【Spring Framework 深入】—— IoC容器初始化 -> Bean定義資源的Resource定位
基本概念
ApplicationContext 繼承體系
本文主要關注ApplicationContext的繼承體系,至於BeanFactory的分支,以後再研究。
BeanFactory or ApplicationContext?
BeanFactory和ApplicationContext都是實現IoC容器的基礎介面。Application是BeanFactory的子介面,包含了BeanFactory的功能,同時增加了對Transactions和AOP的支援。所以官方更推薦開發者使用ApplicationContext及其子類實現IoC容器。特別地,Spring在實現時,大量使用ApplicationContext實現BeanPostProcessor extension point。
官方文件有如下闡述:
The BeanFactory provides the underlying basis for Spring’s IoC functionality but it is only used directly in integration with other third-party frameworks and is now largely historical in nature for most users of Spring.
只有在與第三方框架整合時,才推薦使用BeanFactory。
org.springframework.context.Interface ApplicationContext
All Superinterfaces:(繼承介面)
ApplicationEventPublisher, BeanFactory, EnvironmentCapable, HierarchicalBeanFactory, ListableBeanFactory, MessageSource, ResourceLoader, ResourcePatternResolver
ApplicationContext實現了上述介面,豐富了基本IoC容器(BeanFactory)的行為,可以說是一個高階的IoC容器。
從ApplicationContext介面的實現,我們看出其特點:
1. 支援資訊源,可以實現國際化。(實現MessageSource介面)
2. 訪問資源。(實現ResourcePatternResolver介面)
3. 支援應用事件。(實現ApplicationEventPublisher介面)
它的常用具體類有ClasspathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext,Web 專案方面有XmlWebApplicationContext。
IoC容器的初始化
IoC容器的初始化主要包括BeanDefinition的Resource定位、載入解析和註冊這三個基本的過程。我們以ApplicationContext為例講解。由於篇幅過大,這篇文章先詳細講解Resource定位。
建立:
ApplicationContext =new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);
建構函式:分3步,分別是呼叫父類建構函式、setConfigLocations和refresh
public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
1.super(parent)的作用是為容器設定Bean資源載入器,通過debug,可知實際是由其父類AbstractApplicationContext 完成設定。注意,從這裡可以看到AbstractApplicationContext 繼承了DefaultResourceLoader,所以實際上它自身也作為資源載入器。
AbstractApplicationContext.java
public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext, DisposableBean
public AbstractApplicationContext(ApplicationContext parent) {
this();
setParent(parent);
}
public AbstractApplicationContext() {
this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}
protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}
2.接下來,setConfigLocations(configLocations)的作用是設定Bean定義資原始檔的路徑,實際是由其父類AbstractRefreshableConfigApplicationContext完成設定
AbstractRefreshableConfigApplicationContext.java
public abstract class AbstractRefreshableConfigApplicationContext extends AbstractRefreshableApplicationContext
implements BeanNameAware, InitializingBean
//從這裡可以看到配置Bean定義資原始檔可以使用兩種方式,字串和字串陣列
//字串會以,; /t/n這些分隔符分割
//location="a.xml,b.xml,..."
public void setConfigLocation(String location) {
//String CONFIG_LOCATION_DELIMITERS = ",; /t/n";
//即多個資原始檔路徑之間用” ,; /t/n”分隔,解析成陣列形式
setConfigLocations(StringUtils.tokenizeToStringArray(location, CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
}
//location=new String[]{“a.xml”,”b.xml”,……}
public void setConfigLocations(String... locations) {
if (locations != null) {
Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
this.configLocations = new String[locations.length];
for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
// resolvePath為同一個類中將字串解析為路徑的方法
this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
}
}
else {
this.configLocations = null;
}
}
3.接下來是開始進行Bean定義資原始檔載入,由AbstractApplicationContext的refresh函式完成。
refresh函式是一個模板方法,執行多個方法,而且提供了各(protected)方法的(預設)實現,其子類可以重寫它們
模板方法模式:在一個方法中定義一個演算法的骨架,而將一些步驟延遲到子類中。模板方法使得子類(使用protected方法)可以在不改變演算法結構的情況下,重新定義演算法中的某些步驟。
refresh函式中呼叫了多個方法,這裡先不詳細講解每一個方法,可以先通過英文註釋大概瞭解各方法的作用。
AbstractApplicationContext.java
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}
refresh()核心呼叫方法1:obtainFreshBeanFactory函式呼叫,完成了容器初始化的最重要最基礎的功能,Bean定義資源的Resource定位、載入解析和註冊。
AbstractApplicationContext.java
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
refreshBeanFactory();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
}
return beanFactory;
}
protected abstract void refreshBeanFactory() throws BeansException, IllegalStateException;
public abstract ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() throws IllegalStateException;
這裡使用了委派設計模式,obtainFreshBeanFactory中呼叫了兩個抽象方法,定義了obtainFreshBeanFactory的演算法骨架,實際的行為交給其子類(AbstractRefreshableApplicationContext)實現
AbstractRefreshableApplicationContext.java
@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
//如果已經有容器,銷燬容器中的bean,關閉容器,以保證在refresh之後使用的是新建立起來的IoC容器
if (hasBeanFactory()) {
destroyBeans();
closeBeanFactory();
}
try {
//建立IoC容器
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
//對IoC容器進行定製化,如設定啟動引數,開啟註解的自動裝配等
beanFactory.setSerializationId(getId());
customizeBeanFactory(beanFactory);
//呼叫載入Bean定義的方法,這裡又使用了委派模式,在當前類中只定義了抽象的loadBeanDefinitions方法,具體的實現呼叫子類容器
loadBeanDefinitions(beanFactory);
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
this.beanFactory = beanFactory;
}
}
catch (IOException ex) {
throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
}
}
在這個方法中,先判斷BeanFactory是否存在,如果存在則先銷燬beans並關閉beanFactory,接著建立DefaultListableBeanFactory,並呼叫loadBeanDefinitions(beanFactory)裝載bean
使用了委派模式,在當前類中只定義了抽象的loadBeanDefinitions方法,具體的實現呼叫子類容器(AbstractXmlApplicationContext)
AbstractXmlApplicationContext.java
@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
//建立XmlBeanDefinitionReader,即建立Bean讀取器,並通過回撥設定到容器中去,容器使用該讀取器讀取Bean定義資源
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
// Configure the bean definition reader with this context's
// resource loading environment.
beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
//為Bean讀取器設定資源載入器,
//AbstractXmlApplicationContext的祖先父類AbstractApplicationContext繼承DefaultResourceLoader,
//因此,容器本身也是一個資源載入器
//所以,這個資源載入器由始至終都是容器自身
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.
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
呼叫了另一個過載函式loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader),委託給了XmlBeanDefinitionReader
AbstractXmlApplicationContext.java
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
//獲取Bean定義資源的定位
Resource[] configResources = getConfigResources();
if (configResources != null) {
reader.loadBeanDefinitions(configResources);
}
//如果configResources為空,則獲取FileSystemXmlApplicationContext構造方法中setConfigLocations方法設定的資源
String[] configLocations = getConfigLocations();
if (configLocations != null) {
//XmlBeanDefinitionReader呼叫其父類AbstractBeanDefinitionReader讀取定位的Bean定義資源
reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
}
}
這裡也使用了委託模式,呼叫子類的獲取Bean定義資源定位的方法(getConfigResources()),該方法在ClassPathXmlApplicationContext中實現,FileSystemXmlApplicationContext預設返回null。
由於FileSystemXmlApplicationContext的getConfigResources返回null,因此程式執行configLocations分支,呼叫XmlBeanDefinitionReader的父類AbstractBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(String… locations)方法
AbstractBeanDefinitionReader.java
@Override
public int loadBeanDefinitions(String... locations) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(locations, "Location array must not be null");
int counter = 0;
for (String location : locations) {
counter += loadBeanDefinitions(location);
}
return counter;
}
對每一個location呼叫loadBeanDefinitions,其抽象父類AbstractBeanDefinitionReader定義了方法骨架
AbstractBeanDefinitionReader.java
public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
//1.獲取在IoC容器初始化過程中設定的資源載入器,呼叫
ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
if (resourceLoader == null) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
}
if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
// Resource pattern matching available.
try {
//2.將指定位置的Bean定義資原始檔解析為Spring IoC容器封裝的資源(Resource)
Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
//3.委派呼叫其子類XmlBeanDefinitionReader的方法,載入Resource
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 {
// Can only load single resources by absolute URL.
//和上面步驟2一樣,獲得Resource。實際呼叫的是DefaultResourceLoader中的getSource()方法定位Resource
Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
if (actualResources != null) {
actualResources.add(resource);
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]");
}
return loadCount;
}
}
FileSystemXmlApplicationContext本身就是DefaultResourceLoader的實現類
意思是,AbstractBeanDefinitionReader中ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
得到的是FileSystemXmlApplicationContext(AbstractApplicationContext)。
還記得在AbstractXmlApplicationContext中beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
為Bean讀取器設定的資源載入器,正是AbstractApplicationContext,因為繼承了DefaultResourceLoader,因此容器本身也是一個資源載入器
將指定位置的Bean定義資原始檔解析為IoC容器封裝的資源(Resource)的語句
Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
or
Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
資源載入器獲取要讀入的資源(Resource)
實際上,呼叫了DefaultResourceLoader的getResource方法獲取Resource。
DefaultResourceLoader
@Override
public Resource getResource(String location) {
Assert.notNull(location, "Location must not be null");
if (location.startsWith("/")) {
return getResourceByPath(location);
}
//如果是類路徑的方式,那需要使用ClassPathResource 來得到bean 檔案的資源物件
else if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader());
}
else {
try {
// Try to parse the location as a URL...
URL url = new URL(location);
return new UrlResource(url);
}
catch (MalformedURLException ex) {
// No URL -> resolve as resource path.
return getResourceByPath(location);
}
}
}
至此,完成了Bean定義資源的Resource定位
總結一下從建立容器之後各個父類方法呼叫,不然就有點懵逼了!
接下來,開始Bean定義資源(已封裝成Resource)的載入解析
回到XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法
XmlBeanDefinitionReader.java
@Override
public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
//將讀入的XML資源進行特殊編碼處理
return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
}
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!");
}
try {
InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
try {
InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
if (encodedResource.getEncoding() != null) {
inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
}
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();
}
}
}
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