Spring5.x 中容器啟動源碼怎么寫

今天就跟大家聊聊有關 Spring5.x 中容器啟動源碼怎么寫，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

Spring 已經是十分成熟的一個框架，此篇為開天辟地的Spring源碼分析首發。讀源碼本來就是一件十分枯燥，具有一定難度，技巧性的有重要意義的事。萬事開頭難，我會利用空余時間持續的跟進文章的連載。對于喜愛源碼的小伙伴，能夠提供一定的幫助。

最簡單的啟動spring的代碼如下：

import com.ld.test.config.AppConfig;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
      AnnotationConfigApplicationContext acac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
      acac.close();
  }
}

• AnnotationConfigApplicationContext

先來看一下AnnotationConfigApplicationContext類的UML圖，留個印象。

點開AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);方法查看源碼：

public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {

    // 調用默認無參構造器,里面有一大堆初始化邏輯
    // 開天辟地初始化兩個類
    // AnnotatedBeanDefinitionReader reader;
    // ClassPathBeanDefinitionScanner scanner;
    this();

    // 把傳入的Class進行注冊,Class既可以有@Configuration注解,也可以沒有@Configuration注解
    //
    // 有@Configuration
    // map.put("org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor.configurationClass","full")
    // 沒有有@Configuration
    // map.put("org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor.configurationClass","lite")
    //
    // 怎么注冊? 委托給了 org.springframework.context.annotation.AnnotatedBeanDefinitionReader.register 方法進行注冊
    // 傳入Class 生成  BeanDefinition , 然后通過 注冊到 BeanDefinitionRegistry
    register(annotatedClasses);

    // 刷新容器上下文
    refresh();
}

該構造器允許我們傳入一個或者多個class對象。class對象可以是被@Configuration標注的，也可以是一個普通的Java 類。

有參構造器調用了無參構造器，點開源碼：

public AnnotationConfigApplicationContext() {
    // 隱式調用父類構造器,初始化beanFactory,具體實現類為DefaultListableBeanFactory
    // super();

    // 創建 AnnotatedBeanDefinitionReader,
    // 創建時會向傳入的 BeanDefinitionRegistry 中 注冊 注解配置相關的 processors 的 BeanDefinition
    this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);

    // 通過后面的源碼探究也可以發現，spring并不是使用這個scanner來掃描包獲取Bean的
    this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}

初始化子類時會先初始化父類，會默認調用父類無參構造器。AnnotationConfigApplicationContext繼承了GenericApplicationContext，在GenericApplicationContext的無參構造器中，創建了BeanFactory的具體實現類DefaultListableBeanFactory。spring中的BeanFactory就是在這里被實例化的，并且使用DefaultListableBeanFactory做的BeanFactory的默認實現。

public GenericApplicationContext() {
    this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}

• DefaultListableBeanFactory

AnnotationConfigApplicationContext的構造器中還創建了兩個對象：AnnotatedBeanDefinitionReader 和 ClassPathBeanDefinitionScanner。

• ClassPathBeanDefinitionScanner scanner

先說scanner的作用，通過查看源碼可以發現，這個scanner只有在手動調用AnnotationConfigApplicationContext的一些方法的時候才會被使用（通過后面的源碼探究也可以發現，spring并不是使用這個scanner來掃描包獲取Bean的）

2、AnnotatedBeanDefinitionReader

創建AnnotatedBeanDefinitionReader對象。spring在創建reader的時候把this當做了參數傳給了構造器。也就是說，reader對象里面包含了一個this對象，也就是AnnotationConfigApplicationContext對象。AnnotationConfigApplicationContext 實現了BeanDefinitionRegistry接口。點開this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);源碼：

public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
    this(registry, getOrCreateEnvironment(registry));
}

從傳入的BeanDefinitionRegistry對象，也就是AnnotationConfigApplicationContext對象中獲取Environment（共用同一個Environment），然后又接著調用另一個構造器。點開源碼：

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;
    this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null);

    //在 BeanDefinitionRegistry 中注冊 注解配置相關的 processors
    AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
}

在這個構造器中，執行了一個非常重要的方法AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry); 顧名思義，spring通過這個方法注冊了解析注解配置相關的處理器。點開源碼：

第一步:設置屬性

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(
            BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {

    DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry);
    if (beanFactory != null) {
        if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) {

            // AnnotationAwareOrderComparator是OrderComparator的子類，用來支持Spring的Ordered類、@Order注解和@Priority注解。
            beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
        }
        if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) {

            // 設置依賴注入的候選處理器
            // 可以看到只要不是ContextAnnotationAutowireCandidateResolver類型  直接升級為最強類型
            beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver());
        }
    }
    // 代碼省略。。。
}

注冊的是一些spring內置的PostProcessor的BeanDefinition

2.1、 ConfigurationClassPostProcessor

ConfigurationClassPostProcessor是一個BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor處理器，BeanDefinitionRegistryPostProcessor的處理方法能處理@Configuration等注解。ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry()方法內部處理@Configuration，@Import，@ImportResource和類內部的@Bean。

ConfigurationClassPostProcessor類繼承了BeanDefinitionRegistryPostProcessor。BeanDefinitionRegistryPostProcessor類繼承了BeanFactoryPostProcessor。通過BeanDefinitionRegistryPostProcessor可以創建一個特別后置處理器來將BeanDefinition添加到BeanDefinitionRegistry中。它和BeanPostProcessor不同，BeanPostProcessor只是在Bean初始化的時候有個鉤子讓我們加入一些自定義操作；而BeanDefinitionRegistryPostProcessor可以讓我們在BeanDefinition中添加一些自定義操作。在Mybatis與Spring的整合中，就利用到了BeanDefinitionRegistryPostProcessor來對Mapper的BeanDefinition進行了后置的自定義處理。

2.2、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor是用來處理@Autowired注解和@Value注解的

2.3、RequiredAnnotationBeanPostProcessor

RequiredAnnotationBeanPostProcessor這是用來處理@Required注解

2.4、CommonAnnotationBeanPostProcessor

提供對JSR-250規范注解的支持@javax.annotation.Resource、@javax.annotation.PostConstruct和@javax.annotation.PreDestroy等的支持。

2.5、EventListenerMethodProcessor

EventListenerMethodProcessor提供@PersistenceContext的支持。

EventListenerMethodProcessor提供@ EventListener 的支持。@ EventListener實在spring4.2之后出現的，可以在一個Bean的方法上使用@EventListener注解來自動注冊一個ApplicationListener。

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(
            BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {

    // 代碼省略。。。。

    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<>(8);

    // 第一個問題 了解 RootBeanDefinition - > AbstractBeanDefinition
    // 第二個問題 了解 registerPostProcessor();
    if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {

        //org.springframework.context.annotation.internalConfigurationAnnotationProcessor - ConfigurationClassPostProcessor.class
        //這個類非常的重要,它是一個 BeanDefinitionRegistryPostProcessor

        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }

    // 代碼省略。。。。 邏輯差不多

    return beanDefs;
}

我們發現：內部定義的class都是帶internal的

beanDefs">

1、該方法從傳入的BeanDefinitionRegistry對象，也就是AnnotationConfigApplicationContext對象中獲取到DefaultListableBeanFactory對象。

2、為獲取的DefaultListableBeanFactory對象設置屬性

3、往DefaultListableBeanFactory對象中注冊BeanDefinition，注冊的是一些spring內置的PostProcessor的BeanDefinition（關于BeanDefinition的介紹下期在講）。注意，此時只是注冊BeanDefinition，并沒有實例化bean。默認情況下，執行完該方法后，spring容器中所注冊的BeanDefinition為：

2.1、注冊內置Processor至容器

definition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);

ROLE_INFRASTRUCTURE = 2 就是我這Bean是Spring自己的，和你用戶沒有一毛錢關系

private static BeanDefinitionHolder registerPostProcessor(
        BeanDefinitionRegistry registry, RootBeanDefinition definition, String beanName) {

    definition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
    registry.registerBeanDefinition(beanName, definition);
    return new BeanDefinitionHolder(definition, beanName);
}

所謂的注冊BeanDefinition，簡單理解就是將BeanDefinition放到DefaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition對象的beanDefinitionMap中

@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
    Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");

    if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
        try {
            ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();
        }
        catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
                    "Validation of bean definition failed", ex);
        }
    }

    BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);

    //第一次進來existingDefinition肯定為null
    if (existingDefinition != null) {
        // 代碼省略。。。
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
    }
    else {
        if (hasBeanCreationStarted()) {
            // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
            synchronized (this.beanDefinitionMap) {
                this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
                updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
                updatedDefinitions.add(beanName);
                this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
                removeManualSingletonName(beanName);
            }
        }
        else {
            // Still in startup registration phase
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
            this.beanDefinitionNames.add(beanName);
            removeManualSingletonName(beanName);
        }
        this.frozenBeanDefinitionNames = null;
    }

    if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
        resetBeanDefinition(beanName);
    }
}

到此為止:DefaultListableBeanFactory.beanDefinitionMap 只有默認的spring beanDefinition

====下面是大家熟悉的注冊默認6大后置處理器：====

• 1.ConfigurationClassPostProcessor

• 2.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

• 3.CommonAnnotationBeanPostProcessor

• 4.Jpa的PersistenceAnnotationProcessor（沒導包就不會注冊）

• 5.EventListenerMethodProcessor

• 6.DefaultEventListenerFactory

3、ClassPathBeanDefinitionScanner

public AnnotationConfigApplicationContext() {

  /**
    * 創建一個讀取注解的Bean定義讀取器
    * 什么是bean定義？BeanDefinition
    *
    * 完成了spring內部BeanDefinition的注冊（主要是后置處理器）
    */
  this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);

  /**
    * 創建BeanDefinition掃描器
    * 可以用來掃描包或者類，繼而轉換為bd
    *
    * spring默認的掃描包不是這個scanner對象
    * 而是自己new的一個ClassPathBeanDefinitionScanner
    * spring在執行工程后置處理器ConfigurationClassPostProcessor時，去掃描包時會new一個ClassPathBeanDefinitionScanner
    *
    * 這里的scanner僅僅是為了程序員可以手動調用AnnotationConfigApplicationContext對象的scan方法
    *
    */
  this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}

下一步

public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry, boolean useDefaultFilters,
			Environment environment, @Nullable ResourceLoader resourceLoader) {

	Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
	this.registry = registry;

	// 這個肯定成功
	if (useDefaultFilters) {

		/**
		 * 注冊spring掃描類過濾器
		 * 加了特定注解的類會被掃描到
		 * 帶有@Component、@Repository、@Service、@Controller、@ManagedBean、@Named
		 */
		registerDefaultFilters();
	}
	setEnvironment(environment);
	setResourceLoader(resourceLoader);
}

只關心最后一個構造函數的registerDefaultFilters();方法

/**
 * 注冊過濾器
 * 帶有@Component、@Repository、@Service、@Controller、@ManagedBean、@Named
 * 注解的類會被spring掃描到
 * 
 * Register the default filter for {@link Component @Component}.
 * <p>This will implicitly register all annotations that have the
 * {@link Component @Component} meta-annotation including the
 * {@link Repository @Repository}, {@link Service @Service}, and
 * {@link Controller @Controller} stereotype annotations.
 * <p>Also supports Java EE 6's {@link javax.annotation.ManagedBean} and
 * JSR-330's {@link javax.inject.Named} annotations, if available.
 *
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
protected void registerDefaultFilters() {
	this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
	ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();
	try {
		this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(
				((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.annotation.ManagedBean", cl)), false));
		logger.trace("JSR-250 'javax.annotation.ManagedBean' found and supported for component scanning");
	}
	catch (ClassNotFoundException ex) {
		// JSR-250 1.1 API (as included in Java EE 6) not available - simply skip.
	}
	try {
		this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(
				((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.inject.Named", cl)), false));
		logger.trace("JSR-330 'javax.inject.Named' annotation found and supported for component scanning");
	}
	catch (ClassNotFoundException ex) {
		// JSR-330 API not available - simply skip.
	}
}

掃描過濾器includeFilters與excludeFilters

首先這里的includeFilters大家熟悉嗎，還有個excludeFilters，先看一下屬性

	private final List<TypeFilter> includeFilters = new LinkedList<>();

	private final List<TypeFilter> excludeFilters = new LinkedList<>();

這里提前往includeFilters里面添加需要掃描的特定注解

1.添加元注解@Component，需要注意的是@Repository、@Service、@Controller里面都標注了@Component。很好理解，掃描的時候用includeFilters 去過濾時，會找到并處理這4個注解的類。

2.下面兩個注解@ManagedBean、@Named需要有對應的jar包，否則（也就是說把這個方法走完），includeFilters里面只會有一個元素

this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this); 完成了spring內部BeanDefinition的注冊（主要是后置處理器）

1、beanDefinitionMap存放了所有的Defintion 以 key-value

2、List<String> beanDefinitionNames 存放了所有的beanDefintion名字

this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);

1、這里的scanner僅僅是為了程序員可以手動調用AnnotationConfigApplicationContext對象的scan方法

2、提供了includeFilters 和 excludeFilters 這里是一個擴展點

看完上述內容，你們對 Spring5.x 中容器啟動源碼怎么寫有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。