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【世界聚看点】【Spring源码】- 01 Spring IoC容器启动之this方法

2023-03-28 18:26:29 来源：腾讯云

开始案例

1、定义两个Service Bean

(相关资料图)

package org.source.ioc.basic.demo02;public class TestService01 {}

import org.springframework.stereotype.Component;@Componentpublic class TestService02 {}

package org.source.ioc.basic.demo02;public class TestService03 {}

2、定义Configuration

package org.source.ioc.basic.demo02;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.context.annotation.Import;@Configuration@ComponentScan(basePackageClasses = {TestConfig.class})@Import(TestService03.class)public class TestConfig { @Bean public TestService01 testService01(){  return new TestService01(); }}

3、测试代码

public class MainDemo { @Test public void test01(){  AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);  Arrays.stream(context.getBeanDefinitionNames()).forEach(System.out::println);  //Arrays.stream(context.getBeanDefinitionNames()).forEach(x -> System.out.println(x+"->"+context.getBean(x))); }}

输出结果：

org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessororg.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessororg.springframework.context.annotation.internalCommonAnnotationProcessororg.springframework.context.event.internalEventListenerProcessororg.springframework.context.event.internalEventListenerFactorytestConfigtestService02org.source.ioc.basic.demo02.TestService03testService01

通过上面的输出结果可以看出，三个TestService都被纳入了Spring IoC容器中，但却是通过三种不同方式实现的，@ComponentScan、@Import和@Bean，从输入结果来看，IoC容器中除了自定义的类外，还有几个非我们自定义的Bean，它们又是从哪里引入的、引入进来又有什么用呢？下面我们就通过源码方式分析下IoC的启动流程，看看IoC容器启动的背后到底隐藏了哪些玄机。

Reader

new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class)这一句测试代码就可以驱动IoC启动，非常的简单，下面我们就来研究下隐藏在这一句代码的背后Spring到底做了哪些工作。

public AnnotationConfigApplicationContext(Class... componentClasses) { this(); register(componentClasses); refresh();}

这个构造方法代码非常简单，主要逻辑封装在三个方法中，首先我们来看下this()这个方法。

public AnnotationConfigApplicationContext() { this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this); this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);}

AnnotatedBeanDefinitionReader和ClassPathBeanDefinitionScanner是Spring中两个非常重要的类。

首先，我们来看下AnnotatedBeanDefinitionReader这个类，@Configuration、@Import、@Autowired、@Bean等等这些Spring中常用注解可以很神奇的为我们实现各种功能，注解本身是没有任何意义的，核心在于隐藏在这些注解背后的处理逻辑，AnnotatedBeanDefinitionReader就是这个隐藏在注解背后的处理逻辑，可以实现对Spring中常用注解的解析处理。

public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) { Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null"); Assert.notNull(environment, "Environment must not be null"); this.registry = registry; //条件比较器，用于处理@Condition注解 this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null); AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);}

AnnotatedBeanDefinitionReader构造方法中最关键的是在最后一句代码，其源码核心见下：

public static Set registerAnnotationConfigProcessors(   BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {        ...//省略  Set beanDefs = new LinkedHashSet<>(8);  if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));  }  if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));  }  if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));  }  if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition();   try {    def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME,      AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader()));   }   catch (ClassNotFoundException ex) {    throw new IllegalStateException(      "Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex);   }   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));  }  if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));  }  if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {   RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);   def.setSource(source);   beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));  }  return beanDefs; }

其逻辑很简单，就是向IoC中注册一个BeanFactoryPostProcessor和5个BeanPostProcessor，Spring就是通过这些PostProcessor扩展点实现对各种注解的解析、处理，让开发只需要简单的几个注解就可以实现很多复杂功能，屏蔽了注解背后处理的复杂逻辑，这也是目前Spring开发趋势：注解驱动开发。

这几个PostProcessor大致作用：

ConfigurationClassPostProcessor：完成@Configuration、@Import、@ComponentScan、@Component、@Bean等注解支持，该类主要完成完成BeanDefinition的采集工作，就是解析各种注解，把需要纳入Spring管理的Bean都采集到一起生成BeanDefinition存储起来，供后续生成对象提供所需的材料；AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:完成@Autowired、@Value注解支持，实现Spring中依赖注入的核心逻辑；CommonAnnotationBeanPostProcessor：支持JSR-250的一些注解，如：@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy等；PersistenceAnnotationBeanPostProcessor：支持JPA中相关注解的支持；EventListenerMethodProcessor和DefaultEventListenerFactory：这两个类主要完成对Spring4.2之后引入的@EventListener等事件注解支持；

上面六个PostProcessor中，最重要的是前两个，一个负责完成从各个地方把需要纳入IoC管理的Bean都收集到一起；另一个则完成对这些收集的Bean进行依赖注入。Spring IoC基本工作就是管理Bean以及依赖注入，所以IoC启动流程分析中，这两个类占有很大的比重。

Scanner

下面再来看下另一个非常重要的类：ClassPathBeanDefinitionScanner。

Spring项目中配置或@ComponentScan(basePackages="a.b.c")，这背后的工作就是靠ClassPathBeanDefinitionScanner完成，其主要就是完成对指定包路径下的Bean进行扫描，把含有特定注解的Bean生成BeanDefinition注册到IoC容器中。

下面通过一个Demo了解下ClassPathBeanDefinitionScanner基本使用：

@Testpublic void classPathBeanDefinitionScannerTest(){ String BASE_PACKAGE = "org.source.ioc.basic.demo02.scanner"; //1.创建一个IoC容器，用于装载ClassPathBeanDefinitionScanner扫描出的BeanDefinition SimpleBeanDefinitionRegistry registry= new SimpleBeanDefinitionRegistry(); /** * 2.创建一个Scanner扫描器，useDefaultFilters：是否使用默认过滤器，默认该值为true， * 即会把@Component注解的Bean都扫描出来，这里我们不需要这个功能，只需要扫描我们自定义注解的Bean */ ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(registry, false); //3.这里注册一个注解类型过滤器，完成对自定义注解Bean过滤 scanner.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(MyComponent.class)); /** * 4.是否向IoC中注册用于用于处理核心注解的6个PostProcessor，默认true * AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry) */ scanner.setIncludeAnnotationConfig(false); //5.上面工作都准备完成，调用scan(String... basePackages)即可对指定的包路径下的Bean扫描过滤，返回值是扫描出的Bean数量 int beanCount = scanner.scan(BASE_PACKAGE); //6.scan()方法会把符合要求的Bean生成BeanDefinition并注册到IoC容器中，我们就可以从IoC容器中获取到这些BeanDefinition String[] beanDefinitionNames = registry.getBeanDefinitionNames(); System.out.println("bean count:"+beanCount); Arrays.stream(beanDefinitionNames).forEach(System.out::println);}

上面案例就可以完成扫描org.source.ioc.basic.demo02.scanner包下的所有Bean，将含有@MyComponent注解的Bean生成对应的BeanDefinition，并注册到IoC容器中。

ClassPathBeanDefinitionScanner是Spring中非常重要的一个类，决定了哪些类需要被纳入IoC容器。我们可以继承ClassPathBeanDefinitionScanner实现框架定制化功能，比如MyBatis的Mapper扫描就是一个典型应用案例，MyBatis的MapperScannerConfigurer的内部就使用到一个ClassPathBeanDefinitionScanner的子类，实现将Mapper接口文件注入到IoC容器中。

public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) { if (this.processPropertyPlaceHolders) {      processPropertyPlaceHolders();    }    ClassPathMapperScanner scanner = new ClassPathMapperScanner(registry);    scanner.setAddToConfig(this.addToConfig);    scanner.setAnnotationClass(this.annotationClass);    scanner.setMarkerInterface(this.markerInterface);    scanner.setSqlSessionFactory(this.sqlSessionFactory);    scanner.setSqlSessionTemplate(this.sqlSessionTemplate);    scanner.setSqlSessionFactoryBeanName(this.sqlSessionFactoryBeanName);    scanner.setSqlSessionTemplateBeanName(this.sqlSessionTemplateBeanName);    scanner.setResourceLoader(this.applicationContext);    scanner.setBeanNameGenerator(this.nameGenerator);    scanner.setMapperFactoryBeanClass(this.mapperFactoryBeanClass);    if (StringUtils.hasText(lazyInitialization)) {      scanner.setLazyInitialization(Boolean.valueOf(lazyInitialization));    }    scanner.registerFilters();    scanner.scan(        StringUtils.tokenizeToStringArray(this.basePackage, ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));}

ClassPathMapperScanner继承ClassPathBeanDefinitionScanner，完成@MapperScan注解支持，将特定的Mapper类生成BeanDefinition注册到IoC容器中，这样我们才能通过@Autowired依赖注入Service类中。

MyBatis的Mapper类是一个接口，而依赖注入获取到的是一个对象，这是如何做到的？这里主要运用了动态代理功能，具体可以参见后续MyBatis Mapper实现原理分析。

注意：AnnotationConfigApplicationContext中定义的：this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);，这个其实一般情况下是没有使用的，只有手工调用AnnotationConfigApplicationContext#scan()才会使用到scanner。大部分Bean的采集工作是AnnotatedBeanDefinitionReader中向IoC注册的ConfigurationClassPostProcessor这个BeanFactory后置处理器完成的，它在处理@ComponentScan注解时会重新创建一个ClassPathBeanDefinitionScanner实例，而不是使用AnnotationConfigApplicationContext.scanner这个，这里要特别注意下，避免修改却发现没有起作用的尴尬。