[TOC]
## Spring IOC 实现原理简要解析
### 1\. 初始化
大致单步跟了下Spring IOC的初始化过程,整个脉络很庞大,初始化的过程主要就是**读取XML资源,并解析,最终注册到Bean Factory中**:
![flow](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7897341/032179be-070b-11e5-9ecf-d7befc804e9d.png)
在完成初始化的过程后,Bean们就在BeanFactory中蓄势以待地等调用了。下面通过一个具体的例子,来详细地学习一下初始化过程,例如当加载下面一个bean:
```
<bean id="XiaoWang" class="com.springstudy.talentshow.SuperInstrumentalist">
<property name="instruments">
<list>
<ref bean="piano"/>
<ref bean="saxophone"/>
</list>
</property>
</bean>
```
加载时需要读取、解析、注册bean,这个过程具体的调用栈如下所示:
![load](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7896285/8a488060-06e6-11e5-9ad9-4ddd3375984f.png)
下面对每一步的关键的代码进行详细分析:
#### 1.1 准备
**保存配置位置,并刷新**
在调用ClassPathXmlApplicationContext后,先会将配置位置信息保存到configLocations,供后面解析使用,之后,会调用`AbstractApplicationContext`的refresh方法进行刷新:
```
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh,
ApplicationContext parent) throws BeansException {
super(parent);
// 保存位置信息,比如`com/springstudy/talentshow/talent-show.xml`
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
// 刷新
refresh();
}
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
}
}
```
**创建载入BeanFactory**
```
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
// ... ...
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
// ... ...
loadBeanDefinitions(beanFactory);
// ... ...
}
```
**创建XMLBeanDefinitionReader**
```
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
throws BeansException, IOException {
// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
// ... ...
// Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
// then proceed with actually loading the bean definitions.
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
```
#### 1.2 读取
**创建处理每一个resource**
```
public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources)
throws BeanDefinitionStoreException {
// ... ...
// 通过Location来读取Resource
Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
// ... ...
}
public int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(resources, "Resource array must not be null");
int counter = 0;
for (Resource resource : resources) {
// 载入每一个resource
counter += loadBeanDefinitions(resource);
}
return counter;
}
```
**处理XML每个元素**
```
protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
// ... ...
NodeList nl = root.getChildNodes();
for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
Node node = nl.item(i);
if (node instanceof Element) {
Element ele = (Element) node;
if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
// 处理每个xml中的元素,可能是import、alias、bean
parseDefaultElement(ele, delegate);
}
else {
delegate.parseCustomElement(ele);
}
}
}
// ... ...
}
```
**解析和注册bean**
```
protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
// 解析
BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
if (bdHolder != null) {
bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
try {
// 注册
// Register the final decorated instance.
BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(
bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
}
catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" +
bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
}
// Send registration event.
getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
}
}
```
#### 1.3 解析
![process](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7896302/eae02bc6-06e6-11e5-941a-d1f59e3b363f.png)
**处理每个Bean的元素**
```
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {
// ... ...
// 创建beandefinition
AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
parseMetaElements(ele, bd);
parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
// 处理“Constructor”
parseConstructorArgElements(ele, bd);
// 处理“Preperty”
parsePropertyElements(ele, bd);
parseQualifierElements(ele, bd);
// ... ...
}
```
**处理属性的值**
```
public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) {
String elementName = (propertyName != null) ?
"<property> element for property '" + propertyName + "'" :
"<constructor-arg> element";
// ... ...
if (hasRefAttribute) {
// 处理引用
String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
if (!StringUtils.hasText(refName)) {
error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
}
RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
ref.setSource(extractSource(ele));
return ref;
}
else if (hasValueAttribute) {
// 处理值
TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
valueHolder.setSource(extractSource(ele));
return valueHolder;
}
else if (subElement != null) {
// 处理子类型(比如list、map等)
return parsePropertySubElement(subElement, bd);
}
// ... ...
}
```
#### 1.4 注册
```
public static void registerBeanDefinition(
BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
throws BeanDefinitionStoreException {
// Register bean definition under primary name.
String beanName = definitionHolder.getBeanName();
registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());
// Register aliases for bean name, if any.
String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
if (aliases != null) {
for (String alias : aliases) {
registry.registerAlias(beanName, alias);
}
}
}
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
// ......
// 将beanDefinition注册
this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
// ......
}
```
注册过程中,最核心的一句就是:`this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition)`,也就是说注册的实质就是以beanName为key,以beanDefinition为value,将其put到HashMap中。
### 2\. 注入依赖
当完成初始化IOC容器后,如果bean没有设置lazy-init(延迟加载)属性,那么bean的实例就会在初始化IOC完成之后,及时地进行初始化。初始化时会先建立实例,然后根据配置利用反射对实例进行进一步操作,具体流程如下所示:
![bean_flow](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7929429/615570ea-0930-11e5-8097-ae982ef7709d.png)
**创建bean的实例**
创建bean的实例过程函数调用栈如下所示:
![create_bean](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7929379/cec01bcc-092f-11e5-81ad-88c285f33845.png)
**注入bean的属性**
注入bean的属性过程函数调用栈如下所示:
![inject_property](https://cloud.githubusercontent.com/assets/1736354/7929381/db58350e-092f-11e5-82a4-caaf349291ea.png)
在创建bean和注入bean的属性时,都是在doCreateBean函数中进行的,我们重点看下:
```
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd,
final Object[] args) {
// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
// 创建bean的实例
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// ... ...
// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
try {
// 初始化bean的实例,如注入属性
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
if (exposedObject != null) {
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
}
// ... ...
}
```
理解了以上两个过程,我们就可以自己实现一个简单的Spring框架了。
参考资料:
[Spring-IOC核心源码学习](https://yikun.github.io/2015/05/29/Spring-IOC%E6%A0%B8%E5%BF%83%E6%BA%90%E7%A0%81%E5%AD%A6%E4%B9%A0/)
[深入Spring IOC 容器源码分析](https://javadoop.com/post/spring-ioc)
- 一.JVM
- 1.1 java代码是怎么运行的
- 1.2 JVM的内存区域
- 1.3 JVM运行时内存
- 1.4 JVM内存分配策略
- 1.5 JVM类加载机制与对象的生命周期
- 1.6 常用的垃圾回收算法
- 1.7 JVM垃圾收集器
- 1.8 CMS垃圾收集器
- 1.9 G1垃圾收集器
- 2.面试相关文章
- 2.1 可能是把Java内存区域讲得最清楚的一篇文章
- 2.0 GC调优参数
- 2.1GC排查系列
- 2.2 内存泄漏和内存溢出
- 2.2.3 深入理解JVM-hotspot虚拟机对象探秘
- 1.10 并发的可达性分析相关问题
- 二.Java集合架构
- 1.ArrayList深入源码分析
- 2.Vector深入源码分析
- 3.LinkedList深入源码分析
- 4.HashMap深入源码分析
- 5.ConcurrentHashMap深入源码分析
- 6.HashSet,LinkedHashSet 和 LinkedHashMap
- 7.容器中的设计模式
- 8.集合架构之面试指南
- 9.TreeSet和TreeMap
- 三.Java基础
- 1.基础概念
- 1.1 Java程序初始化的顺序是怎么样的
- 1.2 Java和C++的区别
- 1.3 反射
- 1.4 注解
- 1.5 泛型
- 1.6 字节与字符的区别以及访问修饰符
- 1.7 深拷贝与浅拷贝
- 1.8 字符串常量池
- 2.面向对象
- 3.关键字
- 4.基本数据类型与运算
- 5.字符串与数组
- 6.异常处理
- 7.Object 通用方法
- 8.Java8
- 8.1 Java 8 Tutorial
- 8.2 Java 8 数据流(Stream)
- 8.3 Java 8 并发教程:线程和执行器
- 8.4 Java 8 并发教程:同步和锁
- 8.5 Java 8 并发教程:原子变量和 ConcurrentMap
- 8.6 Java 8 API 示例:字符串、数值、算术和文件
- 8.7 在 Java 8 中避免 Null 检查
- 8.8 使用 Intellij IDEA 解决 Java 8 的数据流问题
- 四.Java 并发编程
- 1.线程的实现/创建
- 2.线程生命周期/状态转换
- 3.线程池
- 4.线程中的协作、中断
- 5.Java锁
- 5.1 乐观锁、悲观锁和自旋锁
- 5.2 Synchronized
- 5.3 ReentrantLock
- 5.4 公平锁和非公平锁
- 5.3.1 说说ReentrantLock的实现原理,以及ReentrantLock的核心源码是如何实现的?
- 5.5 锁优化和升级
- 6.多线程的上下文切换
- 7.死锁的产生和解决
- 8.J.U.C(java.util.concurrent)
- 0.简化版(快速复习用)
- 9.锁优化
- 10.Java 内存模型(JMM)
- 11.ThreadLocal详解
- 12 CAS
- 13.AQS
- 0.ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue的实现原理
- 1.DelayQueue的实现原理
- 14.Thread.join()实现原理
- 15.PriorityQueue 的特性和原理
- 16.CyclicBarrier的实际使用场景
- 五.Java I/O NIO
- 1.I/O模型简述
- 2.Java NIO之缓冲区
- 3.JAVA NIO之文件通道
- 4.Java NIO之套接字通道
- 5.Java NIO之选择器
- 6.基于 Java NIO 实现简单的 HTTP 服务器
- 7.BIO-NIO-AIO
- 8.netty(一)
- 9.NIO面试题
- 六.Java设计模式
- 1.单例模式
- 2.策略模式
- 3.模板方法
- 4.适配器模式
- 5.简单工厂
- 6.门面模式
- 7.代理模式
- 七.数据结构和算法
- 1.什么是红黑树
- 2.二叉树
- 2.1 二叉树的前序、中序、后序遍历
- 3.排序算法汇总
- 4.java实现链表及链表的重用操作
- 4.1算法题-链表反转
- 5.图的概述
- 6.常见的几道字符串算法题
- 7.几道常见的链表算法题
- 8.leetcode常见算法题1
- 9.LRU缓存策略
- 10.二进制及位运算
- 10.1.二进制和十进制转换
- 10.2.位运算
- 11.常见链表算法题
- 12.算法好文推荐
- 13.跳表
- 八.Spring 全家桶
- 1.Spring IOC
- 2.Spring AOP
- 3.Spring 事务管理
- 4.SpringMVC 运行流程和手动实现
- 0.Spring 核心技术
- 5.spring如何解决循环依赖问题
- 6.springboot自动装配原理
- 7.Spring中的循环依赖解决机制中,为什么要三级缓存,用二级缓存不够吗
- 8.beanFactory和factoryBean有什么区别
- 九.数据库
- 1.mybatis
- 1.1 MyBatis-# 与 $ 区别以及 sql 预编译
- Mybatis系列1-Configuration
- Mybatis系列2-SQL执行过程
- Mybatis系列3-之SqlSession
- Mybatis系列4-之Executor
- Mybatis系列5-StatementHandler
- Mybatis系列6-MappedStatement
- Mybatis系列7-参数设置揭秘(ParameterHandler)
- Mybatis系列8-缓存机制
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- 3.mysql 证明为什么用limit时,offset很大会影响性能
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- 5.数据库索引2
- 6.面试题收集
- 7.MySQL行锁、表锁、间隙锁详解
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- 9.一条SQL查询语句是如何执行的
- 10.MySQL 的 crash-safe 原理解析
- 11.MySQL 性能优化神器 Explain 使用分析
- 12.mysql中,一条update语句执行的过程是怎么样的?期间用到了mysql的哪些log,分别有什么作用
- 十.Redis
- 0.快速复习回顾Redis
- 1.通俗易懂的Redis数据结构基础教程
- 2.分布式锁(一)
- 3.分布式锁(二)
- 4.延时队列
- 5.位图Bitmaps
- 6.Bitmaps(位图)的使用
- 7.Scan
- 8.redis缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透
- 9.Redis为什么是单线程、及高并发快的3大原因详解
- 10.布隆过滤器你值得拥有的开发利器
- 11.Redis哨兵、复制、集群的设计原理与区别
- 12.redis的IO多路复用
- 13.相关redis面试题
- 14.redis集群
- 十一.中间件
- 1.RabbitMQ
- 1.1 RabbitMQ实战,hello world
- 1.2 RabbitMQ 实战,工作队列
- 1.3 RabbitMQ 实战, 发布订阅
- 1.4 RabbitMQ 实战,路由
- 1.5 RabbitMQ 实战,主题
- 1.6 Spring AMQP 的 AMQP 抽象
- 1.7 Spring AMQP 实战 – 整合 RabbitMQ 发送邮件
- 1.8 RabbitMQ 的消息持久化与 Spring AMQP 的实现剖析
- 1.9 RabbitMQ必备核心知识
- 2.RocketMQ 的几个简单问题与答案
- 2.Kafka
- 2.1 kafka 基础概念和术语
- 2.2 Kafka的重平衡(Rebalance)
- 2.3.kafka日志机制
- 2.4 kafka是pull还是push的方式传递消息的?
- 2.5 Kafka的数据处理流程
- 2.6 Kafka的脑裂预防和处理机制
- 2.7 Kafka中partition副本的Leader选举机制
- 2.8 如果Leader挂了的时候,follower没来得及同步,是否会出现数据不一致
- 2.9 kafka的partition副本是否会出现脑裂情况
- 十二.Zookeeper
- 0.什么是Zookeeper(漫画)
- 1.使用docker安装Zookeeper伪集群
- 3.ZooKeeper-Plus
- 4.zk实现分布式锁
- 5.ZooKeeper之Watcher机制
- 6.Zookeeper之选举及数据一致性
- 十三.计算机网络
- 1.进制转换:二进制、八进制、十六进制、十进制之间的转换
- 2.位运算
- 3.计算机网络面试题汇总1
- 十四.Docker
- 100.面试题收集合集
- 1.美团面试常见问题总结
- 2.b站部分面试题
- 3.比心面试题
- 4.腾讯面试题
- 5.哈罗部分面试
- 6.笔记
- 十五.Storm
- 1.Storm和流处理简介
- 2.Storm 核心概念详解
- 3.Storm 单机版本环境搭建
- 4.Storm 集群环境搭建
- 5.Storm 编程模型详解
- 6.Storm 项目三种打包方式对比分析
- 7.Storm 集成 Redis 详解
- 8.Storm 集成 HDFS 和 HBase
- 9.Storm 集成 Kafka
- 十六.Elasticsearch
- 1.初识ElasticSearch
- 2.文档基本CRUD、集群健康检查
- 3.shard&replica
- 4.document核心元数据解析及ES的并发控制
- 5.document的批量操作及数据路由原理
- 6.倒排索引
- 十七.分布式相关
- 1.分布式事务解决方案一网打尽
- 2.关于xxx怎么保证高可用的问题
- 3.一致性hash原理与实现
- 4.微服务注册中心 Nacos 比 Eureka的优势
- 5.Raft 协议算法
- 6.为什么微服务架构中需要网关
- 0.CAP与BASE理论
- 十八.Dubbo
- 1.快速掌握Dubbo常规应用
- 2.Dubbo应用进阶
- 3.Dubbo调用模块详解
- 4.Dubbo调用模块源码分析
- 6.Dubbo协议模块