Spring源码学习

IoC容器

我们总结一下IoC容器初始化的基本步骤：《Spring技术内幕》P28

1.Resource的定位过程

这个Resource的定位指的是BeanDefinition的资源定位，它由ResourceLoader通过统一的Resource接口来完成，这个Resource对各种形式的BeanDefinition的使用都提供了统一接口。比如，文件系统中的Bean定义信息可以使用FileSystemResource来进行抽象；类路径中的Bean定义信息可以使用ClassPathResource来进行抽象。初始化的入口在容器实现中的refresh()调用来完成。不管是ClassPathXmlApplicationContext,还是FileSystemXmlApplicationContext，都调用AbstractApplicationContext的refresh()方法。

以FileSystemXmlApplicationContext为例，在初始化FileSystemXmlApplicationContext的过程中，通过IoC容器的初始化的refresh来启动整个调用，使用的IoC容器是DefaultListableBeanFactory。具体资源的载入在XmlBeanDefinitionReader读入BeanDefinition时完成，对载入过程的启动可以在AbstractRefreshableApplicationContext的loadBeanDefinitions方法中看到，最终会调用DefaultResourceLoader的getResource方法，它先会处理带有classpath标识的Resource，再处理URL标识的资源定位，如果既不是classpath，也不是URL标识的资源定位，则把getResource的任务交给getResourceByPath方法，这个一个protected的方法，默认返回一个ClassPathContextResource，getResourceByPath方法会被FileSystemXmlApplicationContext实现，这个方法返回的是一个FileSystemResource，通过这个对象，Spring可以进行相关的I/O操作，完成BeanDefinition的定位。

 

2.BeanDefinition的载入

这个载入过程是把用户定义好的Bean表示成IoC容器内部的数据结构BeanDefinition。

AbstractRefreshableApplicationContext的loadBeanDefinitions方法是一个抽象方法,在子类AbstractXmlApplicationContext的方法中初始化了读取器XmlBeanDefinitionReader，然后把这个读取器在IoC容器中设置好(实际使用的IoC容器是DefaultListableBeanFactory)，最后启动读取器来完成BeanDefinition在IoC容器中的载入。在读取器中需要得到代表XML文件的Resource，因为这个Resource对象封装了对XML文件的I/O操作，所以读取器可以在打开I/O流后得到XML文件对象。有了这个文件对象后，就可以按照Spring的Bean定义规则来对这个XML文档树进行解析了，解析交给BeanDefinitionParserDelegate来完成。

BeanDefinition的载入分成两个部分，首先通过XML的解析器（DefaultDocumentLoader）得到Document对象，然后按照Spring的Bean规则进行解析。按照Spring的Bean规则进行解析是在默认的DefaultBeanDefinitionDocumentReader中实现的，处理的结果由BeanDefinitionHolder对象持有，除了持有BeanDefinition对象外，还持有Bean的名字，别名集合等。这个BeanDefinitionHolder的生成是通过对Document文档树的内容进行解析来完成的，这个解析过程是由BeanDefinitionParserDelegate来实现的，这个类包含了对各种Spring Bean定义规则的处理，

 

3.向IoC容器注册BeanDefinition

这个过程通过调用BeanDefinitionRegistry接口的实现来完成，把载入过程中的BeanDefinition向Ioc容器进行注册，在Ioc容器内部将BeanDefinition注入到一个Map中去，Ioc容器就是通过这个Map来持有这些BeanDefinition数据的。

在DefaultListableBeanFactory中是通过一个Map来持有载入的BeanDefinition。

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>();

DefaultListableBeanFactory实现了BeanDefinitionRegistry接口，这个接口的实现完成BeanDefinition向容器的注册，将解析得到的BeanDefinition想IoC容器中的beanDefinitionMap注册的过程是在载入

BeanDefinition完成后进行的，这个注册过程不复杂，即时把解析得到的BeanDefinition设置到Map中去。

 

4.IoC容器的依赖注入

依赖注入的过程是用户第一次向IoC容器索要Bean时触发的，当然也有例外，也就是我们可以再BeanDefinition信息中通过控制lazy-init属性来让容器完成对Bean的预实例化。重点来说，getBean是依赖注入的起点，之后会调用createBean,createBean不但生成了需要的Bean，还对Bean初始化进行了处理，比如实现了在BeanDefinition中的init-method属性定义，Bean的后置处理器等。与依赖注入关系特别密切的方法有createBeanInstance和populateBean，在createBeanInstance中生成了Bean所包含的Java对象，这个对象的生成有很多不同的方式，可以通过工厂方法生成，也可以通过容器的autowire特性生成。默认的实例化策略是CglibSubclassingInstantiationStrategy，如果有构造器，则使用构造器实例化，否则使用cglib对Bean进行实例化。

在Bean对象生成以后，需要把这些Bean对象的依赖关系设置好，完成整个依赖注入过程。这个过程涉及对各种Bean对象的属性处理过程（及依赖关系的处理过程），这些依赖关系处理的依据就是已经解析得到的BeanDefinition。具体在AbstractAutowireCapableBeanFactory的populateBean方法中，通过BeanDefinitionValueResolver来对BeanDefinition进行解析，然后注入到property中。BeanDefinitionValueResolver的resolveValueIfNecessary这个方法包含了所有对注入类型的处理，包括RuntimeBeanReference、RuntimeBeanNameReference、BeanDefinitionHolder、BeanDefinition、ManagedArray、ManagedList、ManagedSet、ManagedMap、ManagedProperties、TypedStringValue等。

在完成这个解析过程后，为依赖注入准备好了条件，依赖注入的发生是在BeanWrapper的setPropertyValues中，具体的完成是在其子类BeanWrapperImpl的setPropertyValue方法中，完成对Array、List、Map和其他非集合类的注入，主要依靠反射机制实现。

 

AOP

Joinpoint连接点

拦截点，如某个业务方法

Pointcut切点

Joinpoint的表达式，表示拦截哪些方法。一个Pointcut对应多个Joinpoint。 

Pointcut(切点)决定Advice通知应该作用于哪个连接点，也就是说通过Pointcut来定义需要增强的方法集合。

Advice通知

要切入的逻辑

BeforeAdvice：MethodBeforeAdvice，在方法执行前切入。

AfterAdvice：AfterReturningAdvice，方法正常返回后切入，抛出异常则不切入。

ThrowsAdvice：没有指定需要实现的接口方法，在抛出异常时切入。

Advisor通知器

通过Advisor，可以定义应该使用哪个通知并在哪个关注点使用它，也就是说通过Advisor，把Advice和Pointcut结合起来，这个结合为使用IoC容器配置AOP应用，提供了便利。

 

首先，需要配置相关的Bean定义，为了让AOP起作用，需要完成一系列过程，比如，需要为目标对象建立代理对象，这个代理对象可以通过使用JDK的Proxy来完成，也可以通过第三方的类生成器Cglib来完成。然后还需要启动代理对象的拦截器来完成各种横切面的织入，这一系列的织入设计是通过一系列Adapter来实现的。通过一系列Adapter的设计，可以把AOP的横切面设计和Proxy模式有机结合起来，从而实现在AOP中定义好的各种织入方式。

 

以ProxyFactoryBean为例

先配置ProxyFactoryBean。P110

从ProxyFactoryBean中获取对象，是以getObject()方法作为入口完成的，该方法是FactoryBean需要实现的接口。ProxyFactoryBean把需要对target目标对象增加的增强处理，都通过getObject方法进行封装了，这些增强处理是为AOP功能的实现提供服务的。

getObject()方法首先对通知器链进行初始化，通知器链封装了一系列的拦截器，这些拦截器都要从配置中读取，然后为代理对象的生成做好准备。

关于AopProxy代理对象的生成，需要考虑使用哪种方式：如果目标对象是接口类，那么用JDK来生成代理对象(JdkDynamicAopProxy)，否则使用Cglib来生成目标对象的代理对象(Cglib2AopProxy)。

生成AopProxy代理对象

JDK生成AopProxy代理对象：

Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

Cglib生成AopProxy代理对象：

Enhancer.create()或Enhancer.create(Class[] argumentTypes, Object[] arguments)

拦截器调用的实现

JdkDynamicAopProxy的invoke拦截，P120

获取目标对象、拦截器链，同时把这些对象作为输入，创建了ReflectiveMethodInvocation，这个类的proceed()方法中，包含了一个完整的拦截器链对目标对象的拦截过程，逐个运行拦截器链里的拦截增强，直到最后对目标对象方法的运行。

Cglib2AopProxy的intercept拦截，P121

DynamicAdvisedInterceptor的intercept方法里，构造CglibMethodInvocation对象来完成拦截器链的调用。它们对拦截器链的调用都是在ReflectiveMethodInvocation.proceed()方法实现的。

拦截器链的调用

在proceed()方法中，先进行判断，如果现在已经运行到拦截器链的末尾，那么就会直接调用目标对象的实现方法；否则，沿着拦截器链继续进行，得到下一个拦截器，通过这个拦截器进行matches判断是否适用于横切增强的场合，如果是，启动拦截器的invoke方法进行切面增强，否则执行下一个拦截器。在这个过程以后，会迭代调用proceed方法，直到拦截器链中的拦截器都完成以上的拦截过程为止。

配置通知器

ProxyFactoryBean的getObject方法中对通知器链进行初始化时(initializeAdvisorChain)，从XML配置中获取Advisor通知器是通过IoC容器的getBean方法。它能获得IoC容器，是因为实现了BeanFactoryAware接口。在使用DefaultListableBeanFactory作为IoC容器的时候，它的基类是AbstractAutowireCapableBeanFactory，在这个基类中可以看到对Bean进行初始化的initializeBean方法，对IoC容器在Bean中的回调进行了设置。首先，判断这个Bean类型是不是实现了BeanFactoryAware接口，如果是，通过接口方法setBeanFactory把IoC容器设置到Bean定义的一个属性中去。设置好BeanFactory以后，ProxyFactoryBean就可以通过回调容器的getBean方法去获取配置在Bean定义文件中的通知器了。在调用时，ProxyFactoryBean需要给出通知器的名字，而这些名字都是在interceptorNames已经配置好的。

Advice通知的实现

DefaultAdvisorChainFactory负责生成拦截器链，在它的

getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice方法中，有一个适配和注册过程。

在DefaultAdvisorAdapterRegistry中，设置了一系列的Adapter适配器，正是这些适配器的实现，为Spring AOP的Advice提供了编织能力。

这些适配器的使用体现在2个方面：

<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->调用Adapter的supportsAdvice方法，判断取得的Advice属于什么类型的Advice通知，从而根据不同的Advice类型来注册不同的AdviceInterceptor。

MethodBeforeAdviceAdapter将MethodBeforeAdvice适配成MethodBeforeAdviceInterceptor；

AfterReturningAdviceAdapter将AfterReturningAdvice适配成AfterReturningAdviceInterceptor；

ThrowsAdviceAdapter将ThrowsAdvice适配成ThrowsAdviceInterceptor。

2.这些AdviceInterceptor都是Spring AOP框架设计好了的，是为实现不同的Advice功能提供服务的。正是这些AdviceInterceptor最终实现了Advice通知在AopProxy代理对象中的织入功能。

 

在AopProxy代理对象触发的ReflectiveMethodInvocation的proceed()方法中，在取得了拦截器后，启动了对拦截器的invoke调用，最终会根据不同的Advice类型，触发Spring对不同的Advice的拦截器封装，比如对MethodBeforeAdvice，最终会触发MethodBeforeAdviceInterceptor的invoke方法，它会先调用Advice的before方法，然后才是MethodInvocation的proceed方法调用，这就是MethodBeforeAdvice所需要的对目标对象的增强效果：在方法调用之前完成通知增强。

 

MVC

上下文在Web容器中的启动

ContextLoaderListener监听器负责完成IoC容器在Web环境中的启动工作，ServletContext为Spring的IoC容器提供了一个宿主环境。由ContextLoaderListener启动的上下文为根上下文，在根上下文的基础上，还有一个与Web MVC相关的上下文用来保存控制器(DispatcherServlet)需要的MVC对象，作为跟上下文的子上下文，构成一个层次化的上下文体系。在Web容器中启动Spring应用程序时，首先建立跟上下文，然后建立这个上下文体系，具体由ContextLoader来完成。

ContextLoaderListener实现了ServletContextListener接口，这个接口里的函数会结合Web容器的生命周期被调用。因为ServletContextListener是ServletContext的监听者，如果ServletContext发生变化，会触发相应的事件，而监听器一直在对这些事件进行监听，如果接收到了监听的事件，就会做出预先设计好的响应动作。对应这些事件及Web容器状态的变化，在监听器中定义了对应的事件响应的回调方法。由于ServletContext的变化而触发的监听器的响应具体包括：在服务器启动时，ServletContext被创建的时候ServletContextListener的contextInitialized()方法被调用；服务器关闭时，ServletContext被销毁的时候ServletContextListener的contextDestroyed()方法被调用。

在ContextLoaderListener的contextInitialized方法中，会调用ContextLoader的初始化方法initWebApplicationContext来完成根上下文在Web容器中的创建。根上下文创建成功后，会被存到Web容器的ServletContext中去，供需要时使用。根上下文路径默认在接口WebApplicationContext设置为：

String ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";默认的IoC容器是XmlWebApplicationContext。

 

SpringMVC的设计与实现

DispatcherServlet的启动和初始化 P160

在完成对ContextLoaderListener的初始化以后，Web容器开始初始化DispatcherServlet。DispatcherServlet会建立自己的上下文来持有SpringMVC的Bean对象，在建立这个自己持有的IoC容器时，会从ServletContext中得到根上下文作为DispatcherServlet持有上下文的双亲上下文。有了自己的上下文，再对自己持有的上下文进行初始化，最后把自己持有的这个上下文保存到ServletContext，供以后检索和使用。

初始化调用流程：HttpServletBean的init()，FrameworkServlet的initServletBean()，DispatcherServlet的initStrategies(ApplicationContext context)方法。在这个initStrategies方法里启动整个SpringMVC框架的初始化。

 

SpringMVC工作流程

（主要在doDispatch方法里）

1.用户向服务器发送请求，请求被Spring前端控制器DispatcherServlet捕获；

2.DispatcherServlet对请求URL进行解析，得到请求资源标识符（URI）。然后根据该URI，调用HandlerMapping获得该Handler配置的所有相关的对象（包括Handler对象以及Handler对象对应的拦截器），最后以HandlerExecutionChain对象的形式返回；

3.DispatcherServlet 根据获得的Handler，选择一个合适的HandlerAdapter。（附注：如果成功获得HandlerAdapter后，此时将开始执行拦截器的preHandler(...)方法）

4.提取Request中的模型数据，填充Handler入参，开始执行Handler（Controller)。 在填充Handler的入参过程中，根据你的配置，Spring将帮你做一些额外的工作：

HttpMessageConveter：将请求消息（如Json、xml等数据）转换成一个对象，将对象转换为指定的响应信息；

数据转换：对请求消息进行数据转换。如String转换成Integer、Double等；

数据格式化：对请求消息进行数据格式化。如将字符串转换成格式化数字或格式化日期等；

数据验证： 验证数据的有效性（长度、格式等），验证结果存储到BindingResult或Error中。

5.Handler执行完成后，向DispatcherServlet返回一个ModelAndView对象；执行行拦截器的postHandle(...)方法；

6.根据返回的ModelAndView，选择一个适合的ViewResolver解析得到一个View（必须是已经注册到Spring容器中的ViewResolver)；

7.DispatcherServlet把获得的模型数据交给特定的视图对象，完成这些数据的视图呈现工作，具体由视图对象View的render方法来完成。

8.将渲染结果返回给客户端。