Spring 工程执行过程

1. 前言

Spring 框架是如何工作的?

本节目的在于帮助大家理解 Spring 框架底层干了什么事情。

在上一节中我们通过一个入门工程简单地体验了一把 Spring 的使用。

我们发现,通过构造一个 ClassPathXmlApplicationContext 对象,加载项目的 applicationContext.xml 文件,确实可以实例化对象。

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而脑海中不禁有一个想法… Spring 如何初始化对象的实例的?我们又如何从容器中获取得到对象的实例的呢?

带着疑问… 开启本节的源码和原理之旅。

2. 容器初始化

回顾代码:

public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context =
            new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
    UserService service = (UserService) context.getBean("userService");
    service.saveUser();
}

在上面的代码中可以得知 Spring 的容器是 ApplicationContext,那么它到底是什么东西呢?先跟我一起追踪一下它的角色。
官方文档
图片描述
慕课解释

简单翻译过来就是 ApplicationContext 是一个 接口,是 BeanFactory 这个接口的子接口,它扩展了 BeanFactory 这个接口,提供了额外附加的功能。
BeanFactory 是管理 bean 对象的容器的根接口,大家了解下就好,我们是针对它的子接口 ClassPathXmlApplicationContext 做的实例化,目的是加载项目中的 Spring 的配置文件,使 Spring 来管理我们定义的 bean 对象。

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那么我们的问题是…ClassPathXmlApplicationContext 对象实例化之后,干了哪些事情呢?

2.1 容器初始化执行动作

applicationContext 实例化执行代码逻辑
我们追踪下源码,发现 ClassPathXmlApplicationContext 初始化的时候,它做了一系列的事情。源码如下:
图片描述

代码解释:

  1. 是初始化 ClassPathXmlApplicationContext 对象执行的有参构造;
  2. 加载项目下的 xml 配置文件;
  3. 调用 refresh 刷新容器的方法 bean 的实例化就在这个方法中。

继续跟踪:

2.2 容器初始化 bean 对象动作

下面是从源码中粘贴的部分代码

图片描述
步骤阐述:

对于我们而言 这些英文看起来很吃力… 放轻松大家,我们只关注对我们理解流程有用的代码:

  1. 1 的位置:是准备刷新,那么 Spring 只是设置刷新的标记,加载了外部的 properties 属性文件;
  2. 2 的位置:是准备 bean 工厂对象;
  3. 3 的位置:这一步骤就加载了配置文件中的所有 bean 标签,但是并没有对他们进行实例化;
  4. 4 的位置:完成此上下文的 bean 工厂的初始化,初始化所有剩余的单例 bean。(Spring 中默认加载的 bean 就是单例模式后面生命周期会讲)
  5. 最后的位置:完成容器的刷新,也就是所有的 bean 初始化完成。
		//这里粘贴一部分初始化代码的逻辑 帮助大家理解
		// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
		beanFactory.preInstantiateSingletons();
		// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
		//所有非懒加载的单例bean的触发器初始化。。。
		for (String beanName : beanNames) {
		  ...//省略循环的代码
		}

OK 上面就是加载配置文件后 Spring 框架做的所有事情,当然实际底层涉及的东西 更多,但是我们没有必要深究,毕竟我们是理解过程,不是追求实现。

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我们整理了 Spring 初始化 bean 对象的过程,那么如果容器中确实存在了 bean 的实例,我们是如何获取得到的呢?

3. 容器中获取对象的过程

还是先看下我们获取容器对象的代码:

public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context =
            new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
    UserService service = (UserService) context.getBean("userService");
    service.saveUser();
}

代码分析

context.getBean 的方法是通过 bean 标签里的 id 来从容器中获取,那么我们看下源码 :
在父类 AbstractApplicationContext 中有对 getBean 方法的实现。

	@Override
	public Object getBean(String name) throws BeansException {
		assertBeanFactoryActive();
		return getBeanFactory().getBean(name);
	}

追踪父类方法
最终通过我们层层追踪,我们在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 中发现这样的一段代码:

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
			throws BeanCreationException {
		//...
		//省略大量方法内部代码
        //...
		// Initialize the bean instance.
		Object exposedObject = bean;
		try {
            //给实例中的属性赋值
			populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
            //真实实例化对象
			exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
		}
		//...
        //继续省略大量方法
        //...
		// Register bean as disposable.
		try {
            //将实例化后的对象放入容器中
			registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
		}
		catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
			throw new BeanCreationException(
					mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
		}
		//返回实例化后的对象实例
		return exposedObject;
	}

上面源码中我们可以看到: 对象实例的获取好像是在获取的时候执行的 doCreateBean,那么之前记载的 xml 文件不是实例过了吗?稍微解释下:加载文件时候的实例化操作,其实是实例化了一个 Spring 框架提供的对象,作用是对于我们 bean 对象做描述,这里才是真实的实例化动作。我们再看看 registerDisposableBeanIfNecessary 这个方法做的是什么。

public void registerDisposableBean(String beanName, DisposableBean bean) {
		synchronized (this.disposableBeans) {
			this.disposableBeans.put(beanName, bean);
		}
	}

图片描述
结论
一切真相大白。它其实就是一个 map 集合 ,这个 map 集合的 key 就是我们定义的 bean 的 id 或者 bean 的 name ,那么值就是对象的实例。

4. 小结

本章节 带着大家梳理了一下 Spring 初始化 bean 和获取 bean 的流程:

  1. Spring 框架通过 ResourceLoader 加载项目的 xml 配置文件;
  2. 读取 xml 的配置信息 变成对象存储,但未实例化;
  3. 通过 bean 工厂处理器对 bean 做实例化,存储到一个 map 集合中默认是单例;
  4. 获取对象 通过 xml 文件中 bean 的 id 从 map 集合中通过 get (key) 获取。

罗马不是一天建成的 ,书山有路勤为径…