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ClassPathXmlApplicationContext的注册方式
源码分析基于Spring4.3
从ClassPathXmlApplicationContext入口，最终都会调用到
/* * 使用给定父级创建新的ClassPathXmlApplicationContext，从给定的XML文件加载定义信息。 * 加载所有的bean 定义信息并且创建所有的单例 * 或者，在进一步配置上下文之后手动调用刷新。 */ public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException { super(parent); setConfigLocations(configLocations); if (refresh) { refresh(); } }
上述注释的解释如是说：在容器的启动过程中，初始化过程中所有的bean都是单例存在的
自动刷新
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("xxx.xml");
就等同于手动刷新
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(); context.register("xxx.xml"); context.refresh()；
上述一共有三条链路，下面来一一分析
加载父子容器
首先是加载并初始化父容器的方法
1、第一个出场的是ClassPathXmlApplicationContext，它是一个独立的应用程序上下文，从类路径获取上下文定义文件，能够将普通路径解析为包含包路径的类路径资源名称。它可以支持Ant-Style(路径匹配原则)，它是一站式应用程序的上下文，考虑使用GenericApplicationContext类结合XmlBeanDefinitionReader来设置更灵活的上下文配置。
Ant-Style 路径匹配原则，例如 "mypackages/application-context.xml" 可以用"mypackages/*-context.xml" 来替换。
⚠️注意： 如果有多个上下文配置，那么之后的bean定义将覆盖之前加载的文件。这可以用来通过额外的XML文件故意覆盖某些bean定义
2、随后不紧不慢走过来的不是一个完整的somebody，AbstractXmlApplicationContext, 它是为了方便ApplicationContext的实现而出现的(抽象类一个很重要的思想就是适配)。
AbstractXmlApplicationContext 的最主要作用就是通过创建一个XML阅读器解析ClassPathXmlApplicationContext 注册的配置文件。它有两个最主要的方法 loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 和 loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader)
3、下一个缓缓出场的是 AbstractRefreshableConfigApplicationContext ，它就像是中间人的角色，并不作多少工作，很像古代丞相的奏折要呈递给皇上，它的作用就相当于是拿奏折的角色。它用作XML应用程序上下文实现的基类，例如ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext和XmlWebApplicationContext
4、当老板的一般都比较听小秘的，那么AbstractRefreshableApplicationContext就扮演了小秘的角色，它是ApplicationContext的基类，支持多次调用refresh()方法，每次都会创建一个新的内部bean factory实例。继承 AbstractRefreshableApplicationContext 需要唯一实现的方法就是loadBeanDefinitions，在每一次调用刷新方法的时候。一个具体的实现是加载bean定义信息的DefaultListableBeanFactory。
5、但是只有小秘给老板递交请辞不行，中间还要有技术leader 来纵览大局，向上与老板探讨公司发展计划，在下领导新人做项目打硬仗(这种男人真的很有魅力哈哈哈)，但是技术leader也不能干完所有的工作，他还需要交给手下的程序员去帮他完成具体的工作，程序员接到一项工作，看看有没有可复用的项目和开源类库，发现有可用的，直接把"引用"链接过去就可以了。这就是容器的初始化工作，但是这一步的流程还没有结束，你还得时刻记住你是给boss干活的。
public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) { // 交给其他程序员去完成的工作 this(); // 明确自己的老板是谁 setParent(parent); } public AbstractApplicationContext() { this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver(); } // 返回 ResourcePatternResolver 去解析资源实例中的匹配模式，默认的是 PathMatchingResourcePatternResolver 支持 Ant-Style 模式。 protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() { return new PathMatchingResourcePatternResolver(this); } // 此时的resourceLoader 就是ClassPathXmlApplicationContext 对象。 public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) { Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null"); this.resourceLoader = resourceLoader; }
你需要一些程序员帮你做具体的编码工作，也需要明确你是公司的员工，需要听从老板的，所以你需要明确老板是谁
@Override public void setParent(@Nullable ApplicationContext parent) { this.parent = parent; if (parent != null) { Environment parentEnvironment = parent.getEnvironment(); if (parentEnvironment instanceof ConfigurableEnvironment) { getEnvironment().merge((ConfigurableEnvironment) parentEnvironment); } } }
但是这个时候老板出差了，不在了(因为传过来的parent 是 null)，所以你需要自己做一些decision。至此，第一条线路就分析完成了。
配置路径解析
第二条线路，ApplicationContext中的 setConfigLocations(configLocations)
// 参数传过来的是可变参数，可变参数是一个数组，也就是说，你可以传递多个配置文件，用","分隔起来。 public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) { if (locations != null) { Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null"); // configlocations 是一个可为空的String数组，可以为null，为null可以进行手动注册。 this.configLocations = new String[locations.length]; // 解析数组中的每一个配置文件的路径。 for (int i = 0; i < locations.length; i++) { this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim(); } } // 默认是直接创建了一个 ClassPathXmlApplicationContext 的无参数的构造函数，采用手动注册的方式。 else { this.configLocations = null; } }
关键点：路径解析方法 : AbstractRefreshableConfigApplicationContext 中的 resolvePath(locations[i]).trim(); 来看看是如何进行路径解析的
// 解析给定的路径，必要时用相应的环境属性值替换占位符。应用于路径配置。 protected String resolvePath(String path) { return getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path); }
涉及两个方法，AbstractRefreshableConfigApplicationContext 中的
getEnvironment() 和 validateRequiredProperties()，先来看第一个
getEnvironment()
// 以配置的形式返回此应用程序上下文的Environment，来进一步自定义 // 如果没有指定，则通过初始化默认的环境。 @Override public ConfigurableEnvironment getEnvironment() { if (this.environment == null) { // 使用默认的环境配置 this.environment = createEnvironment(); } return this.environment; }
下面来看一下createEnvironment()如何初始化默认的环境：
// 创建并返回一个 StandardEnvironment，子类重写这个方法为了提供 // 一个自定义的 ConfigurableEnvironment 实现。 protected ConfigurableEnvironment createEnvironment() { // StandardEnvironment 继承AbstractEnvironment，而AbstractEnvironment // 实现了ConfigurableEnvironment return new StandardEnvironment(); }
其实很简单，也只是new 了一个StandardEnvironment() 的构造器而已。StandardEnvironment是什么？非web应用程序的Environment 的标准实现。他实现了AbstractEnvironment 抽象类，下面是具体的继承树：
StandardEnvironment是AbstractEnvironment的具体实现，而AbstractEnvironment又是继承了ConfigurableEnvironment接口，提供了某些方法的具体实现，ConnfigurableEnvironment 继承了Environment，而Environment 和 ConfigurablePropertyResolver 同时继承了PropertyResolver
下面来看一下StandardEnvironment() 的源码：
public class StandardEnvironment extends AbstractEnvironment { // 系统属性资源名称 public static final String SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemEnvironment"; // JVM系统属性资源名： public static final String SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME = "systemProperties"; //为标准的Java 环境 自定义合适的属性文件 @Override protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) { propertySources.addLast(new MapPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties())); propertySources.addLast(new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment())); } }
现在读者就会产生疑问，不是说new出来一个标准的StandardEnvironment 实现吗，但是StandardEnvironment并没有默认的构造方法啊？这是什么回事呢？
其实StandardEnvironment 的构造方法是 AbstractEnvironment：
public AbstractEnvironment() { // 实现自定义属性资源的方法，也就是StandardEnvironment中customizePropertySources() customizePropertySources(this.propertySources); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Initialized " + getClass().getSimpleName() + " with PropertySources " + this.propertySources); } }
上述的customizePropertySources 由StandardEnvironment 来实现，具体如下
@Override protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) { propertySources.addLast(new MapPropertySource(SYSTEM_PROPERTIES_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemProperties())); propertySources.addLast(new SystemEnvironmentPropertySource(SYSTEM_ENVIRONMENT_PROPERTY_SOURCE_NAME, getSystemEnvironment())); }
由于容器在刚起步的时候 propertySources 是null，所以添加完系统环境
(systemEnvironment)和系统属性(systemProperties) 之后，会变成下图所示
如何获取系统属性和如何获取系统环境没有往下跟，有兴趣的读者可以继续沿用。
大致截一个图，里面大概的属性是这样
systemProperties
systemEnvironment
另外一个是 resolveRequiredPlaceholders，它是由 PropertyResolver 超顶级接口定义的方法
// 在给定的text 参数中解析${} 占位符，将其替换为getProperty 解析的相应属性值。 // 没有默认值的无法解析的占位符将导致抛出IllegalArgumentException。 String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException;
由 AbstractPropertyResolver 子类来实现，且看AbstractPropertyResolver 的继承树
具体实现的方法如下：
// 传递进来的文本就是解析过的 配置文件 SimpleName @Override public String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException { if (this.strictHelper == null) { this.strictHelper = createPlaceholderHelper(false); } return doResolvePlaceholders(text, this.strictHelper); } // 调用createPlaceholderHelper private PropertyPlaceholderHelper createPlaceholderHelper(boolean ignoreUnresolvablePlaceholders) { return new PropertyPlaceholderHelper(this.placeholderPrefix, this.placeholderSuffix, this.valueSeparator, ignoreUnresolvablePlaceholders); } ----------------------------PropertyPlaceholderHelper------------------------------- // PropertyPlaceholderHelper加载的时候会把下面的特殊字符放进去 static { wellKnownSimplePrefixes.put("}", "{"); wellKnownSimplePrefixes.put("]", "["); wellKnownSimplePrefixes.put(")", "("); } /* 创建一个新的 PropertyPlaceholderHelper 使用提供的前缀 和 后缀 * 参数解释：placeholderPrefix 占位符开头的前缀 * placeholderSuffix 占位符结尾的后缀 * valueSeparator 占位符变量和关联的默认值 之间的分隔符 * ignoreUnresolvablePlaceholders 指示是否应忽略不可解析的占位符。 */ public PropertyPlaceholderHelper(String placeholderPrefix, String placeholderSuffix, @Nullable String valueSeparator, boolean ignoreUnresolvablePlaceholders) { Assert.notNull(placeholderPrefix, "'placeholderPrefix' must not be null"); Assert.notNull(placeholderSuffix, "'placeholderSuffix' must not be null"); this.placeholderPrefix = placeholderPrefix; this.placeholderSuffix = placeholderSuffix; String simplePrefixForSuffix = wellKnownSimplePrefixes.get(this.placeholderSuffix); if (simplePrefixForSuffix != null && this.placeholderPrefix.endsWith(simplePrefixForSuffix)) { this.simplePrefix = simplePrefixForSuffix; } else { this.simplePrefix = this.placeholderPrefix; } this.valueSeparator = valueSeparator; this.ignoreUnresolvablePlaceholders = ignoreUnresolvablePlaceholders; }
解析完成占位符之后，需要做真正的解析，调用AbstractPropertyResolver中的doResolvePlaceholders 方法。
private String doResolvePlaceholders(String text, PropertyPlaceholderHelper helper) { return helper.replacePlaceholders(text, new PropertyPlaceholderHelper.PlaceholderResolver() { @Override public String resolvePlaceholder(String placeholderName) { return getPropertyAsRawString(placeholderName); } }); }
PlaceholderResolver是 PropertyPlaceholderHelper类的内部类，这是一种匿名内部类的写法，它真正调用的就是PropertyPlaceholderHelper`中的 replacePlaceholders 方法，具体如下：
// 将格式为 ${name} 的占位符替换为从提供 PlaceholderResolver 返回的值。 public String replacePlaceholders(String value, PlaceholderResolver placeholderResolver) { Assert.notNull(value, "'value' must not be null"); return parseStringValue(value, placeholderResolver, new HashSet<String>()); } protected String parseStringValue( String value, PlaceholderResolver placeholderResolver, Set<String> visitedPlaceholders) { StringBuilder result = new StringBuilder(value); int startIndex = value.indexOf(this.placeholderPrefix); // 判断指定的占位符有无 ${ 存在，没有的话直接返回 while (startIndex != -1) { int endIndex = findPlaceholderEndIndex(result, startIndex); if (endIndex != -1) { String placeholder = result.substring(startIndex + this.placeholderPrefix.length(), endIndex); String originalPlaceholder = placeholder; if (!visitedPlaceholders.add(originalPlaceholder)) { throw new IllegalArgumentException( "Circular placeholder reference '" + originalPlaceholder + "' in property definitions"); } // Recursive invocation, parsing placeholders contained in the placeholder key. placeholder = parseStringValue(placeholder, placeholderResolver, visitedPlaceholders); // Now obtain the value for the fully resolved key... String propVal = placeholderResolver.resolvePlaceholder(placeholder); if (propVal == null && this.valueSeparator != null) { int separatorIndex = placeholder.indexOf(this.valueSeparator); if (separatorIndex != -1) { String actualPlaceholder = placeholder.substring(0, separatorIndex); String defaultValue = placeholder.substring(separatorIndex + this.valueSeparator.length()); propVal = placeholderResolver.resolvePlaceholder(actualPlaceholder); if (propVal == null) { propVal = defaultValue; } } } if (propVal != null) { // Recursive invocation, parsing placeholders contained in the // previously resolved placeholder value. propVal = parseStringValue(propVal, placeholderResolver, visitedPlaceholders); result.replace(startIndex, endIndex + this.placeholderSuffix.length(), propVal); if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Resolved placeholder '" + placeholder + "'"); } startIndex = result.indexOf(this.placeholderPrefix, startIndex + propVal.length()); } else if (this.ignoreUnresolvablePlaceholders) { // Proceed with unprocessed value. startIndex = result.indexOf(this.placeholderPrefix, endIndex + this.placeholderSuffix.length()); } else { throw new IllegalArgumentException("Could not resolve placeholder '" + placeholder + "'" + " in value \"" + value + "\""); } visitedPlaceholders.remove(originalPlaceholder); } else { startIndex = -1; } } return result.toString(); }
直白一点，上述过程就是用来判断有没有 ${} 这个占位符，如果有的话就进入下面的判断逻辑，把${}中的值替换为 PlaceholderResolver 返回的值，如果没有的话，就直接返回。
容器刷新
在经过上述的准备工作完成后，接下来就是整个IOC，DI和AOP的核心步骤了，也是Spring框架的灵魂。由于源码太多，设计范围太广，本篇只分析刷新预处理应该做的事：我们都知道，无论你加载的是哪一种上下文环境，最终都会调用 AbstractApplicationContext 的refresh()方法，此方法是一切加载、解析、注册、销毁的核心方法，采用了工厂的设计思想。
// 完成IoC容器的创建及初始化工作 @Override public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { // 1： 刷新前的准备工作。 prepareRefresh(); // 告诉子类刷新内部bean 工厂。 // 2：创建IoC容器（DefaultListableBeanFactory）,加载解析XML文件（最终存储到Document对象中） // 读取Document对象，并完成BeanDefinition的加载和注册工作 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // 3： 对IoC容器进行一些预处理（设置一些公共属性） prepareBeanFactory(beanFactory); try { // 4: 允许在上下文子类中对bean工厂进行后处理。 postProcessBeanFactory(beanFactory); // 5： 调用BeanFactoryPostProcessor后置处理器对BeanDefinition处理 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // 6： 注册BeanPostProcessor后置处理器 registerBeanPostProcessors(beanFactory); // 7： 初始化一些消息源（比如处理国际化的i18n等消息源） initMessageSource(); // 8： 初始化应用事件多播器 initApplicationEventMulticaster(); // 9： 初始化一些特殊的bean onRefresh(); // 10： 注册一些监听器 registerListeners(); // 11： 实例化剩余的单例bean（非懒加载方式） // 注意事项：Bean的IoC、DI和AOP都是发生在此步骤 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // 12： 完成刷新时，需要发布对应的事件 finishRefresh(); } catch (BeansException ex) { if (logger.isWarnEnabled()) { logger.warn("Exception encountered during context initialization - " + "cancelling refresh attempt: " + ex); } // 销毁已经创建的单例避免占用资源 destroyBeans(); // 重置'active' 标签。 cancelRefresh(ex); // 传播异常给调用者 throw ex; } finally { // 重置Spring核心中的常见内省缓存，因为我们可能不再需要单例bean的元数据了... resetCommonCaches(); } } }
刷新容器之刷新预处理
此步骤的主要作用在于：准备刷新的上下文，设置启动的时间和active的标志作为扮演属性资源初始化的角色。
protected void prepareRefresh() { this.startupDate = System.currentTimeMillis(); this.closed.set(false); this.active.set(true); if (logger.isInfoEnabled()) { logger.info("Refreshing " + this); } // 初始化environment 上下文中的占位符属性资源 initPropertySources(); // 验证标记为必需的所有属性是否可解析 getEnvironment().validateRequiredProperties(); // 允许收集早期的ApplicationEvents this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<>(); }
这里面有两处代码需要说明：initPropertySources这个方法是需要子类进行实现的，默认是不会做任何事情的；getEnvironment() 这个方法由于上述的源码分析过程中，已经默认创建了 createEnvironment,所以这段代码是直接返回的
@Override public ConfigurableEnvironment getEnvironment() { if (this.environment == null) { this.environment = createEnvironment(); } return this.environment; }
下面只剩下了validateRequiredProperties()的分析，不着急，看源码不能着急，要怀着这个世界很美好的心情去看。
首先在 ConfigurablePropertyResolver 接口中定义了
validateRequiredProperties 方法
// 验证每一个被setRequiredProperties 设置的属性存在并且解析非空值，会抛出 // MissingRequiredPropertiesException 异常如果任何一个需要的属性没有被解析。 void validateRequiredProperties() throws MissingRequiredPropertiesException;
在抽象子类AbstractPropertyResolver 中被重写
@Override public void validateRequiredProperties() { // 属性找不到抛出异常的对象 MissingRequiredPropertiesException ex = new MissingRequiredPropertiesException(); for (String key : this.requiredProperties) { if (this.getProperty(key) == null) { ex.addMissingRequiredProperty(key); } } if (!ex.getMissingRequiredProperties().isEmpty()) { throw ex; } }
因为在我们的源码分析中，没有看到任何操作是在对 requiredProperties 进行添加操作，也就是如下：
@Override public void setRequiredProperties(String... requiredProperties) { if (requiredProperties != null) { for (String key : requiredProperties) { this.requiredProperties.add(key); } } }
所以，此时的 requiredProperties 这个set集合是null， 也就不存在没有解析的元素了。
本篇到此就结束了，下一篇文章会进行源码分析的下一个步骤： 创建IOC容器以及Bean的解析。
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