[TOC]
## Spring IOC 實現原理簡要解析
### 1\. 初始化
大致單步跟了下Spring IOC的初始化過程,整個脈絡很龐大,初始化的過程主要就是**讀取XML資源,并解析,最終注冊到Bean Factory中**:

在完成初始化的過程后,Bean們就在BeanFactory中蓄勢以待地等調用了。下面通過一個具體的例子,來詳細地學習一下初始化過程,例如當加載下面一個bean:
```
<bean id="XiaoWang" class="com.springstudy.talentshow.SuperInstrumentalist">
<property name="instruments">
<list>
<ref bean="piano"/>
<ref bean="saxophone"/>
</list>
</property>
</bean>
```
加載時需要讀取、解析、注冊bean,這個過程具體的調用棧如下所示:

下面對每一步的關鍵的代碼進行詳細分析:
#### 1.1 準備
**保存配置位置,并刷新**
在調用ClassPathXmlApplicationContext后,先會將配置位置信息保存到configLocations,供后面解析使用,之后,會調用`AbstractApplicationContext`的refresh方法進行刷新:
```
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh,
ApplicationContext parent) throws BeansException {
super(parent);
// 保存位置信息,比如`com/springstudy/talentshow/talent-show.xml`
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
// 刷新
refresh();
}
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
}
}
```
**創建載入BeanFactory**
```
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
// ... ...
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
// ... ...
loadBeanDefinitions(beanFactory);
// ... ...
}
```
**創建XMLBeanDefinitionReader**
```
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
throws BeansException, IOException {
// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
// ... ...
// Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
// then proceed with actually loading the bean definitions.
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
```
#### 1.2 讀取
**創建處理每一個resource**
```
public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources)
throws BeanDefinitionStoreException {
// ... ...
// 通過Location來讀取Resource
Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
// ... ...
}
public int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(resources, "Resource array must not be null");
int counter = 0;
for (Resource resource : resources) {
// 載入每一個resource
counter += loadBeanDefinitions(resource);
}
return counter;
}
```
**處理XML每個元素**
```
protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
// ... ...
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)) {
// 處理每個xml中的元素,可能是import、alias、bean
parseDefaultElement(ele, delegate);
}
else {
delegate.parseCustomElement(ele);
}
}
}
// ... ...
}
```
**解析和注冊bean**
```
protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
// 解析
BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
if (bdHolder != null) {
bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
try {
// 注冊
// 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));
}
}
```
#### 1.3 解析

**處理每個Bean的元素**
```
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {
// ... ...
// 創建beandefinition
AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
parseMetaElements(ele, bd);
parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
// 處理“Constructor”
parseConstructorArgElements(ele, bd);
// 處理“Preperty”
parsePropertyElements(ele, bd);
parseQualifierElements(ele, bd);
// ... ...
}
```
**處理屬性的值**
```
public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) {
String elementName = (propertyName != null) ?
"<property> element for property '" + propertyName + "'" :
"<constructor-arg> element";
// ... ...
if (hasRefAttribute) {
// 處理引用
String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
if (!StringUtils.hasText(refName)) {
error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
}
RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
ref.setSource(extractSource(ele));
return ref;
}
else if (hasValueAttribute) {
// 處理值
TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
valueHolder.setSource(extractSource(ele));
return valueHolder;
}
else if (subElement != null) {
// 處理子類型(比如list、map等)
return parsePropertySubElement(subElement, bd);
}
// ... ...
}
```
#### 1.4 注冊
```
public static void registerBeanDefinition(
BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
throws BeanDefinitionStoreException {
// Register bean definition under primary name.
String beanName = definitionHolder.getBeanName();
registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());
// Register aliases for bean name, if any.
String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
if (aliases != null) {
for (String alias : aliases) {
registry.registerAlias(beanName, alias);
}
}
}
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
// ......
// 將beanDefinition注冊
this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
// ......
}
```
注冊過程中,最核心的一句就是:`this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition)`,也就是說注冊的實質就是以beanName為key,以beanDefinition為value,將其put到HashMap中。
### 2\. 注入依賴
當完成初始化IOC容器后,如果bean沒有設置lazy-init(延遲加載)屬性,那么bean的實例就會在初始化IOC完成之后,及時地進行初始化。初始化時會先建立實例,然后根據配置利用反射對實例進行進一步操作,具體流程如下所示:

**創建bean的實例**
創建bean的實例過程函數調用棧如下所示:

**注入bean的屬性**
注入bean的屬性過程函數調用棧如下所示:

在創建bean和注入bean的屬性時,都是在doCreateBean函數中進行的,我們重點看下:
```
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd,
final Object[] args) {
// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
// 創建bean的實例
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// ... ...
// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
try {
// 初始化bean的實例,如注入屬性
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
if (exposedObject != null) {
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
}
// ... ...
}
```
理解了以上兩個過程,我們就可以自己實現一個簡單的Spring框架了。
參考資料:
[Spring-IOC核心源碼學習](https://yikun.github.io/2015/05/29/Spring-IOC%E6%A0%B8%E5%BF%83%E6%BA%90%E7%A0%81%E5%AD%A6%E4%B9%A0/)
[深入Spring IOC 容器源碼分析](https://javadoop.com/post/spring-ioc)
- 一.JVM
- 1.1 java代碼是怎么運行的
- 1.2 JVM的內存區域
- 1.3 JVM運行時內存
- 1.4 JVM內存分配策略
- 1.5 JVM類加載機制與對象的生命周期
- 1.6 常用的垃圾回收算法
- 1.7 JVM垃圾收集器
- 1.8 CMS垃圾收集器
- 1.9 G1垃圾收集器
- 2.面試相關文章
- 2.1 可能是把Java內存區域講得最清楚的一篇文章
- 2.0 GC調優參數
- 2.1GC排查系列
- 2.2 內存泄漏和內存溢出
- 2.2.3 深入理解JVM-hotspot虛擬機對象探秘
- 1.10 并發的可達性分析相關問題
- 二.Java集合架構
- 1.ArrayList深入源碼分析
- 2.Vector深入源碼分析
- 3.LinkedList深入源碼分析
- 4.HashMap深入源碼分析
- 5.ConcurrentHashMap深入源碼分析
- 6.HashSet,LinkedHashSet 和 LinkedHashMap
- 7.容器中的設計模式
- 8.集合架構之面試指南
- 9.TreeSet和TreeMap
- 三.Java基礎
- 1.基礎概念
- 1.1 Java程序初始化的順序是怎么樣的
- 1.2 Java和C++的區別
- 1.3 反射
- 1.4 注解
- 1.5 泛型
- 1.6 字節與字符的區別以及訪問修飾符
- 1.7 深拷貝與淺拷貝
- 1.8 字符串常量池
- 2.面向對象
- 3.關鍵字
- 4.基本數據類型與運算
- 5.字符串與數組
- 6.異常處理
- 7.Object 通用方法
- 8.Java8
- 8.1 Java 8 Tutorial
- 8.2 Java 8 數據流(Stream)
- 8.3 Java 8 并發教程:線程和執行器
- 8.4 Java 8 并發教程:同步和鎖
- 8.5 Java 8 并發教程:原子變量和 ConcurrentMap
- 8.6 Java 8 API 示例:字符串、數值、算術和文件
- 8.7 在 Java 8 中避免 Null 檢查
- 8.8 使用 Intellij IDEA 解決 Java 8 的數據流問題
- 四.Java 并發編程
- 1.線程的實現/創建
- 2.線程生命周期/狀態轉換
- 3.線程池
- 4.線程中的協作、中斷
- 5.Java鎖
- 5.1 樂觀鎖、悲觀鎖和自旋鎖
- 5.2 Synchronized
- 5.3 ReentrantLock
- 5.4 公平鎖和非公平鎖
- 5.3.1 說說ReentrantLock的實現原理,以及ReentrantLock的核心源碼是如何實現的?
- 5.5 鎖優化和升級
- 6.多線程的上下文切換
- 7.死鎖的產生和解決
- 8.J.U.C(java.util.concurrent)
- 0.簡化版(快速復習用)
- 9.鎖優化
- 10.Java 內存模型(JMM)
- 11.ThreadLocal詳解
- 12 CAS
- 13.AQS
- 0.ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue的實現原理
- 1.DelayQueue的實現原理
- 14.Thread.join()實現原理
- 15.PriorityQueue 的特性和原理
- 16.CyclicBarrier的實際使用場景
- 五.Java I/O NIO
- 1.I/O模型簡述
- 2.Java NIO之緩沖區
- 3.JAVA NIO之文件通道
- 4.Java NIO之套接字通道
- 5.Java NIO之選擇器
- 6.基于 Java NIO 實現簡單的 HTTP 服務器
- 7.BIO-NIO-AIO
- 8.netty(一)
- 9.NIO面試題
- 六.Java設計模式
- 1.單例模式
- 2.策略模式
- 3.模板方法
- 4.適配器模式
- 5.簡單工廠
- 6.門面模式
- 7.代理模式
- 七.數據結構和算法
- 1.什么是紅黑樹
- 2.二叉樹
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- 十.Redis
- 0.快速復習回顧Redis
- 1.通俗易懂的Redis數據結構基礎教程
- 2.分布式鎖(一)
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- 7.Scan
- 8.redis緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透
- 9.Redis為什么是單線程、及高并發快的3大原因詳解
- 10.布隆過濾器你值得擁有的開發利器
- 11.Redis哨兵、復制、集群的設計原理與區別
- 12.redis的IO多路復用
- 13.相關redis面試題
- 14.redis集群
- 十一.中間件
- 1.RabbitMQ
- 1.1 RabbitMQ實戰,hello world
- 1.2 RabbitMQ 實戰,工作隊列
- 1.3 RabbitMQ 實戰, 發布訂閱
- 1.4 RabbitMQ 實戰,路由
- 1.5 RabbitMQ 實戰,主題
- 1.6 Spring AMQP 的 AMQP 抽象
- 1.7 Spring AMQP 實戰 – 整合 RabbitMQ 發送郵件
- 1.8 RabbitMQ 的消息持久化與 Spring AMQP 的實現剖析
- 1.9 RabbitMQ必備核心知識
- 2.RocketMQ 的幾個簡單問題與答案
- 2.Kafka
- 2.1 kafka 基礎概念和術語
- 2.2 Kafka的重平衡(Rebalance)
- 2.3.kafka日志機制
- 2.4 kafka是pull還是push的方式傳遞消息的?
- 2.5 Kafka的數據處理流程
- 2.6 Kafka的腦裂預防和處理機制
- 2.7 Kafka中partition副本的Leader選舉機制
- 2.8 如果Leader掛了的時候,follower沒來得及同步,是否會出現數據不一致
- 2.9 kafka的partition副本是否會出現腦裂情況
- 十二.Zookeeper
- 0.什么是Zookeeper(漫畫)
- 1.使用docker安裝Zookeeper偽集群
- 3.ZooKeeper-Plus
- 4.zk實現分布式鎖
- 5.ZooKeeper之Watcher機制
- 6.Zookeeper之選舉及數據一致性
- 十三.計算機網絡
- 1.進制轉換:二進制、八進制、十六進制、十進制之間的轉換
- 2.位運算
- 3.計算機網絡面試題匯總1
- 十四.Docker
- 100.面試題收集合集
- 1.美團面試常見問題總結
- 2.b站部分面試題
- 3.比心面試題
- 4.騰訊面試題
- 5.哈羅部分面試
- 6.筆記
- 十五.Storm
- 1.Storm和流處理簡介
- 2.Storm 核心概念詳解
- 3.Storm 單機版本環境搭建
- 4.Storm 集群環境搭建
- 5.Storm 編程模型詳解
- 6.Storm 項目三種打包方式對比分析
- 7.Storm 集成 Redis 詳解
- 8.Storm 集成 HDFS 和 HBase
- 9.Storm 集成 Kafka
- 十六.Elasticsearch
- 1.初識ElasticSearch
- 2.文檔基本CRUD、集群健康檢查
- 3.shard&replica
- 4.document核心元數據解析及ES的并發控制
- 5.document的批量操作及數據路由原理
- 6.倒排索引
- 十七.分布式相關
- 1.分布式事務解決方案一網打盡
- 2.關于xxx怎么保證高可用的問題
- 3.一致性hash原理與實現
- 4.微服務注冊中心 Nacos 比 Eureka的優勢
- 5.Raft 協議算法
- 6.為什么微服務架構中需要網關
- 0.CAP與BASE理論
- 十八.Dubbo
- 1.快速掌握Dubbo常規應用
- 2.Dubbo應用進階
- 3.Dubbo調用模塊詳解
- 4.Dubbo調用模塊源碼分析
- 6.Dubbo協議模塊