2019-02-07

【死磕 Spring】—— IoC 之加载 BeanDefinition

本文主要基于 Spring 5.0.6.RELEASE

摘要: 原创出处 http://cmsblogs.com/?p=2658 「小明哥」，谢谢！

作为「小明哥」的忠实读者，「老艿艿」略作修改，记录在理解过程中，参考的资料。

先看一段熟悉的代码：

ClassPathResource resource = new ClassPathResource("bean.xml"); // <1>
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory(); // <2>
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory); // <3>
reader.loadBeanDefinitions(resource); // <4>

这段代码是 Spring 中编程式使用 IoC 容器，通过这四段简单的代码，我们可以初步判断 IoC 容器的使用过程。

获取资源
获取 BeanFactory
根据新建的 BeanFactory 创建一个 BeanDefinitionReader 对象，该 Reader 对象为资源的解析器
装载资源

整个过程就分为三个步骤：资源定位、装载、注册，如下：

整体步骤

资源定位。我们一般用外部资源来描述 Bean 对象，所以在初始化 IoC 容器的第一步就是需要定位这个外部资源。在上一篇博客（《【死磕 Spring】—— IoC 之 Spring 统一资源加载策略》）已经详细说明了资源加载的过程。
装载。装载就是 BeanDefinition 的载入。BeanDefinitionReader 读取、解析 Resource 资源，也就是将用户定义的 Bean 表示成 IoC 容器的内部数据结构：BeanDefinition 。
- 在 IoC 容器内部维护着一个 BeanDefinition Map 的数据结构
- 在配置文件中每一个 <bean> 都对应着一个 BeanDefinition 对象。
- 😈 本文，我们分享的就是装载这个步骤。
  
  FROM 《Spring 源码深度解析》P16 页
  BeanDefinitionReader ，主要定义资源文件读取并转换为 BeanDefinition 的各个功能。
注册。向 IoC 容器注册在第二步解析好的 BeanDefinition，这个过程是通过 BeanDefinitionRegistry 接口来实现的。在 IoC 容器内部其实是将第二个过程解析得到的 BeanDefinition 注入到一个 HashMap 容器中，IoC 容器就是通过这个 HashMap 来维护这些 BeanDefinition 的。
- 在这里需要注意的一点是这个过程并没有完成依赖注入（Bean 创建），Bean 创建是发生在应用第一次调用 #getBean(...) 方法，向容器索要 Bean 时。
- 当然我们可以通过设置预处理，即对某个 Bean 设置 lazyinit = false 属性，那么这个 Bean 的依赖注入就会在容器初始化的时候完成。

FROM 老艿艿

简单的说，上面步骤的结果是，XML Resource => XML Document => Bean Definition 。

1. loadBeanDefinitions

资源定位在前面已经分析了，下面我们直接分析加载，上面看到的 reader.loadBeanDefinitions(resource) 代码，才是加载资源的真正实现，所以我们直接从该方法入手。代码如下：

// XmlBeanDefinitionReader.java
@Override
public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
	return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
}

从指定的 xml 文件加载 Bean Definition ，这里会先对 Resource 资源封装成 org.springframework.core.io.support.EncodedResource 对象。这里为什么需要将 Resource 封装成 EncodedResource 呢？主要是为了对 Resource 进行编码，保证内容读取的正确性。
然后，再调用 #loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) 方法，执行真正的逻辑实现。

/**
 * 当前线程，正在加载的 EncodedResource 集合。
 */
private final ThreadLocal<Set<EncodedResource>> resourcesCurrentlyBeingLoaded = new NamedThreadLocal<>("XML bean definition resources currently being loaded");

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
	Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
	if (logger.isTraceEnabled()) {
		logger.trace("Loading XML bean definitions from " + encodedResource);
	}

	// <1> 获取已经加载过的资源
	Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();
	if (currentResources == null) {
		currentResources = new HashSet<>(4);
		this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.set(currentResources);
	}
	if (!currentResources.add(encodedResource)) { // 将当前资源加入记录中。如果已存在，抛出异常
		throw new BeanDefinitionStoreException("Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
	}
	try {
		// <2> 从 EncodedResource 获取封装的 Resource ，并从 Resource 中获取其中的 InputStream
		InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
		try {
			InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
			if (encodedResource.getEncoding() != null) { // 设置编码
				inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
			}
			// 核心逻辑部分，执行加载 BeanDefinition
			return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
		} finally {
			inputStream.close();
		}
	} catch (IOException ex) {
		throw new BeanDefinitionStoreException("IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
	} finally {
		// 从缓存中剔除该资源 <3>
		currentResources.remove(encodedResource);
		if (currentResources.isEmpty()) {
			this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
		}
	}
}

<1> 处，通过 resourcesCurrentlyBeingLoaded.get() 代码，来获取已经加载过的资源，然后将 encodedResource 加入其中，如果 resourcesCurrentlyBeingLoaded 中已经存在该资源，则抛出 BeanDefinitionStoreException 异常。
- 为什么需要这么做呢？答案在 "Detected cyclic loading" ，避免一个 EncodedResource 在加载时，还没加载完成，又加载自身，从而导致死循环。
- 也因此，在 <3> 处，当一个 EncodedResource 加载完成后，需要从缓存中剔除。
<2> 处理，从 encodedResource 获取封装的 Resource 资源，并从 Resource 中获取相应的 InputStream ，然后将 InputStream 封装为 InputSource ，最后调用 #doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) 方法，执行加载 Bean Definition 的真正逻辑。

2. doLoadBeanDefinitions

/**
 * Actually load bean definitions from the specified XML file.
 * @param inputSource the SAX InputSource to read from
 * @param resource the resource descriptor for the XML file
 * @return the number of bean definitions found
 * @throws BeanDefinitionStoreException in case of loading or parsing errors
 * @see #doLoadDocument
 * @see #registerBeanDefinitions
 */
protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
		throws BeanDefinitionStoreException {
	try {
		// <1> 获取 XML Document 实例
		Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
		// <2> 根据 Document 实例，注册 Bean 信息
		int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
		if (logger.isDebugEnabled()) {
			logger.debug("Loaded " + count + " bean definitions from " + resource);
		}
		return count;
	} catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
		throw ex;
	} catch (SAXParseException ex) {
		throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
                "Line " + ex.getLineNumber() + " in XML document from " + resource + " is invalid", ex);
	} catch (SAXException ex) {
		throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
				"XML document from " + resource + " is invalid", ex);
	} catch (ParserConfigurationException ex) {
		throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
				"Parser configuration exception parsing XML from " + resource, ex);
	} catch (IOException ex) {
		throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
				"IOException parsing XML document from " + resource, ex);
	} catch (Throwable ex) {
		throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
				"Unexpected exception parsing XML document from " + resource, ex);
	}
}

在 <1> 处，调用 #doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) 方法，根据 xml 文件，获取 Document 实例。
在 <2> 处，调用 #registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) 方法，根据获取的 Document 实例，注册 Bean 信息。

2.1 doLoadDocument

/**
 * 获取 XML Document 实例
 *
 * Actually load the specified document using the configured DocumentLoader.
 * @param inputSource the SAX InputSource to read from
 * @param resource the resource descriptor for the XML file
 * @return the DOM Document
 * @throws Exception when thrown from the DocumentLoader
 * @see #setDocumentLoader
 * @see DocumentLoader#loadDocument
 */
protected Document doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) throws Exception {
	return this.documentLoader.loadDocument(inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler,
			getValidationModeForResource(resource), isNamespaceAware());
}

调用 #getValidationModeForResource(Resource resource) 方法，获取指定资源（xml）的验证模式。详细解析，见《【死磕 Spring】—— IoC 之获取验证模型》。
调用 DocumentLoader#loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver, ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) 方法，获取 XML Document 实例。详细解析，见《【死磕 Spring】—— IoC 之获取 Document 对象》。

2.2 registerBeanDefinitions

该方法的详细解析，见《【死磕 Spring】—— IoC 之注册 BeanDefinition》。

666. 彩蛋

本文未完，需要继续阅读后续几篇文章。