spring源码分析6: ApplicationContext的初始化与BeanDefinition的搜集入库

先前几篇都是概念的讲解：回顾下

• BeanDefinition 是物料
• Bean是成品
• BeanFactory是仓库，存储物料与成品
• ApplicationContext初始化搜集物料入库，触发生产线，取出物料生产Bean

本文研究springboot环境下,ApplicationContext的初始化, 多是处理注解形式的Bean.

重要组件

1.PostProcessorRegistrationDelegate: 代理执行post processors的工具类

postProcessor分为两种:

• BeanFactoryPostProcessor: 发生在BeanDefinition搜集入库阶段
• BeanPostProcessor: 发生在BeanDefintion生成Bean阶段

BeanFactoryPostProcessor细分又分为两种：

• BeanDefinitionRegistryPostProcessor：继承BeanFactoryPostProcessor接口。其postProcessBeanDefinitionRegistry接口方法，具有注册更多Bean的语义。
• BeanFactoryPostProcessor：偏向于修改的语义。

2.ConfigurationClass: 这个类要理解, 表示的是配置类,是对一个具有配置语义的BeanDefinition的封装. 怎么理解这个呢. 我认为可以理解为一个xml文件. 记得一开始使用spring的时候, 需要在xml中配置bean.

ConfigurationClass语义:

• 一个ConfigurationClass 可以看做一个xml文件. 代表注解: @Configuration
• 一个ConfigurationClass 中可以定义Bean. 类似一个xml中可以定义Bean信息. 代表注解@Bean
• 一个ConfigurationClass 可以引入其他ConfigurationClass, 类似xml文件中会引入其他xml文件. 代表注解:@Import,@ComponentScan等

那么,怎么判断他是一个ConfigurationClass呢?看下面

3.ConfigurationClassUtils: ConfigurationClass工具类

checkConfigurationClassCandidate()方法: 先取出BeanDefinition的注解信息.

• 判断是否是full ConfigurationClass . 判断依据是是否被@Configuration注解标识,如果是一定是ConfigurationClass
• 判断是否是isLiteConfigurationCandidate, 判断依据是否被@Component,@ComponentScan,@Import,@ImportResource注解标识.
  或者有@Bean标识的方法

总的来说是看其是否可以输出Bean。判断其是否属于一个ConfigurationClass

4.ConfigurationClassPostProcessor:属于一种post processor. 实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor,间接实现了BeanFactoryPostProcessor. 所以具有 注册,与修改的双重功能.主要工作就是处理ConfigurationClass

5.ConfigurationClassParser: ConfigurationClass解析器.能够解析出项目中的ConfigurationClass. (类比能找到项目中所有的配置了Bean的xml)

6.ConfigurationClassBeanDefinitionReader: BeanDefintion读取器, 从ConfigurationClass中读取里面的Bean定义(类比能够从XML中读出Bean)

搜集入库:

建议配合源代码阅读

BeanDefintion的搜集发生在refresh()初始化方法中invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)阶段,执行BeanFactoryPostProcessor.

ApplicationContext委托PostProcessorRegistrationDelegate工具类执行post processors.
PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors()方法执行所有BeanFactoryPostProcessor

invokeBeanFactoryPostProcessors:大体分为两步

• 首先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor. 调用其postProcessBeanDefinitionRegistry注册BeanDefinition
• 然后执行BeanFactoryPostProcessor 调用postProcessBeanFactory 提供修改BeanDefinition功能.

ConfigurationClassPostProcessor作为一个BeanDefinitionRegistryPostProcessor. 首先被执行.
其processConfigBeanDefinitions方法:是收集BeanDefinition的开始的地方.

ConfigurationClassPostProcessor收集步骤:

1. 从仓库中找出ConfigurationClass, 因为是初期, 所以库中只有springboot项目的启动文件这个ConfigurationClass. 此ConfigurationClass也可以看做是顶级ConfigurationClass ,就类型顶级xml文件, 去关联其他xml一样. 启动文件ConfigurationClass 作为一个入口存在.
2. 创建一个ConfigurationClassParser准备解析ConfigurationClass.
3. 调用**ConfigurationClassParser.parse()**解析刚找到的ConfigurationClass. 通过此入口.把所有需要ConfigurationClass找到. 就类似.通过一个xml文件把其关联的所有xml找到一样. 类比理解.
4. 创建一个**ConfigurationClassBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions() **从找到的所有ConfigurationClass中. 遍历读取每个ConfigurationClass中的Bean定义.

分支解析:

第三步ConfigurationClassParser.parse()分支: 目的找到所有需要的ConfigurationClass.(理解为找到xml文件)

此分支又大体分为2部分：

• parse():processConfigurationClass()-->doProcessConfigurationClass()：
• processDeferredImportSelectors(): 处理需要延迟处理的ImportSelector . 这里的延迟加载最终还是会走processImports()逻辑.

因为第二步最终还是走第一步，所以只研究第一步。

doProcessConfigurationClass : 解析ConfigurationClass:(解析的过程涉及到很多递归. 通过一个ArrayDeque双端栈来存储当前的ConfigurationClass)

1. processMemberClasses 递归处理内部类. 检查当前ConfigurationClas的内部类是否是一个ConfigurationClass. 如果是递归processConfigurationClass()-->doProcessConfigurationClass().
2. 处理@PropertySource注解
3. 处理 @ComponentScan注解: 这里也有一个递归操作. 检查扫描的定义集以获取任何进一步的配置类，并在需要时递归解析.这会用ComponentScanAnnotationParser解析器找到定义集中所有被@Component标注的类. 把其也当做一个ConfigurationClass. 然后递归解析ConfigurationClass
4. processImports() 递归解析@Import注解引入的配置类. @Import导入的类会分成三种情况来处理.【具体看下面processImports()解析】
5. 处理@ImportResource 注解. 把引入的资源值添加当前ConfigurationClass的importedResources属性上.
6. 处理@Bean:查看当前ConfigurationClass是否有@Bean的方法. 有就添加到ConfigurationClass的beanMethods属性上.
   
7. 如果父类superclass存在，并且不是java包中的类，并且尚未处理处理则返回它以便外层循环继续. 这也是为啥doProcessConfigurationClass会嵌套在一个do while的原因.

processImports():@Import导入的类会分成三种情况来处理.

(1)导入的是一个实现了ImportSelector接口的类.

• 如果实现DeferredImportSelector则作为延迟处理对待.放到deferredImportSelectors 缓存中在processDeferredImportSelectors()分支中处理
• 如果实现ImportSelector,执行selectImports方法递归处理可能被@Import注解的ConfigurationClass

(2)导入的是一个实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口的类:

• 表明有需要手动注册Bean到容器中操作. 把实现类添加到当前ConfigurationClass的importBeanDefinitionRegistrars属性中.

(3)普通类,则把他当做一个ConfigurationClass处理走递归解析.

• 当做一个ConfigurationClass递归处理.

小结:经过一些系列递归,解析后.最终的结果:就是搜集到ConfigurationClass . ConfigurationClass 里携带这各种各样的Bean定义.

从此处我们也可以看出一些东西如果向容器中注册组件

• 注解@Controller/@Service/@Repository/@Component
• @Bean 返回的Bean .
• @Import 快速导入一个组件到容器中 :普通类或者 ImportSelector接口实现类;或者ImportBeanDefinitionRegistrar实现类
• @ImportResource 导入一个xml文件。

ConfigurationClassBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions()分支: 目的把ConfigurationClass中配置的BeanDefinition解析出来.(理解为解析xml文件中的Bean定义)

有了ConfigurationClass,下面就是解析. 就好比有了xml文件,就可以解析xml中的Bean定义一样.这部分讲讲ConfigurationClass中的BeanDefinition如何被解析出来.

循环遍历所有的找到的ConfigurationClass

• configClass.isImported()：当前ConfigurationClass是否是通过别人通过@Import引入的，是,当做一个BeanDefinition注入到仓库中。
• configClass.getBeanMethods()： 将@Bean注解标致的方法的返回值解析成一个BeanDefinition注入到仓库中。
• loadBeanDefinitionsFromImportedResources(configClass.getImportedResources())：加载当前ConfigurationClass中@ImportResource引入的xml文件中的Bean定义。具体是使用XmlBeanDefinitionReader读取器读取XML中配置的Bean定义， 解析成BeanDefinition注入到仓库中。
• loadBeanDefinitionsFromRegistrars(configClass.getImportBeanDefinitionRegistrars())：取出实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口的类，执行其registerBeanDefinitions方法。注册相应的BeanDefinition到仓库中。

小结：

将ConfigurationClass中的BeanDefinition解析出来放入到仓库中即完成了 BeanDefinition的搜集工作。

回看上面的如果向容器中注册组件
除去注解@Controller/@Service/@Repository/@Component标致的类被解析ConfigurationClass本身也是一种BeanDefinition外。

loadBeanDefinitions()解析的就是针对后三种方式的注册Bean方式：

• @Bean 标注
• @Import 引入的三种。
• @ImportResource 引入的xml文件。

总结:

总结来看:BeanDefinition的搜集入库阶段,其实就是找Bean定义的配置文件(ConfigurationClass), 解析文件中Bean定义(BeaDefinition), 然后入库到仓库中的过程。

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