Spring解密之XML解析與Bean注冊示例詳解

更新時間：2018年01月15日 10:06:53 作者：唐亞峰

這篇文章主要給大家介紹了關于Spring解密之XML解析與Bean注冊的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面小編來一起學習學習吧。

為什么開始看spring的源碼

半路轉(zhuǎn)行寫代碼快一年半了,從開始工作就在使用spring框架,雖然會用,會搭框架,但是很多時候不懂背后的原理,比如:spring是怎樣控制事務的,springmvc是怎樣處理請求的,aop是如何實現(xiàn)的...這讓人感覺非常不踏實,那就開始慢慢邊看書邊研究spring的源碼吧!!!

怎樣高效的看源碼

我的答案是帶著具體的問題去看源碼,不然非常容易陷入源碼細節(jié)中不能自拔,然后就暈了,最后你發(fā)現(xiàn)這看了半天看的是啥玩意啊.

引言

Spring是一個開源的設計層面框架，解決了業(yè)務邏輯層和其他各層的松耦合問題，將面向接口的編程思想貫穿整個系統(tǒng)應用，同時它也是Java工作中必備技能之一…

由于記錄的是Spring源碼分析的過程，詳細用法就不一一贅述了

核心代碼

<dependency>
 <groupId>org.springframework</groupId>
 <artifactId>spring-context</artifactId>
 <version>5.0.2.RELEASE</version>
</dependency>

用法

public class Application {
 public static void main(String[] args) {
 BeanDefinitionRegistry beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
 XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
 ClassPathResource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
 //整個資源加載的切入點。
 reader.loadBeanDefinitions(resource);
 }
}

解密

DefaultListableBeanFactory 是 Spring 注冊及加載 bean 的默認實現(xiàn)，整個Spring Ioc模板中它可以稱得上始祖。

跟蹤DefaultListableBeanFactory，可以發(fā)現(xiàn)如下代碼塊，該設計的目的是什么？

public AbstractAutowireCapableBeanFactory() {
 super();
 ignoreDependencyInterface(BeanNameAware.class);
 ignoreDependencyInterface(BeanFactoryAware.class);
 ignoreDependencyInterface(BeanClassLoaderAware.class);
}

舉例來說，當 A 中有屬性 B 時，那么 Spring 在獲取屬性 A 時，如果發(fā)現(xiàn)屬性 B 未實例化則會自動實例化屬性 B，這也是Spring中提供的一個重要特性，在某些情況下 B 不會被初始化，比如實現(xiàn)了 BeanNameAware 接口。

Spring中是這樣介紹的：自動裝配時忽略給定的依賴接口，比如通過其他方式解析Application上下文注冊依賴，類似于 BeanFactory 通過 BeanFactoryAware 進行的注入或者 ApplicationContext 通過 ApplicationContextAware 進行的注入。

資源管理

通過 Resource 接口來實現(xiàn)對 File、URL、Classpath 等資源的管理，Resource 負責對配置文件進行讀取，即將配置文件封裝為 Resource，然后交給 XmlBeanDefinitionReader 來處理。

XML 解析

XmlBeanDefinitionReader 是 Spring 資源文件讀取、解析、注冊的實現(xiàn)，要重點關注該類。

跟蹤reader.loadBeanDefinitions(resource); ，我們可以見到如下核心代碼（剔除注釋和拋出異常）

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
 try {
 InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
 try {
 InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
 if (encodedResource.getEncoding() != null) {
 inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
 }
 return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
 }
 finally {
 inputStream.close();
 }
 }
}

上文代碼首先對 Resource 做了一次編碼操作，目的就是擔心 XML 存在編碼問題

仔細觀察InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); ，它的包名居然是org.xml.sax，所以我們可以得出Spring采用的是SAX解析，使用 InputSource 來決定如何讀取 XML 文件。

最后將準備的數(shù)據(jù)通過參數(shù)傳入到真正核心處理部分 doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource())

獲取 Document

1.doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource()); ，省略若干catch和注釋

protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
 throws BeanDefinitionStoreException {
 try {
 Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
 return registerBeanDefinitions(doc, resource);
 }
}

2.doLoadDocument(inputSource, resource);

protected Document doLoadDocument(InputSource inputSource, Resource resource) throws Exception {
 return this.documentLoader.loadDocument(inputSource, getEntityResolver(), this.errorHandler,
 getValidationModeForResource(resource), isNamespaceAware());
}

首先通過 getValidationModeForResource 獲取 XML 文件的驗證模式(DTD 或者 XSD)，可以自己設置驗證方式，默認是開啟 VALIDATION_AUTO 即自動獲取驗證模式的，通過 InputStream 讀取 XML 文件，檢查是否包含 DOCTYPE 單詞，包含的話就是 DTD，否則返回 XSD。

常見的 XML 文件驗證模式有:

public class XmlValidationModeDetector {
 /**
 * Indicates that DTD validation should be used (we found a "DOCTYPE" declaration).
 */
 public static final int VALIDATION_DTD = 2;
 /**
 * Indicates that XSD validation should be used (found no "DOCTYPE" declaration).
 */
 public static final int VALIDATION_XSD = 3;
 public int detectValidationMode(InputStream inputStream) throws IOException {
 }
}

在 this.documentLoader.loadDocument 方法中涉及到一個 EntityResolver 參數(shù)

public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,
 ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception {
}

何為 EntityResolver ? 官方解釋: 如果 SAX 應用程序需要實現(xiàn)自定義處理外部實體，則必須實現(xiàn)此接口，并使用 setEntityResolver 方法向SAX 驅(qū)動器注冊一個實例。也就是說，對于解析一個 xml，sax 首先會讀取該 xml 文檔上的聲明，根據(jù)聲明去尋找相應的 DTD 定義，以便對文檔的進行驗證，默認的尋找規(guī)則，(即:網(wǎng)絡下載，通過 XML 聲明的 DTD URI地址來下載 DTD的定義)，并進行認證，下載的過程是一個漫長的過程，而且當網(wǎng)絡不可用時，這里會報錯，就是因為相應的 dtd 沒找到。

EntityResolver 的作用是項目本身就可以提供一個如何尋找 DTD 聲明的方法，即由程序來實現(xiàn)尋找 DTD 的過程，這樣就避免了通過網(wǎng)絡來尋找相應的聲明。

3.EntityResolver 接受兩個參數(shù):

public abstract InputSource resolveEntity (String publicId,String systemId)
 throws SAXException, IOException;

3.1 定義bean.xml文件，內(nèi)容如下（XSD模式）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
</beans>

解析到如下兩個參數(shù):

publicId: null
systemId: http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd

3.2 定義bean.xml文件，內(nèi)容如下（DTD模式）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE beans PUBLIC "-//SPRING//DTD BEAN 2.0//EN"
 "http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd">
<beans>
</beans>

解析到如下兩個參數(shù):

publicId: -//SPRING//DTD BEAN 2.0//EN
systemId: http://www.springframework.org/dtd/spring-beans.dtd

3.3 Spring 使用 DelegatingEntityResolver 來解析 EntityResolver

public class DelegatingEntityResolver {
 @Override
 @Nullable
 public InputSource resolveEntity(String publicId, @Nullable String systemId) throws SAXException, IOException {
 if (systemId != null) {
 if (systemId.endsWith(DTD_SUFFIX)) {
 return this.dtdResolver.resolveEntity(publicId, systemId);
 }
 else if (systemId.endsWith(XSD_SUFFIX)) {
 return this.schemaResolver.resolveEntity(publicId, systemId);
 }
 }
 return null;
 }
}

我們可以看到針對不同的模式，采用了不同的解析器

DTD：采用 BeansDtdResolver 解析，直接截取 systemId 最后的 *.dtd（如：spring-beans.dtd），然后去當前路徑下尋找
XSD：采用 PluggableSchemaResolver 解析，默認加載 META-INF/Spring.schemas 文件下與 systemId 所對應的 XSD 文件

注冊 Bean

看完解析XML校驗后，繼續(xù)跟蹤代碼，看 Spring 是如何根據(jù) Document 注冊 Bean 信息

public class XmlBeanDefinitionReader {
 public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
 // 創(chuàng)建DocumentReader
 BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
 // 記錄統(tǒng)計前的 BeanDefinition 數(shù)
 int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
 // 注冊 BeanDefinition
 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
 // 記錄本次加載 BeanDefinition 的個數(shù)
 return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
 }
}

注冊 Bean 的時候首先使用一個 BeanDefinitionParserDelegate 類來判斷是否是默認命名空間，實現(xiàn)是通過判斷 namespace uri 是否和默認的 uri 相等：

public class BeanDefinitionParserDelegate {
 public static final String BEANS_NAMESPACE_URI = "http://www.springframework.org/schema/beans";
 public boolean isDefaultNamespace(@Nullable String namespaceUri) {
 return (!StringUtils.hasLength(namespaceUri) || BEANS_NAMESPACE_URI.equals(namespaceUri));
 }
}

跟蹤 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); ，其中 doc 是通過前面代碼塊中 loadDocument 轉(zhuǎn)換出來的，這個方法主要目的就是提取出 root 節(jié)點（beans）

public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader {
 @Override
 public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
 this.readerContext = readerContext;
 logger.debug("Loading bean definitions");
 Element root = doc.getDocumentElement();
 doRegisterBeanDefinitions(root);
 }
}

跟蹤 doRegisterBeanDefinitions(root) ，我們將看到如下處理流程

protected void doRegisterBeanDefinitions(Element root) {
 // ...
 String profileSpec = root.getAttribute(PROFILE_ATTRIBUTE);
 // ... 
 // 空實現(xiàn)
 preProcessXml(root);
 parseBeanDefinitions(root, this.delegate);
 // 空實現(xiàn)
 postProcessXml(root);
 this.delegate = parent;
}

首先對 profile 解析（比較常見的玩法就是不同 profile 初始化的 bean 對象不同，實現(xiàn)多環(huán)境）

接下來的解析使用了模板方法模式，其中 preProcessXml 和 postProcessXml 都是空方法，為的就是方便之后的子類在解析前后進行一些處理。只需要覆寫這兩個方法即可。

解析并注冊 BeanDefinition，該部分代碼比較簡單

public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader {
 /**
 * 解析 root 節(jié)點下的其它節(jié)點 import", "alias", "bean".
 * @param root節(jié)點名稱
 */
 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;
 if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
 parseDefaultElement(ele, delegate);
 }
 else {
 delegate.parseCustomElement(ele);
 }
 }
 }
 }
 else {
 delegate.parseCustomElement(root);
 }
 }
 private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
 if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
 importBeanDefinitionResource(ele);
 }
 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
 processAliasRegistration(ele);
 }
 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
 processBeanDefinition(ele, delegate);
 }
 else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
 // recurse
 doRegisterBeanDefinitions(ele);
 }
 }
 /**
 * 處理 Bean 標簽，然后將其注冊到注冊表中去
 */
 protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
 BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
 if (bdHolder != null) {
 bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
 try {
 // 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));
 }
 }
}

委托 BeanDefinitionParserDelegate 類的 parseBeanDefinitionElement 方法進行元素解析，返回 BeanDefinitionHolder 類型的實例 bdHolder（包含了配置文件的各個屬性class、name、id、alias等）
當返回的 bdHolder 不為空的情況下，若默認標簽的子節(jié)點存在自定義屬性，則再次對自定義標簽進行解析
解析完畢后，委托 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition();對 bdHolder 進行注冊
發(fā)送注冊事件，告知相關監(jiān)聽 Bean 已經(jīng)注冊成功了

總結

熬過幾個無人知曉的秋冬春夏，撐過去一切都會順著你想要的方向走…

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

說點什么

全文代碼：https://gitee.com/battcn/battcn-spring-source/tree/master/Chapter1 （本地下載）

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