Spring源码分析Spring BeanFactory 是怎么创建的？

Spring创建 BeanFactory 的方式

按照Bean的配置方式手动创建可以分为两种：

• 使用XMl配置的Bean
  这种方式使用xml配置文件配置Bean的信息并且设置扫描的路径，扫描到的包可以使用注解进行配置Bean信息，一般来说手动创建BeanFactory容器的实现类为ClassPathXmlApplicationContext 和SystemFileXmlApplicationContext，设置xml的路径即可创建出IOC容器。

  例如：

  ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:spring-test.xml");
  User user = context.getBean(User.class);

• 使用注解配置的Bean

  这种方式不使用xml配置文件，全部基于注解方式配置Bean的信息，比如使用@Component、@Configuration进行Bean的配置，实现类为AnnotationConfigApplicationContext 设置扫描的包，然后调用refresh方法进行IOC容器的创建。

  例如：

  AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
  context.scan("com.redwinter.test");
  context.refresh();

但是一般来说开发中都是使用web容器进行IOC容器的创建的，比如tomcat容器、jetty容器、undertow容器、netty容器，在Spring中有一个BeanFactory的实现类：GenericApplicationContext，他的子类有一个叫GenericWebApplicationContext，在Spring Boot中，就是通过实现这个类完成Web容器的创建+IOC容器的创建的。在Spring Boot中有个类叫ServletWebServerApplicationContext就是继承了GenericWebApplicationContext这个类，然后ServletWebServerApplicationContext中有个属性叫webServer，这个是一个接口，这个接口对应的实现就是Web容器的实现：

public class ServletWebServerApplicationContext extends GenericWebApplicationContext
		implements ConfigurableWebServerApplicationContext {
	public static final String DISPATCHER_SERVLET_NAME = "dispatcherServlet";
	// web 容器，实现类有TomcatWebServer、JettyWebServer、NettyWebServer、UndertowWebServer
	private volatile WebServer webServer;
	// .... 去掉其他代码
	}

本文介绍使用XML配置文件手动创建IOC容器的方式

Spring 使用Xml启动IOC容器

根据上一篇文章https://www.cnblogs.com/redwinter/p/16151489.htmlSpring Bean IOC 的创建流程种的第一个方法AbstractApplicationContext#prepareRefresh前戏准备工作继续解读AbstractApplicationContext#refresh方法中的第二方法AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory获取BeanFactory，这个方法会创建一个DefaultListableBeanFactory 默认的可列出Bean的工厂。

AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory中主要是刷新BeanFactory，源码如下：

@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
  // 如果有BeanFactory 就销毁掉并关闭
  if (hasBeanFactory()) {
    destroyBeans();
    closeBeanFactory();
  }
  try {
    // 直接new一个BeanFactory 实现出来 DefaultListableBeanFactory
    DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
    // 根据上一步创建BeanFactory创建的Id进行获取
    beanFactory.setSerializationId(getId());
    // 定制化BanFactory ,比如设置allowBeanDefinitionOverriding 和allowCircularReferences 的属性
    customizeBeanFactory(beanFactory);
    // 加载BeanDefinitions 从xml 和注解定义的Bean
    // 从configLocations -> String[] -> String -> Resource[] -> Resource -> InputStream -> Document -> 解析成一个一个的BeanDefinition 对象
    loadBeanDefinitions(beanFactory);
    this.beanFactory = beanFactory;
  }
  catch (IOException ex) {
    throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
  }
}

• 首先判断是否已经有BeanFactory了，如果有就销毁掉并且关闭工厂
• 直接创建一个BeanFactory，默认就是使用new DefaultListableBeanFactory，不过在创建的过程中可能会默认初始化一些属性，比如：allowBeanDefinitionOverriding 和allowCircularReferences 允许Bean覆盖和解决循环依赖的问题，还有就是BeanFactory的序列化id等属性。
• 设置序列化id
• 定制BeanFactory，这里是一个扩展点，你可以对BeanFactory进行定制
• 加载BeanDefinition，这里从XML配置文件中去加载，这里面的逻辑非常的复杂繁琐
• 将创建的BeanFactory设置出去

定制个性化的BeanFactory

在customizeBeanFactory(beanFactory);这个方法中，spring设置了两个属性，一个是设置是否可以覆盖Bean，一个是否允许循环依赖，源码如下：

protected void customizeBeanFactory(DefaultListableBeanFactory beanFactory) {
  // 可以定制设置是否允许Bean覆盖
  if (this.allowBeanDefinitionOverriding != null) {
    beanFactory.setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
  }
  // 可以定制设置是否允许循环依赖
  if (this.allowCircularReferences != null) {
    beanFactory.setAllowCircularReferences(this.allowCircularReferences);
  }
}

spring提供了这个扩展点，那么我们就可以定制BeanFactory，比如我们新建一个类继承ClassPathXmlApplicationContext，然后重写customizeBeanFactory这个方法：

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
public class MyClassPathXmlApplicationContext extends ClassPathXmlApplicationContext {

	public MyClassPathXmlApplicationContext(String... configLocation) throws BeansException {
		super(configLocation);
	}

	@Override
	protected void customizeBeanFactory(DefaultListableBeanFactory beanFactory) {
		// 扩展点 设置不去处理循环依赖或者beanDefinition覆盖
		super.setAllowBeanDefinitionOverriding(true);
         // 设置不允许循环依赖
		super.setAllowCircularReferences(false);
        // 调用父类的方法
		super.customizeBeanFactory(beanFactory);
	}

}

创建两个类，并且设置为循环依赖：

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
@Service
public class PersonService {

	@Autowired
	private UserService userService;

	public void test() {
		System.out.println(userService);
	}
}

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
@Service
public class UserService {
	@Autowired
	private PersonService personService;

	public void test(){
		System.out.println(personService);
	}
}

创建之后然后使用自定义的MyClassPathXmlApplicationContext类进行启动：

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
public class BeanCreate {

  @Test
  public void classPathXml() {
    //		ClassPathXmlApplicationContext context = new     ClassPathXmlApplicationContext("classpath:spring-test.xml");
    ClassPathXmlApplicationContext context = new                       MyClassPathXmlApplicationContext("classpath:spring-test.xml");
    UserService userService = context.getBean(UserService.class);
	userService.test();
  }
}

启动之后发现报错了：

四月 19, 2022 1:26:55 下午 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext refresh
警告: Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'personService': Unsatisfied dependency expressed through field 'userService'; nested exception is org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'userService': Unsatisfied dependency expressed through field 'personService'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException: Error creating bean with name 'personService': Requested bean is currently in creation: Is there an unresolvable circular reference?

如果设置为true，那么启动不会报错了并且输出了：

com.redwinter.test.service.PersonService@6fc6f14e

BeanDefinition 的加载

在刷新BeanFactory的方法中，有个方法叫loadBeanDefinitions，这个方法就是进行BeanDefinition的加载的，他的大致流程是这样的：

在BeanDefinition加载的过程中，有个关键点可以让我们自定义标签进行BeanDefinition的加载和解析，在设置解析器的时候，Spring是这样设置解析器的：

public DelegatingEntityResolver(@Nullable ClassLoader classLoader) {
		// 创建dtd解析器
		this.dtdResolver = new BeansDtdResolver();
		// 创建schema 解析器
		// 在Debug的时候，这里会调用toString方法，然后去调用getSchemaMappings 方法，将schemaMappings 设置属性进去
		this.schemaResolver = new PluggableSchemaResolver(classLoader);
	}

在Spring中一般解析XML文件的时候都是从网上下载对应的标签解析，比如Spring配置文件中的https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.1.xsd ，但是一般来说都是不需要进行下载的，Spring提供了本地文件的xsd文件，这些xsd文件就配置在META-INF/spring.schemas文件中进行配置，由于文件中内容比较多我就不复制出来了。

在Spring进行xml解析之前会创建一个namespace的处理器的解析器：

public NamespaceHandlerResolver getNamespaceHandlerResolver() {
  if (this.namespaceHandlerResolver == null) {
    // 创建默认的namespace处理器解析器，加载spring.handlers中配置的处理器
    this.namespaceHandlerResolver = createDefaultNamespaceHandlerResolver();
  }
  return this.namespaceHandlerResolver;
}

这里创建的namespace处理器就是放在META-INF/spring.handlers文件中，比如util标签、context标签的都是在这个文件中配置的处理器，对于util标签的namespace处理器如下：

public class UtilNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {

	private static final String SCOPE_ATTRIBUTE = "scope";

	@Override
	public void init() {
		// 注册constant标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("constant", new ConstantBeanDefinitionParser());
		// 注册property-path标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("property-path", new PropertyPathBeanDefinitionParser());
		// 注册list标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("list", new ListBeanDefinitionParser());
		// 注册set标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("set", new SetBeanDefinitionParser());
		// 注册map标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("map", new MapBeanDefinitionParser());
		// 注册properties标签的解析器
		registerBeanDefinitionParser("properties", new PropertiesBeanDefinitionParser());
	}
  // ....省略其他代码
}

这些处理器加载完之后就会进行BeanDefinition的解析：

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
  if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
    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;
        // 如果节点是默认的命名空间则使用默认的解析
        if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
          parseDefaultElement(ele, delegate);
        }
        else {
          // 定制的namespace标签
          delegate.parseCustomElement(ele);
        }
      }
    }
  }
  else {
    delegate.parseCustomElement(root);
  }
}


private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
  // 解析import节点
  if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
    importBeanDefinitionResource(ele);
  }
  // 解析alias 别名节点
  else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
    processAliasRegistration(ele);
  }
  // 解析bean节点
  else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
    processBeanDefinition(ele, delegate);
  }
  // 解析beans节点
  else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
    // recurse
    doRegisterBeanDefinitions(ele);
  }
}

解析完之后就会调用注册，将解析到的BeanDefinition放在beanDefinitionMap和beanDefinitionNames集合中，最终完成了BeanDefinition的加载过程。

现在开发基本都是使用Spring Boot，是全注解方式，这种BeanDefinition的加载实际上就是指定了一个包的扫描，然后扫描这些包下标记了@Configuration、@Component、@Service、@Controller等注解的类。感兴趣的可以去看下AnnotationConfigApplicationContext这个类是如何扫描的。

这就是Spring BeanFactory的创建过程，并且包括了BeanDefinition的加载过程，接下来我们进行自定义标签，让spring进行解析。