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追蹤解析Spring ioc啟動源碼(2)

funnyZhang / 1811人閱讀

摘要:顧名思義,其主要作用是解析標簽。本例中沒有用到上述的注解,所以均為。繼續追蹤這行代碼的內部實現獲取的名稱調用的方法注冊過程見處理的別名,本例中沒有別名,不進入循環的具體內容有待研究,不展開。到此為止,已經被注冊到中。

接上篇 3 reader 注冊配置類

該 part 的起點:

public AnnotationConfigApplicationContext(Class... annotatedClasses) {
    this();    
    register(annotatedClasses);        // 3 reader 注冊配置類
    refresh();
}

該行代碼會將 iocConfig bean 注冊到 reader 中
AnnotationConfigApplicationContext 的 register 方法:

//AnnotationConfigApplicationContext.class
public void register(Class... annotatedClasses) {
    //參數非空效驗
    Assert.notEmpty(annotatedClasses, "At least one annotated class must be specified"); 
    //調用 AnnotatedBeanDefinitionReader 的 register 方法
    this.reader.register(annotatedClasses); 
}

上述方法主要是調用了 AnnotatedBeanDefinitionReader 的 register 方法:

//AnnotatedBeanDefinitionReader.class
public void register(Class... annotatedClasses) {
    for (Class annotatedClass : annotatedClasses) {
        registerBean(annotatedClass);
    }
}

上述方法循環調用了 AnnotatedBeanDefinitionReader 的 registerBean 方法:

//AnnotatedBeanDefinitionReader.class
public void registerBean(Class annotatedClass) {
    doRegisterBean(annotatedClass, null, null, null);
}

上述方法調用了 AnnotatedBeanDefinitionReader 的 doRegisterBean 方法,這個方法比較長,需要重點關注:

//AnnotatedBeanDefinitionReader.class
 void doRegisterBean(Class annotatedClass, @Nullable Supplier instanceSupplier, @Nullable String name,
        @Nullable Class[] qualifiers, BeanDefinitionCustomizer... definitionCustomizers) {

    //用 BeanDefinition 包裝 iocConfig
    AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(annotatedClass); 
    
    //此段代碼用于處理 Conditional 注解,在特定條件下阻斷 bean 的注冊
    //本例中此處不會 return
    //3.1
    if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) { 
        return;
    }

    //用來創建 bean 的 supplier,會替代掉 bean 本身的創建方法
    //instanceSupplier 一般情況下為 null
    abd.setInstanceSupplier(instanceSupplier); 

    //此行代碼處理 scope 注解,本例中 scope 是默認值 singleton
    //3.2
    ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);
    abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName()); 

    //bean name 在本例中為自動生成的 iocConfig
    //3.3
    String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry)); 

    //特定注解解析,本例中均不做操作
    //3.4
    AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd); 

    //本例中 qualifiers 傳入的是 null
    //3.5
    if (qualifiers != null) { 
        for (Class qualifier : qualifiers) {
            if (Primary.class == qualifier) {
                abd.setPrimary(true);
            }
            else if (Lazy.class == qualifier) {
                abd.setLazyInit(true);
            }
            else {
                abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));
            }
        }
    }

    //本例中 definitionCustomizers 傳入的是 null
    //3.6
    for (BeanDefinitionCustomizer customizer : definitionCustomizers) { 
        customizer.customize(abd);
    }

    //用 BeanDefinitionHolder 包裝 BeanDefinition
    BeanDefinitionHolder definitionHolder 
        = new BeanDefinitionHolder(abd,beanName); 
    
    //此行代碼與動態代理和 scope 注解有關,但是在本案例中沒有做任何操作,只是返回了傳入的 definitionHolder
    //3.7
    definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry); 

    //iocConfig 注冊
    // 3.8
    BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry); 
}
3.1

看一下上述方法的片段:

if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) { 
    return;
}

首先需要了解到 abd 的 getMetadata() 方法會獲取到 abd 中的 metadata 對象。

該對象是一個 StandardAnnotationMetadata 的實例化對象,在創建的時候會利用 java.Class 中的 api 獲取 bean 中所有的注解,并保存為一個數組:

//StandardAnnotationMetadata.class
public StandardAnnotationMetadata(Class introspectedClass, boolean nestedAnnotationsAsMap) {
    //此處的 introspectedClass 即為 bean 的 class
    //父類的構造器用于內部保存 bean 的 class
    super(introspectedClass);
    //獲取所有的注解
    this.annotations = introspectedClass.getAnnotations();
    //nestedAnnotationsAsMap 暫時用不上,按下不表
    //nestedAnnotationsAsMap = true
    this.nestedAnnotationsAsMap = nestedAnnotationsAsMap;
}

conditionEvaluator 是一個注解解析器,在 AnnotatedBeanDefinitionReader 創建的時候在其構造方法內被創建:

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

追蹤 conditionEvaluator 的 shouldSkip(...) 方法:

//ConditionEvaluator.class
public boolean shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    return shouldSkip(metadata, null); //調用自身的重載方法
}

//ConditionEvaluator.class
public boolean shouldSkip(@Nullable AnnotatedTypeMetadata metadata, @Nullable ConfigurationPhase phase) {
    //metadata 在此處不為 null
    //判斷 bean 是否使用了 Conditional 注解
    if (metadata == null || !metadata.isAnnotated(Conditional.class.getName())) {
        //如果 metadata為空或者 bean 沒有使用 Conditional 注解,就會返回 false
        return false; 
    }

    //第一次調用該方法的時候,phase 為 null
    if (phase == null) {
        //下列源碼規整一下,其實是四個條件:
        //1 bean.metadata 是 AnnotationMetadata 或其子類
        //2 bean 使用了 Configuration 注解
        //3 bean 不是一個接口
        //4 bean 使用了 Component、ComponentScan、Import、ImportResource 這四個注解之一,或者使用了 Bean 注解
        //這四個條件中滿足 1、2 或者 1、3、4 就會進入 if 語句中
        //請注意,對于 config bean 來說,只要使用了 Conditional 注解,必然會進入到語句中
        if (metadata instanceof AnnotationMetadata &&
                ConfigurationClassUtils.isConfigurationCandidate((AnnotationMetadata) metadata)) {
            return shouldSkip(metadata, ConfigurationPhase.PARSE_CONFIGURATION);
        }
        return shouldSkip(metadata, ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN);
    }

    List conditions = new ArrayList<>();
    //getConditionClasses(metadata) 會獲取到 Conditional 注解中的 value 數組
    for (String[] conditionClasses : getConditionClasses(metadata)) {
        //遍歷數組
        for (String conditionClass : conditionClasses) {
            //利用反射獲取實例化數組內的 class
            Condition condition = getCondition(conditionClass, this.context.getClassLoader());
            conditions.add(condition); //獲取所有的 canditionClass 并以次存入到列表中
        }
    }

    //利用了 List 自帶的排序 api 進行排序
    AnnotationAwareOrderComparator.sort(conditions);

    for (Condition condition : conditions) {
        ConfigurationPhase requiredPhase = null;
        if (condition instanceof ConfigurationCondition) {
            requiredPhase = ((ConfigurationCondition) condition).getConfigurationPhase();
        }

        //對于 Conditional 內的 value 并非是實現 ConfigurationCondition 接口的 class,requiredPhase == null 必然為 true;對于實現了該接口的 class,requiredPhase == phase 必然為 true
        //所以要注意,如果 value class 的 matches(...) 方法返回 false,則會在此處阻斷 bean 的注冊
        if ((requiredPhase == null || requiredPhase == phase) && !condition.matches(this.context, metadata)) {
            return true;
        }
    }

    //正常情況下,做完所有檢查工作之后還是會返回 false
    return false;
}

可以看到這個方法其實是 Conditional 注解的解析器,對于未使用這個注解的 bean,直接就返回了,不會繼續往下走。

先來看一下 Conditional 的源碼:

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD}) //可以標注在類和方法上方
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //注解生命周期
@Documented //javadoc 相關
public @interface Conditional {
    //class 數組
    //這個數組里的值必須要是實現了 Condition 接口的類
    //注意這個 value 沒有默認值,如果要使用該注解就必須要填入
    Class[] value();
}

順便來看一下 Condition 接口:

public interface Condition {

    //這個方法會返回一個 boolean 值,如果為 true,則將繼承該接口的類注入到 Conditional 修飾的 bean 中
    boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata);
}

conditional 的具體內容有待研究,不展開。

3.2

看下方代碼片段:

ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);
abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName()); 

scopeMetadataResolver 是一個定義在 AnnotatedBeanDefinitionReader 里的 AnnotationScopeMetadataResolver 對象。顧名思義,其主要作用是解析 scope 標簽。

先來看一下 Scope 注解的定義源碼:

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD}) //可以標注在類和方法上方
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //注解生命周期
@Documented //javadoc 相關
public @interface Scope {

    //value 是平時開發中最常用到的 scope 屬性,用來設置是否是單例模式
    //在處理注解的時候 value 屬性會被轉化成 scopeName 屬性來看待
    //所以兩個屬性其實是一樣的
    String value() default "";
    String scopeName() default "";
    //代理模式設置,默認為無代理
    ScopedProxyMode proxyMode() default ScopedProxyMode.DEFAULT;
}

ScopedProxyMode 是一個枚舉類,沒有任何處理業務邏輯的代碼,一同放在這里:

public enum ScopedProxyMode {
    DEFAULT,        //不使用代理,default 和 no 是等價的
    NO,
    INTERFACES,        //使用 jdk 自帶的動態代理 api 進行創建
    TARGET_CLASS;    //target-class 模式,需要使用 cglib 進行 bean 的創建
 }

AnnotationScopeMetadataResolver 的 resolveScopeMetadata(...) 方法具體實現如下:

//AnnotationScopeMetadataResolver.class
public ScopeMetadata resolveScopeMetadata(BeanDefinition definition) {
    //創建一個 metadata 對象用于返回
    ScopeMetadata metadata = new ScopeMetadata();

    if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
        AnnotatedBeanDefinition annDef = (AnnotatedBeanDefinition) definition;
        //從 bean 的注解里尋找 scope 這個注解
        AnnotationAttributes attributes = AnnotationConfigUtils.attributesFor(
                annDef.getMetadata(), this.scopeAnnotationType);

        //如果 bean 確實是用了 scope 注解
        if (attributes != null) {
            metadata.setScopeName(attributes.getString("value")); //存入 scope 的 value 屬性值
            //獲取 proxyMode 屬性值
            ScopedProxyMode proxyMode = attributes.getEnum("proxyMode");
            //default 和 no 是等同的,默認會轉化成 no 進行處理
            if (proxyMode == ScopedProxyMode.DEFAULT) {
                //this.defaultProxyMode = ScopedProxyMode.NO
                proxyMode = this.defaultProxyMode;
            }
            metadata.setScopedProxyMode(proxyMode); //存入 scope 的 proxyMode 屬性值
        }
    }
    //沒有使用 scope 的情況下會返回一個新建的 metadata
    return metadata;
}

annDef.getMetadata() 會獲取到一個 AnnotationMetadata 對象,里面包含了 bean 的所有注解信息。

scopeAnnotationType 是一個定義在 AnnotationScopeMetadataResolver 里的 Class 對象:

protected Class scopeAnnotationType = Scope.class;

可見 AnnotationConfigUtils 的 attributesFor(...) 就是去注解集里查找 scope 注解,并且封裝成一個 AnnotationAttributes 返回。
AnnotationAttributes 是 Spring 用來存儲注解所定義的一種數據結構,本質上是一個 LinkedHashMap。

再回到本小節最上方的代碼:

abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName()); 

最后其實 BeanDefinition 只接收了 scopeName,而沒有接收 proxyMode。proxyMode 屬性會在后面代碼中用到。

3.3

看下方代碼片段:

String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry)); 

beanNameGenerator 是一個定義在 AnnotatedBeanDefinitionReader 里的 AnnotationBeanNameGenerator 對象,顧名思義用來生成 bean 的名稱:

private BeanNameGenerator beanNameGenerator = new AnnotationBeanNameGenerator();

追蹤一下 generateBeanName(...) 方法:

//AnnotationBeanNameGenerator.class
public String generateBeanName(BeanDefinition definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
    
    if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
        //determineBeanNameFromAnnotation(...) 方法會從 bean 的所有注解里去遍歷搜尋 bean 名稱
        String beanName = determineBeanNameFromAnnotation((AnnotatedBeanDefinition) definition);
        //如果此處的 beanName 非空,則表明在注解里找到了定義的 bean 名稱
        if (StringUtils.hasText(beanName)) {
            // Explicit bean name found.
            return beanName;
        }
    }
    //沒有在前面 return,證明 bean 沒有被設置名稱,則在此處默認生成一個名稱
    return buildDefaultBeanName(definition, registry);
}

看一眼 buildDefaultBeanName(...) 方法:

//AnnotationBeanNameGenerator.class
protected String buildDefaultBeanName(BeanDefinition definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
    return buildDefaultBeanName(definition);
}

其實這個方法只用到了 definition,而沒有使用到傳入的 registry。

繼續追蹤代碼實現:

//AnnotationBeanNameGenerator.class
protected String buildDefaultBeanName(BeanDefinition definition) {
    //該處返回的是 bean 的整個 class 路徑和名稱
    String beanClassName = definition.getBeanClassName();
    //beanClassName 非空判斷
    Assert.state(beanClassName != null, "No bean class name set");
    //截掉 class 的路徑,只取 class 名稱
    String shortClassName = ClassUtils.getShortName(beanClassName);
    //將首字母小寫并返回
    return Introspector.decapitalize(shortClassName);
}
3.4

看下方代碼實現:

AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd); 

追蹤這行代碼:

//AnnotationConfigUtils.class
public static void processCommonDefinitionAnnotations(AnnotatedBeanDefinition abd) {
    //調用重載方法
    processCommonDefinitionAnnotations(abd, abd.getMetadata());
}

//AnnotationConfigUtils.class
static void processCommonDefinitionAnnotations(AnnotatedBeanDefinition abd, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
    //檢查 lazy 注解
    AnnotationAttributes lazy = attributesFor(metadata, Lazy.class);
    if (lazy != null) {
        abd.setLazyInit(lazy.getBoolean("value"));
    }else if (abd.getMetadata() != metadata) {
        //這里還有一個補充檢查,如果傳入的 metadata 不是 abd 內部的 metadata的話,還會繼續進來判斷一次
        //在本例中沒什么必要
        lazy = attributesFor(abd.getMetadata(), Lazy.class);
        if (lazy != null) {
            abd.setLazyInit(lazy.getBoolean("value"));
        }
    }

    //檢查 primary 注解
    if (metadata.isAnnotated(Primary.class.getName())) {
        abd.setPrimary(true);
    }

    //檢查 dependsOn 注解
    AnnotationAttributes dependsOn = attributesFor(metadata, DependsOn.class);
    if (dependsOn != null) {
        abd.setDependsOn(dependsOn.getStringArray("value"));
    }

    //檢查 role 注解
    AnnotationAttributes role = attributesFor(metadata, Role.class);
    if (role != null) {
        abd.setRole(role.getNumber("value").intValue());
    }

    //檢查 description 注解
    AnnotationAttributes description = attributesFor(metadata, Description.class);
    if (description != null) {
        abd.setDescription(description.getString("value"));
    }
}

其實上述代碼的主體都是類似的,步驟都是嘗試從 metadata 中獲取特定注解,如果獲取到了就將其作為一個屬性值 set 進 abd 中。

這里需要強調 abd 就是要注冊的 bean 的 BeanDefinition 包裝對象。

本例中沒有用到上述的注解,所以均為 null。

3.5

看下方代碼:

if (qualifiers != null) {
    //在 qualifiers 不為 null 的情況下會遍歷該集合,并將當中的所有的元素解析出來,進行業務操作
    for (Class qualifier : qualifiers) {
        if (Primary.class == qualifier) {
            abd.setPrimary(true);
        }else if (Lazy.class == qualifier) {
            abd.setLazyInit(true);
        }else {
            abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));
        }
    }
}

上述代碼是針對 qualifier 注解的解析,和 3.4 很類似。

AutowireCandidateQualifier 是注解的包裝類,儲存了一個特定注解的名字和 value。abd 的 addQualifier(...) 方法會將這個創建出來的包裝類存儲到一個 map 對象里。

3.6

看下方代碼:

for (BeanDefinitionCustomizer customizer : definitionCustomizers) { 
    customizer.customize(abd);
}

這段代碼是 Spring5 中新加入的。根據注釋,官方應該是留下這個接口用以讓開發者通過 lambda 表達式去定義 bean。

3.7

看下方代碼:

definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry); 

先來追蹤 applyScopedProxyMode(...) 方法:

//AnnotationConfigUtils.class
static BeanDefinitionHolder applyScopedProxyMode(
            ScopeMetadata metadata, BeanDefinitionHolder definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
    //先判斷 scope 注解的使用
    ScopedProxyMode scopedProxyMode = metadata.getScopedProxyMode();
    if (scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.NO)) {
        return definition;
    }
    //判斷具體使用哪種模式
    boolean proxyTargetClass = scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.TARGET_CLASS);
    //此行代碼會連向 spring-aop 包下的類來處理
    return ScopedProxyCreator.createScopedProxy(definition, registry, proxyTargetClass);
}

注意,此處傳入的 metadata 是上述 3.2 小節中新建出來并返回的對象:

ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);

對于一般沒有使用 scope 注解或者 scope 注解為默認的 bean,此時 scopedProxyMode 是等于 ScopedProxyMode.NO 的。

對于 scopedProxyMode 不為 NO 的 bean,均為需要使用動態代理進行創建的對象,區別只是使用 jdk 自帶的 api 還是使用 cglib 包。

追蹤一下 ScopedProxyCreator 的 createScopedProxy(...) 方法:

//ScopedProxyCreator.class
public static BeanDefinitionHolder createScopedProxy(
            BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry, boolean proxyTargetClass) {
    return ScopedProxyUtils.createScopedProxy(definitionHolder, registry, proxyTargetClass);
}

繼續追蹤:

//ScopedProxyUtils.class
public static BeanDefinitionHolder createScopedProxy(BeanDefinitionHolder definition,
            BeanDefinitionRegistry registry, boolean proxyTargetClass) {
    //bean 的名稱
    String originalBeanName = definition.getBeanName();
    //bean 的 BeanDefinition 包裝類
    BeanDefinition targetDefinition = definition.getBeanDefinition();
    //在 bean 的名稱前面加上字符串 "scopedTarget." ,拼成 targetBeanName
    //比如 scopedTarget.iocConfig
    String targetBeanName = getTargetBeanName(originalBeanName);

    //以下代碼用來組裝一個動態代理的工廠 bean,這個 bean 是用來動態代理的主體
    RootBeanDefinition proxyDefinition = new RootBeanDefinition(ScopedProxyFactoryBean.class);
    proxyDefinition.setDecoratedDefinition(new BeanDefinitionHolder(targetDefinition, targetBeanName));
    proxyDefinition.setOriginatingBeanDefinition(targetDefinition);
    proxyDefinition.setSource(definition.getSource());
    proxyDefinition.setRole(targetDefinition.getRole());

    proxyDefinition.getPropertyValues().add("targetBeanName", targetBeanName);
    if (proxyTargetClass) {
        targetDefinition.setAttribute(AutoProxyUtils.PRESERVE_TARGET_CLASS_ATTRIBUTE, Boolean.TRUE);
    }else {
        proxyDefinition.getPropertyValues().add("proxyTargetClass", Boolean.FALSE);
    }
    proxyDefinition.setAutowireCandidate(targetDefinition.isAutowireCandidate());
    proxyDefinition.setPrimary(targetDefinition.isPrimary());
    if (targetDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
        proxyDefinition.copyQualifiersFrom((AbstractBeanDefinition) targetDefinition);
    }
    targetDefinition.setAutowireCandidate(false);
    targetDefinition.setPrimary(false);

    //此處的 targetDefinition 是傳入的 bean 的包裝類
    //這一步會提前將該 bean 進行注冊
    //注冊過程見 2.2
    registry.registerBeanDefinition(targetBeanName, targetDefinition);

    //返回的其實是動態代理所需要的工廠 bean
    return new BeanDefinitionHolder(proxyDefinition, originalBeanName, definition.getAliases());
}

scope 的具體內容有待研究,不展開。

3.8

在上例代碼中的這一行中:

BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);

傳入的 definitionHolder 就是 iocConfig bean 的包裝對象;而傳入的 registry 就是在 ApplicationContext 中實例化的 BeanFactory,此處具體而言就是DefaultListableBeanFactory。

繼續追蹤這行代碼的內部實現:

//BeanDefinitionReaderUtils.class
public static void registerBeanDefinition(
        BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    //獲取bean的名稱
    String beanName = definitionHolder.getBeanName();

    //調用 AnnotationConfigApplicationContext 的 registerBeanDefinition 方法
    //注冊過程見 2.2
    registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());

    //處理bean的別名,本例中沒有別名,不進入循環
    String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
    if (aliases != null) {
        for (String alias : aliases) {
            registry.registerAlias(beanName, alias);
        }
    }
}

alias 的具體內容有待研究,不展開。

到此為止,iocConfig bean 已經被注冊到 bean factory 中。

To Be Continued ...

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