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20180415-Spring核心IOC容器及依赖注入原理
ClassPathXmlApplicationContext
java
//存储注册信息的BeanDefinition
// 传说已久的 IOC 容器
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256); //存储注册信息的BeanDefinition
// 传说已久的 IOC 容器
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);java
public ClassPathXmlApplicationContext(
String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
// 就是我们资源
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
// 初始化最核心的方法，就是 refresh()
// 把所有的 Bean 重新构造一遍
// 七分猜测、三分验证
refresh();
}
}public ClassPathXmlApplicationContext(
String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
// 就是我们资源
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
// 初始化最核心的方法，就是 refresh()
// 把所有的 Bean 重新构造一遍
// 七分猜测、三分验证
refresh();
}
}refresh() 是为了确保我们的类只会加载一次。只会被调用一次，只会是一个单例。
导致IOC容器初始化失败：
- 加载配置文件出错的时候
- 解析类出错的时候
- 初始化抛出不可预知异常的时候
java
// Destroy already created singletons to avoid dangling resoutces
// 销毁已经创建的Bean
destroyBeans();
// Reset 'active' flag
// 取消 regresh 操作，重置容器的同步标识
concelRefresh(ex);// Destroy already created singletons to avoid dangling resoutces
// 销毁已经创建的Bean
destroyBeans();
// Reset 'active' flag
// 取消 regresh 操作，重置容器的同步标识
concelRefresh(ex);只要有错，已经加载好的类都会销毁。
定位：资源配置import、classpath、url
加载：解析配置文件，把bean包装成BeanDefinition对象
注册：把已经初始化的BeanDefinition对象放到IOC容器之中
Spring 中的队形，默认是单例的 ，scope single
Spring 中的对象 init-lazy 默认是 false，init-lazy = true 的话，就会在调用你这个类的时候采取调用 getBean()
依赖注入
AbstractBeanFactory
java
//获取IOC容器中指定名称的Bean
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, null, null, false);
}
//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子类和父类的定义
return createBean(beanName, mbd, args);//获取IOC容器中指定名称的Bean
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, null, null, false);
}
//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子类和父类的定义
return createBean(beanName, mbd, args);createBean 根据 BeanDefinition 中存储的信息，去创建原始的 Bean。
AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean() 真正创建 Bean 的方法。
AbstractAutowireCapableBeanFactory
java
//使用默认的无参构造方法实例化Bean对象
protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) {//使用默认的无参构造方法实例化Bean对象
protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) {BeanDefinition 相当于保存在内存中的配置文件，保存了所有的跟类属性有关的信息。依赖注入就是把这个信息读出来，利用反射机制，或者代理机制创建对象，新创建的对象，不会放入到我们印象中的 IOC 容器中，它存入到另外一个 cache 容器中。
一个 Bean 就对应一个 BeanDefinition
Wrapper 是对原生对象的包装，通过构造方法存储原始对象，放入 cache 的知识 wrapper 。
减少代码侵入，能够在原声的基础之上，再进行扩展，监听器，回调函数，标记信息。
Spring 中的 Bean 什么时候销毁的，你一开始是什么的，它不会去改变。
IOC 加载过程
AbstractBeanFactory.doGetBean()
java
//真正实现向IOC容器获取Bean的功能，也是触发依赖注入功能的地方
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
//根据指定的名称获取被管理Bean的名称，剥离指定名称中对容器的相关依赖
//如果指定的是别名，将别名转换为规范的Bean名称
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
//先从缓存中取是否已经有被创建过的单态类型的Bean
//对于单例模式的Bean整个IOC容器中只创建一次，不需要重复创建
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
//IOC容器创建单例模式Bean实例对象
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
//如果指定名称的Bean在容器中已有单例模式的Bean被创建
//直接返回已经创建的Bean
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
//获取给定Bean的实例对象，主要是完成FactoryBean的相关处理
//注意：BeanFactory是管理容器中Bean的工厂，而FactoryBean是
//创建创建对象的工厂Bean，两者之间有区别
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
//缓存没有正在创建的单例模式Bean
//缓存中已经有已经创建的原型模式Bean
//但是由于循环引用的问题导致实例化对象失败
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
//对IOC容器中是否存在指定名称的BeanDefinition进行检查，首先检查是否
//能在当前的BeanFactory中获取的所需要的Bean，如果不能则委托当前容器
//的父级容器去查找，如果还是找不到则沿着容器的继承体系向父级容器查找
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
//当前容器的父级容器存在，且当前容器中不存在指定名称的Bean
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
//解析指定Bean名称的原始名称
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
//委派父级容器根据指定名称和显式的参数查找
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
//委派父级容器根据指定名称和类型查找
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
//创建的Bean是否需要进行类型验证，一般不需要
if (!typeCheckOnly) {
//向容器标记指定的Bean已经被创建
markBeanAsCreated(beanName);
}
try {
//根据指定Bean名称获取其父级的Bean定义
//主要解决Bean继承时子类合并父类公共属性问题
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
//获取当前Bean所有依赖Bean的名称
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
//如果当前Bean有依赖Bean
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
//递归调用getBean方法，获取当前Bean的依赖Bean
registerDependentBean(dep, beanName);
//把被依赖Bean注册给当前依赖的Bean
getBean(dep);
}
}
// Create bean instance.
//创建单例模式Bean的实例对象
if (mbd.isSingleton()) {
//这里使用了一个匿名内部类，创建Bean实例对象，并且注册给所依赖的对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子类和父类的定义
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
//显式地从容器单例模式Bean缓存中清除实例对象
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
//IOC容器创建原型模式Bean实例对象
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
//原型模式(Prototype)是每次都会创建一个新的对象
Object prototypeInstance = null;
try {
//回调beforePrototypeCreation方法，默认的功能是注册当前创建的原型对象
beforePrototypeCreation(beanName);
//创建指定Bean对象实例
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
//回调afterPrototypeCreation方法，默认的功能告诉IOC容器指定Bean的原型对象不再创建
afterPrototypeCreation(beanName);
}
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
//要创建的Bean既不是单例模式，也不是原型模式，则根据Bean定义资源中
//配置的生命周期范围，选择实例化Bean的合适方法，这种在Web应用程序中
//比较常用，如：request、session、application等生命周期
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
//Bean定义资源中没有配置生命周期范围，则Bean定义不合法
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
//这里又使用了一个匿名内部类，获取一个指定生命周期范围的实例
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +
"defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}
// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
//对创建的Bean实例对象进行类型检查
if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
if (convertedBean == null) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return convertedBean;
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}//真正实现向IOC容器获取Bean的功能，也是触发依赖注入功能的地方
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
//根据指定的名称获取被管理Bean的名称，剥离指定名称中对容器的相关依赖
//如果指定的是别名，将别名转换为规范的Bean名称
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
//先从缓存中取是否已经有被创建过的单态类型的Bean
//对于单例模式的Bean整个IOC容器中只创建一次，不需要重复创建
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
//IOC容器创建单例模式Bean实例对象
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
//如果指定名称的Bean在容器中已有单例模式的Bean被创建
//直接返回已经创建的Bean
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
//获取给定Bean的实例对象，主要是完成FactoryBean的相关处理
//注意：BeanFactory是管理容器中Bean的工厂，而FactoryBean是
//创建创建对象的工厂Bean，两者之间有区别
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
//缓存没有正在创建的单例模式Bean
//缓存中已经有已经创建的原型模式Bean
//但是由于循环引用的问题导致实例化对象失败
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
//对IOC容器中是否存在指定名称的BeanDefinition进行检查，首先检查是否
//能在当前的BeanFactory中获取的所需要的Bean，如果不能则委托当前容器
//的父级容器去查找，如果还是找不到则沿着容器的继承体系向父级容器查找
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
//当前容器的父级容器存在，且当前容器中不存在指定名称的Bean
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
//解析指定Bean名称的原始名称
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
//委派父级容器根据指定名称和显式的参数查找
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
//委派父级容器根据指定名称和类型查找
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
//创建的Bean是否需要进行类型验证，一般不需要
if (!typeCheckOnly) {
//向容器标记指定的Bean已经被创建
markBeanAsCreated(beanName);
}
try {
//根据指定Bean名称获取其父级的Bean定义
//主要解决Bean继承时子类合并父类公共属性问题
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
//获取当前Bean所有依赖Bean的名称
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
//如果当前Bean有依赖Bean
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
//递归调用getBean方法，获取当前Bean的依赖Bean
registerDependentBean(dep, beanName);
//把被依赖Bean注册给当前依赖的Bean
getBean(dep);
}
}
// Create bean instance.
//创建单例模式Bean的实例对象
if (mbd.isSingleton()) {
//这里使用了一个匿名内部类，创建Bean实例对象，并且注册给所依赖的对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子类和父类的定义
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
//显式地从容器单例模式Bean缓存中清除实例对象
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
//IOC容器创建原型模式Bean实例对象
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
//原型模式(Prototype)是每次都会创建一个新的对象
Object prototypeInstance = null;
try {
//回调beforePrototypeCreation方法，默认的功能是注册当前创建的原型对象
beforePrototypeCreation(beanName);
//创建指定Bean对象实例
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
//回调afterPrototypeCreation方法，默认的功能告诉IOC容器指定Bean的原型对象不再创建
afterPrototypeCreation(beanName);
}
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
//要创建的Bean既不是单例模式，也不是原型模式，则根据Bean定义资源中
//配置的生命周期范围，选择实例化Bean的合适方法，这种在Web应用程序中
//比较常用，如：request、session、application等生命周期
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
//Bean定义资源中没有配置生命周期范围，则Bean定义不合法
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
//这里又使用了一个匿名内部类，获取一个指定生命周期范围的实例
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +
"defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}
// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
//对创建的Bean实例对象进行类型检查
if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
if (convertedBean == null) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return convertedBean;
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}