Spring解密之XML解析与Bean注册示例详解

2024-07-13 10:16:38

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供稿：网友

为什么开始看spring的源码

半路转行写代码快一年半了,从开始工作就在使用spring框架,虽然会用,会搭框架,但是很多时候不懂背后的原理,比如:spring是怎样控制事务的,springmvc是怎样处理请求的,aop是如何实现的...这让人感觉非常不踏实,那就开始慢慢边看书边研究spring的源码吧!!!

怎样高效的看源码

我的答案是带着具体的问题去看源码,不然非常容易陷入源码细节中不能自拔,然后就晕了,最后你发现这看了半天看的是啥玩意啊.

引言

Spring是一个开源的设计层面框架，解决了业务逻辑层和其他各层的松耦合问题，将面向接口的编程思想贯穿整个系统应用，同时它也是Java工作中必备技能之一…

由于记录的是Spring源码分析的过程，详细用法就不一一赘述了

核心代码

<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"); //整个资源加载的切入点。 reader.loadBeanDefinitions(resource); }}

解密

DefaultListableBeanFactory 是 Spring 注册及加载 bean 的默认实现，整个Spring Ioc模板中它可以称得上始祖。

跟踪DefaultListableBeanFactory，可以发现如下代码块，该设计的目的是什么？

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

举例来说，当 A 中有属性 B 时，那么 Spring 在获取属性 A 时，如果发现属性 B 未实例化则会自动实例化属性 B，这也是Spring中提供的一个重要特性，在某些情况下 B 不会被初始化，比如实现了 BeanNameAware 接口。

Spring中是这样介绍的：自动装配时忽略给定的依赖接口，比如通过其他方式解析Application上下文注册依赖，类似于 BeanFactory 通过 BeanFactoryAware 进行的注入或者 ApplicationContext 通过 ApplicationContextAware 进行的注入。

资源管理

通过 Resource 接口来实现对 File、URL、Classpath 等资源的管理，Resource 负责对配置文件进行读取，即将配置文件封装为 Resource，然后交给 XmlBeanDefinitionReader 来处理。

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XML 解析

XmlBeanDefinitionReader 是 Spring 资源文件读取、解析、注册的实现，要重点关注该类。

跟踪reader.loadBeanDefinitions(resource); ，我们可以见到如下核心代码（剔除注释和抛出异常）

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(); } }}

上文代码首先对 Resource 做了一次编码操作，目的就是担心 XML 存在编码问题

仔细观察InputSource inputSource = new InputSource(inputStream); ，它的包名居然是org.xml.sax，所以我们可以得出Spring采用的是SAX解析，使用 InputSource 来决定如何读取 XML 文件。

最后将准备的数据通过参数传入到真正核心处理部分 doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource())

获取 Document

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

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());}

首先通过 getValidationModeForResource 获取 XML 文件的验证模式(DTD 或者 XSD)，可以自己设置验证方式，默认是开启 VALIDATION_AUTO 即自动获取验证模式的，通过 InputStream 读取 XML 文件，检查是否包含 DOCTYPE 单词，包含的话就是 DTD，否则返回 XSD。

常见的 XML 文件验证模式有:

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 方法中涉及到一个 EntityResolver 参数

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

何为 EntityResolver ? 官方解释: 如果 SAX 应用程序需要实现自定义处理外部实体，则必须实现此接口，并使用 setEntityResolver 方法向SAX 驱动器注册一个实例。也就是说，对于解析一个 xml，sax 首先会读取该 xml 文档上的声明，根据声明去寻找相应的 DTD 定义，以便对文档的进行验证，默认的寻找规则，(即:网络下载，通过 XML 声明的 DTD URI地址来下载 DTD的定义)，并进行认证，下载的过程是一个漫长的过程，而且当网络不可用时，这里会报错，就是因为相应的 dtd 没找到。

EntityResolver 的作用是项目本身就可以提供一个如何寻找 DTD 声明的方法，即由程序来实现寻找 DTD 的过程，这样就避免了通过网络来寻找相应的声明。

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3.EntityResolver 接受两个参数:

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

3.1 定义bean.xml文件，内容如下（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/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"></beans>

解析到如下两个参数:

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

3.2 定义bean.xml文件，内容如下（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>

解析到如下两个参数:

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

3.3 Spring 使用 DelegatingEntityResolver 来解析 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; }}

我们可以看到针对不同的模式，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），然后去当前路径下寻找
XSD：采用 PluggableSchemaResolver 解析，默认加载 META-INF/Spring.schemas 文件下与 systemId 所对应的 XSD 文件

注册 Bean

看完解析XML校验后，继续跟踪代码，看 Spring 是如何根据 Document 注册 Bean 信息

public class XmlBeanDefinitionReader { public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException { // 创建DocumentReader BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader(); // 记录统计前的 BeanDefinition 数 int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount(); // 注册 BeanDefinition documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); // 记录本次加载 BeanDefinition 的个数 return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore; }}

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)); }}

跟踪 documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource)); ，其中 doc 是通过前面代码块中 loadDocument 转换出来的，这个方法主要目的就是提取出 root 节点（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); }}

跟踪 doRegisterBeanDefinitions(root) ，我们将看到如下处理流程

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

首先对 profile 解析（比较常见的玩法就是不同 profile 初始化的 bean 对象不同，实现多环境）

接下来的解析使用了模板方法模式，其中 preProcessXml 和 postProcessXml 都是空方法，为的就是方便之后的子类在解析前后进行一些处理。只需要覆写这两个方法即可。

解析并注册 BeanDefinition，该部分代码比较简单

public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader { /** * 解析 root 节点下的其它节点 import", "alias", "bean". * @param root节点名称 */ 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); } } /** * 处理 Bean 标签，然后将其注册到注册表中去 */ 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 类的 parseBeanDefinitionElement 方法进行元素解析，返回 BeanDefinitionHolder 类型的实例 bdHolder（包含了配置文件的各个属性class、name、id、alias等）
当返回的 bdHolder 不为空的情况下，若默认标签的子节点存在自定义属性，则再次对自定义标签进行解析
解析完毕后，委托 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition();对 bdHolder 进行注册
发送注册事件，告知相关监听 Bean 已经注册成功了

总结

熬过几个无人知晓的秋冬春夏，撑过去一切都会顺着你想要的方向走…

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对VeVb武林网的支持。

说点什么

全文代码：https://gitee.com/battcn/battcn-spring-source/tree/master/Chapter1

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