配置的id、name或者别名是否重复
			checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele);
		}

		//详细对<Bean>元素中配置的Bean定义进行解析的地方
		AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean);
		if (beanDefinition != null) {
			if (!StringUtils.hasText(beanName)) {
				try {
					if (containingBean != null) {
						//如果<Bean>元素中没有配置id、别名或者name,且没有包含子元素
						//<Bean>元素,为解析的Bean生成一个唯一beanName并注册
						beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName(
								beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true);
					}
					else {
						//如果<Bean>元素中没有配置id、别名或者name,且包含了子元素
						//<Bean>元素,为解析的Bean使用别名向IOC容器注册
						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.
						//为解析的Bean使用别名注册时,为了向后兼容
						//Spring1.2/2.0,给别名添加类名后缀
						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);
		}
		//当解析出错时,返回null
		return null;
	}
    
    //检查<Bean>元素所配置的id、name或者别名是否重复
    protected void checkNameUniqueness(String beanName, List<String> aliases, Element beanElement) {
		String foundName = null;

		if (StringUtils.hasText(beanName) && this.usedNames.contains(beanName)) {
			foundName = beanName;
		}
		if (foundName == null) {
			foundName = CollectionUtils.findFirstMatch(this.usedNames, aliases);
		}
		if (foundName != null) {
			error("Bean name '" + foundName + "' is already used in this <beans> element", beanElement);
		}

		this.usedNames.add(beanName);
		this.usedNames.addAll(aliases);
	}
    
    //详细对<Bean>元素中配置的Bean定义其他属性进行解析
	//由于上面的方法中已经对Bean的id、name和别名等属性进行了处理
	//该方法中主要处理除这三个以外的其他属性数据
	@Nullable
	public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
			Element ele, String beanName, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
		//记录解析的<Bean>
		this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));

		//这里只读取<Bean>元素中配置的class名字,然后载入到BeanDefinition中去
		//只是记录配置的class名字,不做实例化,对象的实例化在依赖注入时完成
		String className = null;

		//如果<Bean>元素中配置了parent属性,则获取parent属性的值
		if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
			className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
		}
		String parent = null;
		if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
			parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
		}

		try {
			//根据<Bean>元素配置的class名称和parent属性值创建BeanDefinition
			//为载入Bean定义信息做准备
			AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);

			//对当前的<Bean>元素中配置的一些属性进行解析和设置,如配置的单态(singleton)属性等
			parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
			//为<Bean>元素解析的Bean设置description信息
			bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));

			//对<Bean>元素的meta(元信息)属性解析
			parseMetaElements(ele, bd);
			//对<Bean>元素的lookup-method属性解析
			parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
			//对<Bean>元素的replaced-method属性解析
			parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());

			//解析<Bean>元素的构造方法设置
			parseConstructorArgElements(ele, bd);
			//解析<Bean>元素的<property>设置
			parsePropertyElements(ele, bd);
			//解析<Bean>元素的qualifier属性
			parseQualifierElements(ele, bd);

			//为当前解析的Bean设置所需的资源和依赖对象
			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();
		}

		//解析<Bean>元素出错时,返回null
		return null;
	}
    
}

只要使用过 Spring,对 Spring 配置文件比较熟悉的人,通过对上述源码的分析,就会明白我们在 Spring 配置文件中元素的中配置的属性就是通过该方法解析和设置到 Bean 中去的。

注意:在解析元素过程中没有创建和实例化 Bean 对象,只是创建了 Bean 对象的定义类 BeanDefinition,将元素中的配置信息设置到 BeanDefinition 中作为记录,当依赖注入时才 使用这些记录信息创建和实例化具体的 Bean 对象。

上面方法中一些对一些配置如元信息(meta)、qualifier 等的解析,我们在 Spring 中配置时使用的也不 多,我们在使用 Spring 的元素时,配置最多的是属性,因此我们下面继续分析源 码,了解 Bean 的属性在解析时是如何设置的。

13、载入<property>元素

BeanDefinitionParserDelegate 在解析调用 parsePropertyElements()方法解析元 素中的属性子元素,解析源码如下:

public class BeanDefinitionParserDelegate {
    
    //解析<Bean>元素中的<property>子元素
    public void parsePropertyElements(Element beanEle, BeanDefinition bd) {
       //获取<Bean>元素中所有的子元素
       NodeList nl = beanEle.getChildNodes();
       for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
          Node node = nl.item(i);
          //如果子元素是<property>子元素,则调用解析<property>子元素方法解析
           //PROPERTY_ELEMENT = property
          if (isCandidateElement(node) && nodeNameEquals(node, PROPERTY_ELEMENT)) {
             parsePropertyElement((Element) node, bd);
          }
       }
    }

	//解析<property>元素
	public void parsePropertyElement(Element ele, BeanDefinition bd) {
		//获取<property>元素的名字
		String propertyName = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
		if (!StringUtils.hasLength(propertyName)) {
			error("Tag 'property' must have a 'name' attribute", ele);
			return;
		}
        //记录解析
		this.parseState.push(new PropertyEntry(propertyName));
		try {
			//如果一个Bean中已经有同名的property存在,则不进行解析,直接返回。
			//即如果在同一个Bean中配置同名的property,则只有第一个起作用
			if (bd.getPropertyValues().contains(propertyName)) {
				error("Multiple 'property' definitions for property '" + propertyName + "'", ele);
				return;
			}
			//解析获取property的值
			Object val = parsePropertyValue(ele, bd, propertyName);
			//根据property的名字和值创建property实例
			PropertyValue pv = new PropertyValue(propertyName, val);
			//解析<property>元素中的属性
			parseMetaElements(ele, pv);
			pv.setSource(extractSource(ele));
			bd.getPropertyValues().addPropertyValue(pv);
		}
		finally {
			this.parseState.pop();
		}
	}
    
    //解析获取property值
	@Nullable
	public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, @Nullable String propertyName) {
		String elementName = (propertyName != null) ?
						"<property> element for property '" + propertyName + "'" :
						"<constructor-arg> element";

		// Should only have one child element: ref, value, list, etc.
		//获取<property>的所有子元素,只能是其中一种类型:ref,value,list,etc等
		NodeList nl = ele.getChildNodes();
		Element subElement = null;
		for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
			Node node = nl.item(i);
			//子元素不是description和meta属性
			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 {
					//当前<property>元素包含有子元素
					subElement = (Element) node;
				}
			}
		}

		//判断property的属性值是ref还是value,不允许既是ref又是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);
		}

		//如果属性是ref,创建一个ref的数据对象RuntimeBeanReference
		//这个对象封装了ref信息
		if (hasRefAttribute) {
			String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
			if (!StringUtils.hasText(refName)) {
				error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
			}
			//一个指向运行时所依赖对象的引用
			RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
			//设置这个ref的数据对象是被当前的property对象所引用
			ref.setSource(extractSource(ele));
			return ref;
		}
		//如果属性是value,创建一个value的数据对象TypedStringValue
		//这个对象封装了value信息
		else if (hasValueAttribute) {
			//一个持有String类型值的对象
			TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
			//设置这个value数据对象是被当前的property对象所引用
			valueHolder.setSource(extractSource(ele));
			return valueHolder;
		}
		//如果当前<property>元素还有子元素
		else if (subElement != null) {
			//解析<property>的子元素
			return parsePropertySubElement(subElement, bd);
		}
		else {
			// Neither child element nor "ref" or "value" attribute found.
			//propery属性中既不是ref,也不是value属性,解析出错返回null
			error(elementName + " must specify a ref or value", ele);
			return null;
		}
	}
    
}

通过对上述源码的分析,我们可以了解在 Spring 配置文件中,元素中元素的相关 配置是如何处理的:

  1. ref 被封装为指向依赖对象一个引用。
  2. value 配置都会封装成一个字符串类型的对象。
  3. ref 和 value 都通过“解析的数据类型属性值.setSource(extractSource(ele));”方法将属性值/引用 与所引用的属性关联起来。

在方法的最后对于元素的子元素通过 parsePropertySubElement ()方法解析,我们继续分 析该方法的源码,了解其解析过程。

14、载入<property>的子元素

在 BeanDefinitionParserDelegate 类中的 parsePropertySubElement()方法对中的子元 素解析,源码如下:

public class BeanDefinitionParserDelegate {
    //解析<property>元素中ref,value或者集合等子元素
	@Nullable
	public Object parsePropertySubElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition bd, @Nullable String defaultValueType) {
		//如果<property>没有使用Spring默认的命名空间,则使用用户自定义的规则解析内嵌元素
		if (!isDefaultNamespace(ele)) {
			return parseNestedCustomElement(ele, bd);
		}
		//如果子元素是bean,则使用解析<Bean>元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
			BeanDefinitionHolder nestedBd = parseBeanDefinitionElement(ele, bd);
			if (nestedBd != null) {
				nestedBd = decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, nestedBd, bd);
			}
			return nestedBd;
		}
		//如果子元素是ref,ref中只能有以下3个属性:bean、local、parent
		else if (nodeNameEquals(ele, REF_ELEMENT)) {
			// A generic reference to any name of any bean.
			//可以不再同一个Spring配置文件中,具体请参考Spring对ref的配置规则
			String refName = ele.getAttribute(BEAN_REF_ATTRIBUTE);
			boolean toParent = false;
			if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
				// A reference to the id of another bean in a parent context.
				//获取<property>元素中parent属性值,引用父级容器中的Bean
				refName = ele.getAttribute(PARENT_REF_ATTRIBUTE);
				toParent = true;
				if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
					error("'bean' or 'parent' is required for <ref> element", ele);
					return null;
				}
			}
			if (!StringUtils.hasText(refName)) {
				error("<ref> element contains empty target attribute", ele);
				return null;
			}
			//创建ref类型数据,指向被引用的对象
			RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName, toParent);
			//设置引用类型值是被当前子元素所引用
			ref.setSource(extractSource(ele));
			return ref;
		}
		//如果子元素是<idref>,使用解析ref元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, IDREF_ELEMENT)) {
			return parseIdRefElement(ele);
		}
		//如果子元素是<value>,使用解析value元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, VALUE_ELEMENT)) {
			return parseValueElement(ele, defaultValueType);
		}
		//如果子元素是null,为<property>设置一个封装null值的字符串数据
		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;
		}
		//如果子元素是<array>,使用解析array集合子元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, ARRAY_ELEMENT)) {
			return parseArrayElement(ele, bd);
		}
		//如果子元素是<list>,使用解析list集合子元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, LIST_ELEMENT)) {
			return parseListElement(ele, bd);
		}
		//如果子元素是<set>,使用解析set集合子元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, SET_ELEMENT)) {
			return parseSetElement(ele, bd);
		}
		//如果子元素是<map>,使用解析map集合子元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, MAP_ELEMENT)) {
			return parseMapElement(ele, bd);
		}
		//如果子元素是<props>,使用解析props集合子元素的方法解析
		else if (nodeNameEquals(ele, PROPS_ELEMENT)) {
			return parsePropsElement(ele);
		}
		//既不是ref,又不是value,也不是集合,则子元素配置错误,返回null
		else {
			error("Unknown property sub-element: [" + ele.getNodeName() + "]", ele);
			return null;
		}
	}
}

通过上述源码分析,我们明白了在 Spring 配置文件中,对元素中配置的 array、list、set、 map、prop 等各种集合子元素的都通过上述方法解析,生成对应的数据对象,比如 ManagedList、 ManagedArray、ManagedSet 等

这些 Managed 类是 Spring 对象 BeanDefiniton 的数据封装,对 集合数据类型的具体解析有各自的解析方法实现,解析方法的命名非常规范,一目了然,我们对 集合元素的解析方法进行源码分析,了解其实现过程。

15、载入<list>的子元素

在 BeanDefinitionParserDelegate 类中的 parseListElement()方法就是具体实现解析元 素中的集合子元素,源码如下:

public class BeanDefinitionParserDelegate {
    
    //解析<list>集合子元素
	public List<Object> parseListElement(Element collectionEle, @Nullable BeanDefinition bd) {
		//获取<list>元素中的value-type属性,即获取集合元素的数据类型
		String defaultElementType = collectionEle.getAttribute(VALUE_TYPE_ATTRIBUTE);
		//获取<list>集合元素中的所有子节点
		NodeList nl = collectionEle.getChildNodes();
		//Spring中将List封装为ManagedList
		ManagedList<Object> target = new ManagedList<>(nl.getLength());
		target.setSource(extractSource(collectionEle));
		//设置集合目标数据类型
		target.setElementTypeName(defaultElementType);
		target.setMergeEnabled(parseMergeAttribute(collectionEle));
		//具体的<list>元素解析
		parseCollectionElements(nl, target, bd, defaultElementType);
		return target;
	}
    
    //具体解析<list>集合元素,<array>、<list>和<set>都使用该方法解析
	protected void parseCollectionElements(
			NodeList elementNodes, Collection<Object> target, @Nullable BeanDefinition bd, String defaultElementType) {
		//遍历集合所有节点
		for (int i = 0; i < elementNodes.getLength(); i++) {
			Node node = elementNodes.item(i);
			//节点不是description节点
			if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT)) {
				//将解析的元素加入集合中,递归调用下一个子元素
				target.add(parsePropertySubElement((Element) node, bd, defaultElementType));
			}
		}
	}
    
}

经过对 Spring Bean 配置信息转换的 Document 对象中的元素层层解析,Spring IOC 现在已经将 XML 形式定义的 Bean 配置信息转换为 Spring IOC 所识别的数据结构——BeanDefinition,它是 Bean 配 置信息中配置的 POJO 对象在 Spring IOC 容器中的映射,我们可以通过 AbstractBeanDefinition 为 入口,看到了 IOC 容器进行索引、查询和操作。

通过 Spring IOC 容器对 Bean 配置资源的解析后,IOC 容器大致完成了管理 Bean 对象的准备工作, 即初始化过程,但是最为重要的依赖注入还没有发生,现在在 IOC 容器中 BeanDefinition 存储的只是 一些静态信息,接下来需要向容器注册 Bean 定义信息才能全部完成 IOC 容器的初始化过程。

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