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源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化

分类: 文章 • 2022-10-15 19:14:10

IOC/DI

IOC(Inversion of Control)控制反转：所谓控制反转，就是把原先我们代码里面需要实现的对象创建、依赖的代码，反转给容器来帮忙实现。那么必然的我们需要创建一个容器，同时需要一种描述来让容器知道需要创建的对象与对象的关系。这个描述最具体表现就是我们可配置的文件。

DI( Dependency Injection )依赖注入：就是指对象是被动接受依赖类而不是自己主动去找，换句话说就是指对象不是从容器中查找它依赖的类，而是在容器实例化对象的时候主动将它依赖的类注入给它。

先从我们自己设计这样一个视角来考虑：对象和对象关系怎么表示？可以用 xml ， properties 文件等语义化配置文件表示。
描述对象关系的文件存放在哪里？可能是 classpath ， filesystem ，或者是 URL 网络资源， servletContext 等。

回到正题，有了配置文件，还需要对配置文件解析。不同的配置文件对对象的描述不一样，如标准的，自定义声明式的，如何统一？ 在内部需要有一个统一的关于对象的定义，所有外部的描述都必须转化成统一的描述定义。如何对不同的配置文件进行解析？需要对不同的配置文件语法，采用不同的解析器。

Spring IOC 体系结构

Spring Bean 的创建是典型的工厂模式，这一系列的 Bean 工厂，也就是 IOC 容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在 Spring 中有许多的 IOC 容器的实现供用户选择和使用，其相互关系如下：

源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化

其中 BeanFactory 作为最顶层的一个接口类，它定义了IOC容器的基本功能规范，BeanFactory有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和 AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是DefaultListableBeanFactory，他实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢？

查阅这些接口的源码和说明发现，每个接口都有他使用的场合，它主要是为了区分在Spring内部在操作过程中、对象的传递和转化过程中，对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的，而HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的，也就是每个 Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为。

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最基本的 IOC 容器接口 BeanFactory

public interface BeanFactory {
    //对 FactoryBean 的转义定义，因为如果使用 bean 的名字检索 FactoryBean 得到的对象是工厂生成的对象，
    //如果需要得到工厂本身，需要转义
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
    
    //根据 bean 的名字，获取在 IOC 容器中得到 bean 实例
    Object getBean(String name) throws BeansException;
    
    //根据 bean 的名字和 Class 类型来得到 bean 实例，增加了类型安全验证机制。
    Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
    
    //提供对 bean 的检索，看看是否在 IOC 容器有这个名字的 bean
    boolean containsBean(String name);
    
    //根据 bean 名字得到 bean 实例，并同时判断这个 bean 是不是单例
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    //得到 bean 实例的 Class 类型
    Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    //得到 bean 的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来
    String[] getAliases(String name);
}

在 BeanFactory 里只对 IOC 容器的基本行为作了定义，根本不关心你的bean是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口不关心。

而要知道工厂是如何产生对象的，我们需要看具体的IOC容器实现，Spring提供了许多IOC容器的实现。比如XmlBeanFactory，ClasspathXmlApplicationContext 等。其中 XmlBeanFactory 就是针对最基本的 IOC 容器的实现，这个 IOC 容器可以读取 XML 文件定义的 BeanDefinition（XML 文件中对 bean的描述），如果说 XmlBeanFactory 是容器中的屌丝，ApplicationContext 应该算容器中的高帅富。

ApplicationContext 是 Spring 提供的一个高级的 IOC 容器，它除了能够提供 IOC 容器的基本功能外，还为用户提供了以下的附加服务。
从 ApplicationContext 接口的实现，我们看出其特点：

  1. 支持信息源，可以实现国际化。（实现 MessageSource 接口）
  2. 访问资源。(实现 ResourcePatternResolver 接口，这个后面要讲)
  3. 支持应用事件。(实现 ApplicationEventPublisher 接口)

加载（BeanDefinition）

SpringIOC 容器管理了我们定义的各种 Bean 对象及其相互的关系，Bean 对象在 Spring 实现中是以BeanDefinition 来描述的，其继承体系如下：

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Bean 的解析过程非常复杂，功能被分的很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证有足够的灵活性，以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成：

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IOC 容器的初始化

IOC容器的初始化包括 BeanDefinition 的 Resource 定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以ApplicationContext为例讲解，ApplicationContext 系列容器也许是我们最熟悉的，因为 web 项目中使用的 XmlWebApplicationContext 就属于这个继承体系，还有 ClasspathXmlApplicationContext 等，其继承体系如下图所示：

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ApplicationContext允许上下文嵌套，通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于bean的查找可以在这个上下文体系中发生，首先检查当前上下文，其次是父上下文，逐级向上，这样为不同的 Spring应用提供了一个共享的 bean 定义环境。下面我们分别简单地演示一下两种 IOC 容器的创建过程。

一、XmlBeanFactory 的 IOC 容器流程

通过 XmlBeanFactory 的源码，我们可以发现：

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory{

    private final XmlBeanDefinitionReader reader;
    
    public XmlBeanFactory(Resource resource)throws BeansException{
        this(resource, null);
    }
    
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException{
        super(parentBeanFactory);
        this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }
}

调用全过程还原–定位（Resource）、加载（BeanDefinition）、注册（Register）

//根据 Xml 配置文件创建 Resource 资源对象，该对象中包含了 BeanDefinition 的信息
ClassPathResource resource = new ClassPathResource("application-context.xml");

//创建 DefaultListableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();

//创建 XmlBeanDefinitionReader 读取器，用于载入 BeanDefinition。
//之所以需要 BeanFactory 作为参数，是因为会将读取的信息回调配置给 factory
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);

//XmlBeanDefinitionReader 执行载入 BeanDefinition 的方法，最后会完成 Bean 的载入和注册。
//完成后 Bean 就成功的放置到 IOC 容器当中，以后我们就可以从中取得 Bean 来使用
reader.loadBeanDefinitions(resource);

通过前面的源码，this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this); 中其中 this 传的是factory 对象。

二、FileSystemXmlApplicationContext 的 IOC 容器流程

1、IOC 构造函数解剖

ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);

先看其构造函数，调用构造函数：

public class FileSystemXmlApplicationContext extends AbstractXmlApplicationContext {
    /**
    * Create a new FileSystemXmlApplicationContext, loading the definitions
    * from the given XML files and automatically refreshing the context.
    * @param configLocations array of file paths
    * @throws BeansException if context creation failed
    */
    public FileSystemXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
        // ——> 1
        this(configLocations, true, null); 
    }
    
    //实际调用
    public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh,ApplicationContext parent)throws BeansException {
        //引用父类构造方法 ——> 2
        super(parent);
        //定位--告诉读取器配置文件放在哪里，目的是为了加载配置 ——> 2
        setConfigLocations(configLocations);
        
        if (refresh) {
            //刷新 ——> 3
            refresh();
        }
    }
}

通过分析 FileSystemXmlApplicationContext 的源代码可以知道，在创建FileSystemXmlApplicationContext 容器时，构造方法做以下两项重要工作：首先，调用父类容器的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好Bean资源加载器。然后，再调用父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的setConfigLocations(configLocations)方法设置 Bean 定义资源文件的定位路径。

2、设置资源加载器和资源定位

通过追踪 FileSystemXmlApplicationContext 的继承体系，发现其父类的父类 AbstractApplicationContext 中初始化 IOC 容器所做的主要源码如下：

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader implements ConfigurableApplicationContext,DisposableBean {

    //静态初始化块，在整个容器创建过程中只执行一次
    static {
        //为了避免应用程序在 Weblogic8.1 关闭时出现类加载异常加载问题，
        //加载 IOC 容器关闭事件(ContextClosedEvent)类
        ContextClosedEvent.class.getName();
    }
    
    public AbstractApplicationContext() {
        this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
    }
    
    //FileSystemXmlApplicationContext 调用父类构造方法调用的就是该方法
    public AbstractApplicationContext(ApplicationContext parent) {
        this();
        setParent(parent);
    }
    
    //获取一个 Spring Source 的加载器用于读入 Spring Bean 定义资源文件
    protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
        //AbstractApplicationContext 继承 DefaultResourceLoader，因此也是一个资源加载器
        //Spring 资源加载器，其 getResource(String location)方法用于载入资源 ——> 2
        return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
    }
    ……
}

AbstractApplicationContext构造方法中调用PathMatchingResourcePatternResolver的构造方法创建 Spring 资源加载器：

public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) {
    Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null");
    //设置 Spring 的资源加载器
    this.resourceLoader = resourceLoader;
}

在设置容器的资源加载器之后，接下来 FileSystemXmlApplicationContext 执行 setConfigLocations() 方法通过调用其父类AbstractXmlApplicationContext的父类 AbstractRefreshableConfigApplicationContext 的方法进行对 Bean 定义资源文件的定位，该方法的源码如下：

//处理单个资源文件路径为一个字符串的情况 ——> 2
public void setConfigLocation(String location) {
    //String CONFIG_LOCATION_DELIMITERS = ",; /t/n";
    //即多个资源文件路径之间用” ,; /t/n”分隔，解析成数组形式
    setConfigLocations(StringUtils.tokenizeToStringArray(location, CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
}

//解析 Bean 定义资源文件的路径，处理多个资源文件字符串数组
public void setConfigLocations(String[] locations) {
    if (locations != null) {
        Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
        this.configLocations = new String[locations.length];
        for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
            // resolvePath 为同一个类中将字符串解析为路径的方法
            this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
        }
    }
    else {
        this.configLocations = null;
    }
}

通过这两个方法的源码我们可以看出，我们既可以使用一个字符串来配置多个Spring Bean定义资源文件，也可以使用字符串数组，即下面两种方式都是可以的：

A. ClasspathResource res = new ClasspathResource(“a.xml,b.xml,……”);多个资源文件路径之间可以是用” ,; /t/n”等分隔。

B. ClasspathResource res = new ClasspathResource(newString[]{“a.xml”,”b.xml”,……});至此，Spring IOC 容器在初始化时将配置的 Bean 定义资源文件定位为 Spring 封装的 Resource。

3、AbstractApplicationContext 的 refresh 函数载入 Bean 定义过程

Spring IOC 容器对 Bean 定义资源的载入是从 refresh()函数开始的，refresh()是一个模板方法，refresh()方法的作用是：在创建 IOC 容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在 refresh 之后使用的是新建立起来的 IOC 容器。refresh 的作用类似于对 IOC 容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入。

FileSystemXmlApplicationContext通过调用其父类AbstractApplicationContext 的 refresh()函数启动整个 IOC 容器对 Bean 定义的载入过程：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // Prepare this context for refreshing.
        //调用容器准备刷新的方法，获取容器的当时时间，同时给容器设置同步标识
        prepareRefresh();
        
        // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
        //告诉子类启动 refreshBeanFactory()方法，
        //Bean 定义资源文件的载入从子类的 refreshBeanFactory()方法启动 ——> 3
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        
        // Prepare the bean factory for use in this context.
        //为 BeanFactory 配置容器特性，例如类加载器、事件处理器等
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        
        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            //为容器的某些子类指定特殊的 BeanPost 事件处理器
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            
            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            //调用所有注册的 BeanFactoryPostProcessor 的 Bean
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            
            // Register bean processors that intercept bean creation.
            //为 BeanFactory 注册 BeanPost 事件处理器.
            //BeanPostProcessor 是 Bean 后置处理器，用于监听容器触发的事件
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            
            // Initialize message source for this context.
            //初始化信息源，和国际化相关.
            initMessageSource();
            
            // Initialize event multicaster for this context.
            //初始化容器事件传播器.
            initApplicationEventMulticaster();
            
            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            //调用子类的某些特殊 Bean 初始化方法
            onRefresh();
            
            // Check for listener beans and register them.
            //为事件传播器注册事件监听器.
            registerListeners();
            
            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
            //初始化所有剩余的单例 Bean.
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            
            // Last step: publish corresponding event.
            //初始化容器的生命周期事件处理器，并发布容器的生命周期事件
            finishRefresh();
        } catch (BeansException ex) {
            // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
            //销毁以创建的单态 Bean
            destroyBeans();
            
            // Reset 'active' flag.
            //取消 refresh 操作，重置容器的同步标识.
            cancelRefresh(ex);
            
            // Propagate exception to caller.
            throw ex;
        }
    }
}

refresh()方法主要为 IOC 容器 Bean 的生命周期管理提供条件，Spring IOC 容器载入 Bean 定义资源文件从其子类容器的 refreshBeanFactory()方法启动，所以整个 refresh()中“ConfigurableListableBeanFactory beanFactory =obtainFreshBeanFactory();”这句以后代码的都是注册容器的信息源和生命周期事件，载入过程就是从这句代码启动。

refresh()方法的作用是：在创建 IOC 容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在 refresh 之后使用的是新建立起来的 IOC 容器。refresh 的作用类似于对 IOC 容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入。（IOC容器一定是单例的）

AbstractApplicationContext类中的obtainFreshBeanFactory()方法调用子类容器的refreshBeanFactory()方法，启动容器载入 Bean 定义资源文件的过程，代码如下：

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {

    //这里使用了委派设计模式，父类定义了抽象的 refreshBeanFactory()方法，
    //具体实现调用子类容器的refreshBeanFactory()方法 ——> 4
    refreshBeanFactory();
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
    }
    return beanFactory;
}

4、AbstractApplicationContext子类的refreshBeanFactory()方法

AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法，容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的refreshBeanFactory()方法，方法的源码如下：

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {

    //如果已经有容器，销毁容器中的 bean，关闭容器
    if (hasBeanFactory()) {
        destroyBeans();
        closeBeanFactory();
    }
    
    try {
        //创建 IOC 容器
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
        beanFactory.setSerializationId(getId());
        
        //对 IOC 容器进行定制化，如设置启动参数，开启注解的自动装配等
        customizeBeanFactory(beanFactory);
        
        //调用载入 Bean 定义的方法，主要这里又使用了一个委派模式，
        //在当前类中只定义了抽象的 loadBeanDefinitions方法，具体的实现调用子类容器 ——> 5
        loadBeanDefinitions(beanFactory);
        synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
        this.beanFactory = beanFactory;
        }
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " +
        getDisplayName(), ex);
    }
}

在这个方法中，先判断 BeanFactory 是否存在，如果存在则先销毁 beans 并关闭 beanFactory，接着创建 DefaultListableBeanFactory，并调用 loadBeanDefinitions(beanFactory)装载 bean 定义。

5、AbstractRefreshableApplicationContext 子类的 loadBeanDefinitions 方法

AbstractRefreshableApplicationContext 中只定义了抽象的 loadBeanDefinitions 方法，容器真正调用的是其子类 AbstractXmlApplicationContext 对该方法的实现，AbstractXmlApplicationContext 的主要源码如下：loadBeanDefinitions 方法同样是抽象方法，是由其子类实现的，即也在AbstractXmlApplicationContext 中。

public abstract class AbstractXmlApplicationContext extends AbstractRefreshableConfigApplicationContext {
    ……
    //实现父类抽象的载入 Bean 定义方法
    @Override
    protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException,IOException {
        //创建 XmlBeanDefinitionReader，即创建 Bean 读取器，并通过回调设置到容器中去，容 器使用该读取器读取 Bean 定义资源
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
        
        //为 Bean 读取器设置 Spring 资源加载器，AbstractXmlApplicationContext 的
        //祖先父类 AbstractApplicationContext 继承 DefaultResourceLoader，因此，容器本身也是一个资源加载器
        beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
        
        //为 Bean 读取器设置 SAX xml 解析器(DOM4J)
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
        
        //当 Bean 读取器读取 Bean 定义的 Xml 资源文件时，启用 Xml 的校验机制
        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
        
        //Bean 读取器真正实现加载的方法 ——> 5
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
    }
    
    //Xml Bean 读取器加载 Bean 定义资源
    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException,IOException {
        //获取 Bean 定义资源的定位 ——> 5
        Resource[] configResources = getConfigResources();
        if (configResources != null) {
            //Xml Bean 读取器调用其抽象父类 AbstractBeanDefinitionReader 读取定位的 Bean定义资源
            //实际取的是其子类XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions() ——> 6
            reader.loadBeanDefinitions(configResources);
        }
        
        //如果子类中获取的 Bean 定义资源定位为空，
        //则获取 FileSystemXmlApplicationContext 构造方法中setConfigLocations 方法设置的资源
        String[] configLocations = getConfigLocations();
        if (configLocations != null) {
            //Xml Bean 读取器调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader 读取定位
            //的 Bean 定义资源
            reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
        }
    }
    
    //这里又使用了一个委派模式，调用子类的获取 Bean 定义资源定位的方法
    //该方法在 ClassPathXmlApplicationContext 中进行实现，对于我们
    //举例分析源码的 FileSystemXmlApplicationContext 没有使用该方法
    protected Resource[] getConfigResources() {
        return null;
    }
    ……
}

Xml Bean 读取器(XmlBeanDefinitionReader)调用其父类 AbstractBeanDefinitionReader的 reader.loadBeanDefinitions 方法读取 Bean 定义资源。由于我们使用 FileSystemXmlApplicationContext 作为例子分析，因此 getConfigResources 的返回值为 null，因此程序执行 reader.loadBeanDefinitions(configLocations)分支。

6、AbstractBeanDefinitionReader 读取 Bean 定义资源

AbstractBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions 方法源码如下：可以到 org.springframework.beans.factory.support 看一下 BeanDefinitionReader 的结构。

源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化

在XmlBeanDefinitionReader的抽象父类 AbstractBeanDefinitionReader 中定义了载入过程

public abstract class AbstractBeanDefinitionReader implements EnvironmentCapable, BeanDefinitionReader {
    ......
    //①
    //重载方法，调用下面的 loadBeanDefinitions(String, Set<Resource>);方法
    public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {
        //——> 6 ②
        return loadBeanDefinitions(location, null);
    }
    
    //②
    public int loadBeanDefinitions(String location, Set<Resource> actualResources) throws BeanDefinitionStoreException {
        //获取在 IOC 容器初始化过程中设置的资源加载器 ——> 7
        ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
        if (resourceLoader == null) {
            throw new BeanDefinitionStoreException("Cannot import bean definitions from location [" + location + "]: no ResourceLoader available");
        }
        if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
            try {
                //将指定位置的 Bean 定义资源文件解析为 Spring IOC 容器封装的资源
                //加载多个指定位置的 Bean 定义资源文件
                Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver)resourceLoader).getResources(location);
                //委派调用其子类 XmlBeanDefinitionReader 的方法，实现加载功能 ——> 8
                int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
                if (actualResources != null) {
                    for (Resource resource : resources) {
                        actualResources.add(resource);
                    }
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location pattern [" +location + "]");
                }
                return loadCount;
            }
            catch (IOException ex) {
                throw new BeanDefinitionStoreException(
                "Could not resolve bean definition resource pattern [" + location + "]", ex);
            }
        }
        else {
            //将指定位置的 Bean 定义资源文件解析为 Spring IOC 容器封装的资源
            //加载单个指定位置的 Bean 定义资源文件
            Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
            //委派调用其子类 XmlBeanDefinitionReader 的方法，实现加载功能 ——> 8
            int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
            if (actualResources != null) {
                actualResources.add(resource);
            }
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Loaded " + loadCount + " bean definitions from location [" + location + "]");
            }
            return loadCount;
        }
    }
    //重载方法，调用 loadBeanDefinitions(String); ——>6 ①
    public int loadBeanDefinitions(String... locations) throws BeanDefinitionStoreException {
        Assert.notNull(locations, "Location array must not be null");
        int counter = 0;
        for (String location : locations) {
            counter += loadBeanDefinitions(location);
        }
        return counter;
    }
}

此外还有一个重写方法loadBeanDefinitions(Resource…resources)和上面分析的 3 个方法类似，同样也是调用XmlBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions 方法，在此不再赘述。

从对 AbstractBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions 方法源码分析可以看出该方法做了以下两件事：首先，调用资源加载器的获取资源方法 resourceLoader.getResource(location)，获取到要加载的资源。其次，真正执行加载功能是其子类XmlBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions() 方法。

源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化
源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化

看到第 8、16 行，结合上面的 ResourceLoader 与 ApplicationContext 的继承系图，可以知道此时调用的是 DefaultResourceLoader 中的 getSource()方法定位 Resource，因为FileSystemXmlApplicationContext 本身就是 DefaultResourceLoader 的实现类，所以此时又回到了FileSystemXmlApplicationContext 中来。

7、资源加载器获取要读入的资源

XmlBeanDefinitionReader 通过调用其父类 DefaultResourceLoader 的 getResource() 方法获取要加载的资源，其源码如下：

//获取 Resource 的具体实现方法
public Resource getResource(String location) {

    Assert.notNull(location, "Location must not be null");
    
    //如果是类路径的方式，那需要使用 ClassPathResource 来得到 bean 文件的资源对象
    if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
        return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length(),
        getClassLoader());
    }
    try {
        // 如果是 URL 方式，使用 UrlResource 作为 bean 文件的资源对象
        URL url = new URL(location);
        return new UrlResource(url);
    }
    catch (MalformedURLException ex) {
    }
    
    //如果既不是 classpath 标识，又不是 URL 标识的 Resource 定位，
    //则调用容器本身的 getResourceByPath 方法获取 Resource ——> 7
    return getResourceByPath(location);
}

FileSystemXmlApplicationContext 容器提供了 getResourceByPath 方法的实现，就是为了处理既不是classpath 标识，又不是 URL 标识的 Resource 定位这种情况。

protected Resource getResourceByPath(String path) {
    if (path != null && path.startsWith("/")) {
        path = path.substring(1);
    }
    //这里使用文件系统资源对象来定义 bean 文件
    return new FileSystemResource(path);
}

这样代码就回到了 FileSystemXmlApplicationContext 中来，他提供了 FileSystemResource 来完成从文件系统得到配置文件的资源定义。

这样，就可以从文件系统路径上对 IOC 配置文件进行加载 - 当然我们可以按照这个逻辑从任何地方加载，在 Spring 中我们看到它提供 的各种资源抽象，比如ClassPathResource, URLResource,FileSystemResource 等来供我们使用。上面我们看到的是定位Resource 的一个过程，而这只是初始化过程的一部分。

8、XmlBeanDefinitionReader 加载 Bean 定义资源

Bean 定义的 Resource 此时已经得到了。继续回到 XmlBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions(Resource …)方法看到代表 bean 文件的资源定义以后的载入过程。

public class XmlBeanDefinitionReader extends AbstractBeanDefinitionReader {

    //XmlBeanDefinitionReader 加载资源的入口方法（找到一个路径）
    public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
        //将读入的 XML 资源进行特殊编码处理 ——> 8
        return loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
    }
    
    //这里是载入 XML 形式 Bean 定义资源文件方法
    public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
        .......
        try {
            //将资源文件转为 InputStream 的 IO 流（加载）
            InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
            try {
                //从 InputStream 中得到 XML 的解析源
                InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
                if (encodedResource.getEncoding() != null) {
                    inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
                }
                //这里是具体的读取过程（在Spring框架里，只要是以do开头的方法，都是具体执行逻辑的方法） ——> 8
                return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
            }
            finally {
                //关闭从 Resource 中得到的 IO 流
                inputStream.close();
            }
        }
        .........
    }
    
    //从特定 XML 文件中实际载入 Bean 定义资源的方法
    protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {
        try {
            int validationMode = getValidationModeForResource(resource);
            //将 XML 文件转换为 DOM 对象，解析过程由 documentLoader 实现 ——> 9
            Document doc = this.documentLoader.loadDocument(inputSource, this.entityResolver, this.errorHandler, validationMode,this.namespaceAware);
            //这里是启动对 Bean 定义解析的详细过程，该解析过程会用到 Spring 的 Bean 配置规则 ——> 10
            return registerBeanDefinitions(doc, resource);
        }
        .......
    }
}

通过源码分析，载入 Bean 定义资源文件的最后一步是将 Bean 定义资源转换为 Document 对象，该过程由 documentLoader 实现。

9、DocumentLoader 将 Bean 定义资源转换为 Document 对象

DocumentLoader 将 Bean 定义资源转换成 Document 对象的源码如下：

//使用标准的 JAXP 将载入的 Bean 定义资源转换成 document 对象
public Document loadDocument(InputSource inputSource, EntityResolver entityResolver,ErrorHandler errorHandler, int validationMode, boolean namespaceAware) throws Exception{
    //创建文件解析器工厂 ——> **9**
    DocumentBuilderFactory factory = createDocumentBuilderFactory(validationMode,namespaceAware);
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Using JAXP provider [" + factory.getClass().getName() + "]");
    }
    //创建文档解析器
    DocumentBuilder builder = createDocumentBuilder(factory, entityResolver, errorHandler);
    //解析 Spring 的 Bean 定义资源
    return builder.parse(inputSource);
}

protected DocumentBuilderFactory createDocumentBuilderFactory(int validationMode, boolean namespaceAware) throws ParserConfigurationException {
    //创建文档解析工厂
    DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    factory.setNamespaceAware(namespaceAware);
    
    //设置解析 XML 的校验
    if (validationMode != XmlValidationModeDetector.VALIDATION_NONE) {
        factory.setValidating(true);
        if (validationMode == XmlValidationModeDetector.VALIDATION_XSD) {
            factory.setNamespaceAware(true);
            try {
                factory.setAttribute(SCHEMA_LANGUAGE_ATTRIBUTE, XSD_SCHEMA_LANGUAGE);
            }
            catch (IllegalArgumentException ex) {
                ParserConfigurationException pcex = new ParserConfigurationException(
                "Unable to validate using XSD: Your JAXP provider [" + factory +
                "] does not support XML Schema. Are you running on Java 1.with Apache Crimson?
                " +
                "Upgrade to Apache Xerces (or Java 1.5) for full XSD support.");
                pcex.initCause(ex);
                throw pcex;
            }
        }
    }
    return factory;
}

该解析过程调用 JavaEE 标准的 JAXP 标准进行处理。至此 Spring IOC 容器根据定位的 Bean 定义资源文件，将其加载读入并转换成为 Document 对象过程完成。

接下来我们要继续分析 Spring IOC 容器将载入的 Bean 定义资源文件转换为 Document 对象之后，是如何将其解析为 Spring IOC 管理的 Bean 对象并将其注册到容器中的。

10、XmlBeanDefinitionReader 解析载入的 Bean 定义资源文件

XmlBeanDefinitionReader类中的doLoadBeanDefinitions方法是从特定XML 文件中实际载入Bean 定义资源的方法，该方法在载入 Bean 定义资源之后将其转换为 Document 对象，接下来调用registerBeanDefinitions 启动 Spring IOC 容器对 Bean定义的解析过程，registerBeanDefinitions方法源码如下：

//按照 Spring 的 Bean 语义要求将 Bean 定义资源解析并转换为容器内部数据结构
public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {

    //得到 BeanDefinitionDocumentReader 来对 xml 格式的 BeanDefinition 解析 ——> 10
    BeanDefinitionDocumentReader documentReader = createBeanDefinitionDocumentReader();
    
    //获得容器中注册的 Bean 数量
    int countBefore = getRegistry().getBeanDefinitionCount();
    
    //解析过程入口，这里使用了委派模式，BeanDefinitionDocumentReader 只是个接口，
    //具体的解析实现过程由实现类 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 完成 ——> 11
    documentReader.registerBeanDefinitions(doc, createReaderContext(resource));
    
    //统计解析的 Bean 数量
    return getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;
}

//创建 BeanDefinitionDocumentReader 对象，解析 Document 对象
protected BeanDefinitionDocumentReader createBeanDefinitionDocumentReader() {
    return BeanDefinitionDocumentReader.class.cast(BeanUtils.instantiateClass(this.documentReaderClass));
}

Bean 定义资源的载入解析分为以下两个过程：首先，通过调用 XML 解析器将 Bean 定义资源文件转换得到 Document 对象，但是这些 Document 对象并没有按照 Spring 的 Bean 规则进行解析。这一步是载入的过程；其次，在完成通用的 XML 解析之后，按照 Spring 的 Bean 规则对 Document 对象进行解析。按照 Spring 的 Bean 规则对 Document 对象解析的过程是在接口 BeanDefinitionDocumentReader 的实现类 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中实现的。

11、DefaultBeanDefinitionDocumentReader 对 Bean 定义的 Document 对象解析

BeanDefinitionDocumentReader 接口通过 registerBeanDefinitions 方法调用其实现类DefaultBeanDefinitionDocumentReader 对 Document 对象进行解析，解析的代码如下：

public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader implements BeanDefinitionDocumentReader {

	public static final String BEAN_ELEMENT = BeanDefinitionParserDelegate.BEAN_ELEMENT;

	public static final String NESTED_BEANS_ELEMENT = "beans";

	public static final String ALIAS_ELEMENT = "alias";

	public static final String NAME_ATTRIBUTE = "name";

	public static final String ALIAS_ATTRIBUTE = "alias";

	public static final String IMPORT_ELEMENT = "import";

	public static final String RESOURCE_ATTRIBUTE = "resource";

	public static final String PROFILE_ATTRIBUTE = "profile";
	......
	
    //根据 Spring DTD 对 Bean 的定义规则解析 Bean 定义 Document 对象
    public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {
        //获得 XML 描述符
        this.readerContext = readerContext;
        logger.debug("Loading bean definitions");
        
        //获得 Document 的根元素
        Element root = doc.getDocumentElement();
        
        //具体的解析过程由 BeanDefinitionParserDelegate 实现，
        //BeanDefinitionParserDelegate 中定义了 Spring Bean 定义 XML 文件的各种元素
        BeanDefinitionParserDelegate delegate = createHelper(readerContext, root);
        
        //在解析 Bean 定义之前，进行自定义的解析，增强解析过程的可扩展性
        preProcessXml(root);
        
        //从 Document 的根元素开始进行 Bean 定义的 Document 对象 ——> 11 ①
        parseBeanDefinitions(root, delegate);
        
        //在解析 Bean 定义之后，进行自定义的解析，增加解析过程的可扩展性
        postProcessXml(root);
    }
    
    //创建 BeanDefinitionParserDelegate，用于完成真正的解析过程
    protected BeanDefinitionParserDelegate createHelper(XmlReaderContext readerContext, Element root){
        BeanDefinitionParserDelegate delegate = new BeanDefinitionParserDelegate(readerContext);
        //BeanDefinitionParserDelegate 初始化 Document 根元素
        delegate.initDefaults(root);
        return delegate;
    }
    
    //① 使用 Spring 的 Bean 规则从 Document 的根元素开始进行 Bean 定义的 Document 对象
    protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
        //Bean 定义的 Document 对象使用了 Spring 默认的 XML 命名空间（委派模式）
        if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
            //获取 Bean 定义的 Document 对象根元素的所有子节点
            NodeList nl = root.getChildNodes();
            for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
                Node node = nl.item(i);
                //获得 Document 节点是 XML 元素节点
                if (node instanceof Element) {
                    Element ele = (Element) node;
                    //Bean 定义的 Document 的元素节点使用的是 Spring 默认的 XML 命名空间
                    if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                        //使用 Spring 的 Bean 规则解析元素节点 ——> 11 ②
                        parseDefaultElement(ele, delegate);
                    } else {
                        //没有使用 Spring 默认的 XML 命名空间，则使用用户自定义的解//析规则解析元素节点
                        delegate.parseCustomElement(ele);
                    }
                }
            }
        } else {
            //Document 的根节点没有使用 Spring 默认的命名空间，则使用用户自定义的
            //解析规则解析 Document 根节点
            delegate.parseCustomElement(root);
        }
    }
    
    //② 使用 Spring 的 Bean 规则解析 Document 元素节点
    private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
        //如果元素节点是<Import>导入元素，进行导入解析 ——> 11 ③
        if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
            
            importBeanDefinitionResource(ele);
        }
        //如果元素节点是<Alias>别名元素，进行别名解析 ——> 11 ④
        else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
            processAliasRegistration(ele);
        }
        //元素节点既不是导入元素，也不是别名元素，即普通的<Bean>元素，
        //按照 Spring 的 Bean 规则解析元素 ——> 11 ⑤
        else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
            processBeanDefinition(ele, delegate);
        }
    }
    
    //③ 解析<Import>导入元素，从给定的导入路径加载 Bean 定义资源到 Spring IOC 容器中
    protected void importBeanDefinitionResource(Element ele) {
        //获取给定的导入元素的 location 属性
        String location = ele.getAttribute(RESOURCE_ATTRIBUTE);
        //如果导入元素的 location 属性值为空，则没有导入任何资源，直接返回
        if (!StringUtils.hasText(location)) {
            getReaderContext().error("Resource location must not be empty", ele);
            return;
        }
        //使用系统变量值解析 location 属性值
        location = SystemPropertyUtils.resolvePlaceholders(location);
        Set<Resource> actualResources = new LinkedHashSet<Resource>(4);
        
        //标识给定的导入元素的 location 是否是绝对路径
        boolean absoluteLocation = false;
        try {
            absoluteLocation = ResourcePatternUtils.isUrl(location) ||
            ResourceUtils.toURI(location).isAbsolute();
        }
        catch (URISyntaxException ex) {
            //给定的导入元素的 location 不是绝对路径
        }
        //给定的导入元素的 location 是绝对路径
        if (absoluteLocation) {
            try {
                //使用资源读入器加载给定路径的 Bean 定义资源
                int importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(location,
                actualResources);
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Imported " + importCount + " bean definitions from URL location [" + location + "]");
                }
            }
            catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to import bean definitions from URL location [" + location + "]", ele, ex);
            }
        }
        else {
            //给定的导入元素的 location 是相对路径
            try {
                int importCount;
                //将给定导入元素的 location 封装为相对路径资源
                Resource relativeResource = getReaderContext().getResource().createRelative(location);
                //封装的相对路径资源存在
                if (relativeResource.exists()) {
                    //使用资源读入器加载 Bean 定义资源
                    importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(relativeResource);
                    actualResources.add(relativeResource);
                }
                //封装的相对路径资源不存在
                else {
                    //获取 Spring IOC 容器资源读入器的基本路径
                    String baseLocation = getReaderContext().getResource().getURL().toString();
                    //根据 Spring IoC 容器资源读入器的基本路径加载给定导入
                    //路径的资源
                    importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(StringUtils.applyRelativePath(baseLocation, location), actualResources);
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Imported " + importCount + " bean definitions from relative location ["
                    + location + "]");
                }
            }
            catch (IOException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to resolve current resource location", ele, ex);
            }
            catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to import bean definitions from relative location [" + location + "]", ele, ex);
            }
        }
        Resource[] actResArray = actualResources.toArray(new Resource[actualResources.size()]);
        //在解析完<Import>元素之后，发送容器导入其他资源处理完成事件
        getReaderContext().fireImportProcessed(location, actResArray, extractSource(ele));
    }
    
    //④ 解析<Alias>别名元素，为 Bean 向 Spring IoC 容器注册别名
    protected void processAliasRegistration(Element ele) {
        //获取<Alias>别名元素中 name 的属性值
        String name = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
        
        //获取<Alias>别名元素中 alias 的属性值
        String alias = ele.getAttribute(ALIAS_ATTRIBUTE);
        boolean valid = true;
        
        //<alias>别名元素的 name 属性值为空
        if (!StringUtils.hasText(name)) {
            getReaderContext().error("Name must not be empty", ele);
            valid = false;
        }
        //<alias>别名元素的 alias 属性值为空
        if (!StringUtils.hasText(alias)) {
            getReaderContext().error("Alias must not be empty", ele);
            valid = false;
        }
        if (valid) {
            try {
                //向容器的资源读入器注册别名
                getReaderContext().getRegistry().registerAlias(name, alias);
            }
            catch (Exception ex) {
                getReaderContext().error("Failed to register alias '" + alias +
                "' for bean with name '" + name + "'", ele, ex);
            }
            //在解析完<Alias>元素之后，发送容器别名处理完成事件
            getReaderContext().fireAliasRegistered(name, alias, extractSource(ele));
        }
    }
    
    //⑤ 解析 Bean 定义资源 Document 对象的普通元素
    protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
        // BeanDefinitionHolder 是对 BeanDefinition 的封装，即 Bean 定义的封装类
        //对 Document 对象中<Bean>元素的解析由 BeanDefinitionParserDelegate 实现 BeanDefinitionHolder ——> 12
        bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
        if (bdHolder != null) {
            bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
            try {
                //向 Spring IoC 容器注册解析得到的 Bean 定义，这是 Bean 定义向 IOC 容器注册的入口 ——> 16
                BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder,
                getReaderContext().getRegistry());
            } 
            catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" + bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex);
            }
            //在完成向 Spring IoC 容器注册解析得到的 Bean 定义之后，发送注册事件
            getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
        }
    ......
}

通过上述 Spring IOC 容器对载入的 Bean 定义 Document 解析可以看出，我们使用 Spring 时，在 Spring配置文件中可以使用元素来导入 IOC 容器所需要的其他资源，Spring IOC 容器在解析时会首先将指定导入的资源加载进容器中。使用别名时，Spring IOC 容器首先将别名元素所定义的别名注册到容器中。

对于既不是元素，又不是元素的元素，即 Spring 配置文件中普通的元素的解析由 BeanDefinitionParserDelegate 类的 parseBeanDefinitionElement 方法来实现。

12、BeanDefinitionParserDelegate 解析 Bean 定义资源文件中的元素

Bean 定义资源文件中的和元素解析在 DefaultBeanDefinitionDocumentReader 中已经完成，对 Bean 定义资源文件中使用最多的元素交由 BeanDefinitionParserDelegate 来解析，其解析实现的源码如下：

//解析<Bean>元素的入口
public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele) {
    return parseBeanDefinitionElement(ele, null);
}
//解析 Bean 定义资源文件中的<Bean>元素，这个方法中主要处理<Bean>元素的 id，name和别名属性
public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, BeanDefinition containingBean) {
    //获取<Bean>元素中的 id 属性值
    String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
    //获取<Bean>元素中的 name 属性值
    String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
    //获取<Bean>元素中的 alias 属性值
    List<String> aliases = new ArrayList<String>();
    //将<Bean>元素中的所有 name 属性值存放到别名中
    if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) {
        String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, BEAN_NAME_DELIMITERS);
        aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr));
    }
    String beanName = id;
    //如果<Bean>元素中没有配置 id 属性时，将别名中的第一个值赋值给 beanName
    if (!StringUtils.hasText(beanName) && !aliases.isEmpty()) {
        beanName = aliases.remove(0);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("No XML 'id' specified - using '" + beanName + "' as bean name and " + aliases + " as aliases");
        }
    }
    //检查<Bean>元素所配置的 id 或者 name 的唯一性，containingBean 标识<Bean>
    //元素中是否包含子<Bean>元素
    if (containingBean == null) {
        //检查<Bean>元素所配置的 id、name 或者别名是否重复
        checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele);
    }
    //详细对<Bean>元素中配置的 Bean 定义进行解析的地方 ——> 12
    AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName,
    containingBean);
    if (beanDefinition != null) {
        if (!StringUtils.hasText(beanName)) {
            try {
                if (containingBean != null) {
                    //如果<Bean>元素中没有配置 id、别名或者 name，且没有包含子元素
                    //<Bean>元素，为解析的 Bean 生成一个唯一 beanName 并注册
                    beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName(beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true);
                }
                else {
                    //如果<Bean>元素中没有配置 id、别名或者 name，且包含了子元素
                    //<Bean>元素，为解析的 Bean 使用别名向 IOC 容器注册
                    beanName = this.readerContext.generateBeanName(beanDefinition);
                    //为解析的 Bean 使用别名注册时，为了向后兼容
                    //Spring1.2/2.0，给别名添加类名后缀
                    String beanClassName = beanDefinition.getBeanClassName();
                    if (beanClassName != null && beanName.startsWith(beanClassName) && beanName.length() > beanClassName.length() && !this.readerContext.getRegistry().isBeanNameInUse(beanClassName)) {
                        aliases.add(beanClassName);
                    }
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Neither XML 'id' nor 'name' specified - " +
                    "using generated bean name [" + beanName + "]");
                }
            }
            catch (Exception ex) {
                error(ex.getMessage(), ele);
                return null;
            }
        }
        String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases);
        return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray);
    }
    //当解析出错时，返回 null
    return null;
}

//详细对<Bean>元素中配置的 Bean 定义其他属性进行解析，由于上面的方法中已经对
//Bean 的 id、name 和别名等属性进行了处理，该方法中主要处理除这三个以外的其他属性数据 
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {
    //记录解析的<Bean>
    this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));
    
    //这里只读取<Bean>元素中配置的 class 名字，然后载入到 BeanDefinition 中去
    //只是记录配置的 class 名字，不做实例化，对象的实例化在依赖注入时完成
    String className = null;
    
    if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
        className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
    }
    try {
        String parent = null;
        //如果<Bean>元素中配置了 parent 属性，则获取 parent 属性的值
        if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
            parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
        }
        //根据<Bean>元素配置的 class 名称和 parent 属性值创建 BeanDefinition
        //为载入 Bean 定义信息做准备
        AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
        //对当前的<Bean>元素中配置的一些属性进行解析和设置，如配置的单态(singleton)属性等
        parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
        //为<Bean>元素解析的 Bean 设置 description 信息
        bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
        //对<Bean>元素的 meta(元信息)属性解析
        parseMetaElements(ele, bd);
        //对<Bean>元素的 lookup-method 属性解析
        parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        //对<Bean>元素的 replaced-method 属性解析
        parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        //解析<Bean>元素的构造方法设置
        parseConstructorArgElements(ele, bd);
        //解析<Bean>元素的<property>设置 ——> 13
        parsePropertyElements(ele, bd);
        //解析<Bean>元素的 qualifier 属性
        parseQualifierElements(ele, bd);
        //为当前解析的 Bean 设置所需的资源和依赖对象
        bd.setResource(this.readerContext.getResource());
        bd.setSource(extractSource(ele));
        return bd;
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
        error("Bean class [" + className + "] not found", ele, ex);
    }
    catch (NoClassDefFoundError err) {
        error("Class that bean class [" + className + "] depends on not found", ele, err);
    }
    catch (Throwable ex) {
        error("Unexpected failure during bean definition parsing", ele, ex);
    }
    finally {
        this.parseState.pop();
    }
    //解析<Bean>元素出错时，返回 null
    return null;
}

只要使用过 Spring，对 Spring 配置文件比较熟悉的人，通过对上述源码的分析，就会明白我们在 Spring配置文件中元素的中配置的属性就是通过该方法解析和设置到 Bean 中去的。

注意：在解析元素过程中没有创建和实例化 Bean 对象，只是创建了 Bean 对象的定义类BeanDefinition，将元素中的配置信息设置到 BeanDefinition 中作为记录，当依赖注入时才使用这些记录信息创建和实例化具体的 Bean 对象。

上面方法中一些对一些配置如元信息(meta)、qualifier 等的解析，我们在 Spring 中配置时使用的也不多，我们在使用 Spring 的元素时，配置最多的是属性，因此我们下面继续分析源码，了解 Bean 的属性在解析时是如何设置的。

13、BeanDefinitionParserDelegate 解析元素

BeanDefinitionParserDelegate 在解析调用 parsePropertyElements 方法解析元素中的
属性子元素，解析源码如下：

//解析<Bean>元素中的<property>子元素
public void parsePropertyElements(Element beanEle, BeanDefinition bd) {
    //获取<Bean>元素中所有的子元素
    NodeList nl = beanEle.getChildNodes();
    for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
        Node node = nl.item(i);
        //如果子元素是<property>子元素，则调用解析<property>子元素方法解析 ——> 13
        if (isCandidateElement(node) && nodeNameEquals(node, PROPERTY_ELEMENT)) {
            parsePropertyElement((Element) node, bd);
        }
    }
}

//解析<property>元素
public void parsePropertyElement(Element ele, BeanDefinition bd) {
    //获取<property>元素的名字
    String propertyName = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
    if (!StringUtils.hasLength(propertyName)) {
        error("Tag 'property' must have a 'name' attribute", ele);
        return;
    }
    this.parseState.push(new PropertyEntry(propertyName));
    try {
        //如果一个 Bean 中已经有同名的 property 存在，则不进行解析，直接返回。
        //即如果在同一个 Bean 中配置同名的 property，则只有第一个起作用
        if (bd.getPropertyValues().contains(propertyName)) {
            error("Multiple 'property' definitions for property '" + propertyName + "'", ele);
            return;
        }
        //解析获取 property 的值 ——> 13
        Object val = parsePropertyValue(ele, bd, propertyName);
        //根据 property 的名字和值创建 property 实例
        PropertyValue pv = new PropertyValue(propertyName, val);
        //解析<property>元素中的属性
        parseMetaElements(ele, pv);
        pv.setSource(extractSource(ele));
        bd.getPropertyValues().addPropertyValue(pv);
    }
    finally {
        this.parseState.pop();
    }
}

//解析获取 property 值
public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) {
    String elementName = (propertyName != null) ? "<property> element for property '" + propertyName + "'" : "<constructor-arg> element";
    //获取<property>的所有子元素，只能是其中一种类型:ref,value,list 等
    NodeList nl = ele.getChildNodes();
    Element subElement = null;
    for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
        Node node = nl.item(i);
        //子元素不是 description 和 meta 属性
        if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT) && !nodeNameEquals(node, META_ELEMENT)) {
            if (subElement != null) {
                error(elementName + " must not contain more than one sub-element", ele);
            }
            else {//当前<property>元素包含有子元素
                subElement = (Element) node;
            }
        }
    }
    //判断 property 的属性值是 ref 还是 value，不允许既是 ref 又是 value
    boolean hasRefAttribute = ele.hasAttribute(REF_ATTRIBUTE);
    boolean hasValueAttribute = ele.hasAttribute(VALUE_ATTRIBUTE);
    if ((hasRefAttribute && hasValueAttribute) || ((hasRefAttribute || hasValueAttribute) && subElement != null)) {
        error(elementName + " is only allowed to contain either 'ref' attribute OR 'value' attribute OR sub-element", ele);
    }
    //如果属性是 ref，创建一个 ref 的数据对象 RuntimeBeanReference
    //这个对象封装了 ref 信息
    if (hasRefAttribute) {
        String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE);
        if (!StringUtils.hasText(refName)) {
            error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele);
        }
        //一个指向运行时所依赖对象的引用
        RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName);
        //设置这个 ref 的数据对象是被当前的 property 对象所引用
        ref.setSource(extractSource(ele));
        return ref;
    }
    //如果属性是 value，创建一个 value 的数据对象 TypedStringValue
    //这个对象封装了 value 信息
    else if (hasValueAttribute) {
        //一个持有 String 类型值的对象
        TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE));
        //设置这个 value 数据对象是被当前的 property 对象所引用
        valueHolder.setSource(extractSource(ele));
        return valueHolder;
    }
    //如果当前<property>元素还有子元素 ——> 14
    else if (subElement != null) {
        //解析<property>的子元素
        return parsePropertySubElement(subElement, bd);
    }
    else {
        //propery 属性中既不是 ref，也不是 value 属性，解析出错返回 null
        error(elementName + " must specify a ref or value", ele);
        return null;
    }
}

通过对上述源码的分析，我们可以了解在 Spring 配置文件中，元素中元素的相关配置是如何处理的：

  • ref 被封装为指向依赖对象一个引用。
  • value 配置都会封装成一个字符串类型的对象。
  • ref 和 value 都通过“解析的数据类型属性值.setSource(extractSource(ele));”方法将属性值/引用与所引用的属性关联起来。

在方法的最后对于元素的子元素通过 parsePropertySubElement 方法解析，我们继续分析该方法的源码，了解其解析过程。

14、解析元素的子元素

在 BeanDefinitionParserDelegate 类中的 parsePropertySubElement 方法对中的子元素解析，源码如下：

//解析<property>元素中 ref,value 或者集合等子元素
public Object parsePropertySubElement(Element ele, BeanDefinition bd, String defaultValueType) {
    //如果<property>没有使用 Spring 默认的命名空间，则使用用户自定义的规则解析内嵌元素
    if (!isDefaultNamespace(ele)) {
        return parseNestedCustomElement(ele, bd);
    }
    //如果子元素是 bean，则使用解析<Bean>元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
        BeanDefinitionHolder nestedBd = parseBeanDefinitionElement(ele, bd);
        if (nestedBd != null) {
            nestedBd = decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, nestedBd, bd);
        }
        return nestedBd;
    }
    //如果子元素是 ref，ref 中只能有以下 3 个属性：bean、local、parent
    else if (nodeNameEquals(ele, REF_ELEMENT)) {
        //获取<property>元素中的 bean 属性值，引用其他解析的 Bean 的名称
        //可以不再同一个 Spring 配置文件中，具体请参考 Spring 对 ref 的配置规则
        String refName = ele.getAttribute(BEAN_REF_ATTRIBUTE);
        boolean toParent = false;
        if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
            //获取<property>元素中的 local 属性值，引用同一个 Xml 文件中配置
            //的 Bean 的 id，local 和 ref 不同，local 只能引用同一个配置文件中的 Bean
            refName = ele.getAttribute(LOCAL_REF_ATTRIBUTE);
            if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
                //获取<property>元素中 parent 属性值，引用父级容器中的 Bean
                refName = ele.getAttribute(PARENT_REF_ATTRIBUTE);
                toParent = true;
                if (!StringUtils.hasLength(refName)) {
                    error("'bean', 'local' or 'parent' is required for <ref> element", ele);
                return null;
                }
            }
        }
        //没有配置 ref 的目标属性值
        if (!StringUtils.hasText(refName)) {
            error("<ref> element contains empty target attribute", ele);
            return null;
        }
        //创建 ref 类型数据，指向被引用的对象
        RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName, toParent);
        //设置引用类型值是被当前子元素所引用
        ref.setSource(extractSource(ele));
        return ref;
    }
    //如果子元素是<idref>，使用解析 ref 元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, IDREF_ELEMENT)) {
        return parseIdRefElement(ele);
    }
    //如果子元素是<value>，使用解析 value 元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, VALUE_ELEMENT)) {
        return parseValueElement(ele, defaultValueType);
    }
    //如果子元素是 null，为<property>设置一个封装 null 值的字符串数据
    else if (nodeNameEquals(ele, NULL_ELEMENT)) {
        TypedStringValue nullHolder = new TypedStringValue(null);
        nullHolder.setSource(extractSource(ele));
        return nullHolder;
    }
    //如果子元素是<array>，使用解析 array 集合子元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, ARRAY_ELEMENT)) {
        return parseArrayElement(ele, bd);
    }
    //如果子元素是<list>，使用解析 list 集合子元素的方法解析 ——> 15
    else if (nodeNameEquals(ele, LIST_ELEMENT)) {
        return parseListElement(ele, bd);
    }
    //如果子元素是<set>，使用解析 set 集合子元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, SET_ELEMENT)) {
        return parseSetElement(ele, bd);
    }
    //如果子元素是<map>，使用解析 map 集合子元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, MAP_ELEMENT)) {
        return parseMapElement(ele, bd);
    }
    //如果子元素是<props>，使用解析 props 集合子元素的方法解析
    else if (nodeNameEquals(ele, PROPS_ELEMENT)) {
        return parsePropsElement(ele);
    }
    //既不是 ref，又不是 value，也不是集合，则子元素配置错误，返回 null
    else {
        error("Unknown property sub-element: [" + ele.getNodeName() + "]", ele);
        return null;
    }
}

通过上述源码分析，我们明白了在 Spring 配置文件中，对元素中配置的 Array、List、Set、Map、Prop 等各种集合子元素的都通过上述方法解析，生成对应的数据对象，比如 ManagedList、ManagedArray、ManagedSet 等，这些 Managed 类是 Spring 对象 BeanDefiniton 的数据封装，对集合数据类型的具体解析有各自的解析方法实现，解析方法的命名非常规范，一目了然，我们对集合元素的解析方法进行源码分析，了解其实现过程。

15、解析子元素

在 BeanDefinitionParserDelegate 类中的 parseListElement 方法就是具体实现解析元素中的集合子元素，源码如下：

//解析<list>集合子元素
public List parseListElement(Element collectionEle, BeanDefinition bd) {
    //获取<list>元素中的 value-type 属性，即获取集合元素的数据类型
    String defaultElementType = collectionEle.getAttribute(VALUE_TYPE_ATTRIBUTE);
    //获取<list>集合元素中的所有子节点
    NodeList nl = collectionEle.getChildNodes();
    //Spring 中将 List 封装为 ManagedList
    ManagedList<Object> target = new ManagedList<Object>(nl.getLength());
    target.setSource(extractSource(collectionEle));
    //设置集合目标数据类型
    target.setElementTypeName(defaultElementType);
    target.setMergeEnabled(parseMergeAttribute(collectionEle));
    //具体的<list>元素解析
    parseCollectionElements(nl, target, bd, defaultElementType);
    return target;
}
//具体解析<list>集合元素，<array>、<list>和<set>都使用该方法解析
protected void parseCollectionElements(NodeList elementNodes, Collection<Object> target, BeanDefinition bd, String defaultElementType) {
    //遍历集合所有节点
    for (int i = 0; i < elementNodes.getLength(); i++) {
        Node node = elementNodes.item(i);
        //节点不是 description 节点
        if (node instanceof Element && !nodeNameEquals(node, DESCRIPTION_ELEMENT)) {
            //将解析的元素加入集合中，递归调用下一个子元素
            target.add(parsePropertySubElement((Element) node, bd, defaultElementType));
        }
    }
}

经过对 Spring Bean 定义资源文件转换的 Document 对象中的元素层层解析，Spring IOC 现在已经将XML 形式定义的 Bean 定义资源文件转换为 Spring IOC 所识别的数据结构——BeanDefinition，它是
Bean 定义资源文件中配置的 POJO 对象在 Spring IOC 容器中的映射，我们可以通过
AbstractBeanDefinition 为入口，看到了 IOC 容器进行索引、查询和操作。

通过 Spring IOC 容器对 Bean 定义资源的解析后，IOC 容器大致完成了管理 Bean 对象的准备工作，即初始化过程，但是最为重要的依赖注入还没有发生，现在在 IOC 容器中 BeanDefinition 存储的只是一些静态信息，接下来需要向容器注册 Bean 定义信息才能全部完成 IoC 容器的初始化过程。

16、解析过后的 BeanDefinition 在 IOC 容器中的注册

让我们继续跟踪程序的执行顺序，接下来会到我们第11步中分析DefaultBeanDefinitionDocumentReader
对 Bean 定义转换的 Document 对象解析的流程中，在其 parseDefaultElement 方法中完成对 Document
对象的解析后得到封装 BeanDefinition 的 BeanDefinitionHold 对象，然后调用
BeanDefinitionReaderUtils 的 registerBeanDefinition 方法向 IOC 容器注册解析的 Bean，
BeanDefinitionReaderUtils 的注册的源码如下：

//将解析的 BeanDefinitionHold 注册到容器中
public static void registerBeanDefinition(BeanDefinitionHolder definitionHolder,BeanDefinitionRegistry registry) throws BeanDefinitionStoreException {
    //获取解析的 BeanDefinition 的名称
    String beanName = definitionHolder.getBeanName();
    //向 IOC 容器注册 BeanDefinition ——> 17
    registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());
    //如果解析的 BeanDefinition 有别名，向容器为其注册别名
    String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
    if (aliases != null) {
        for (String aliase : aliases) {
            registry.registerAlias(beanName, aliase);
        }
    }
}

当调用 BeanDefinitionReaderUtils 向 IOC 容器注册解析的 BeanDefinition 时，真正完成注册功能的是 DefaultListableBeanFactory。

17、DefaultListableBeanFactory 向 IOC 容器注册解析后的 BeanDefinition

DefaultListableBeanFactory 中使用一个 HashMap 的集合对象存放 IOC 容器中注册解析的
BeanDefinition，向 IOC 容器注册的主要源码如下：

源码分析 Spring 之 IOC容器的初始化

//存储注册信息的 BeanDefinition
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>();
//向 IOC 容器注册解析的 BeanDefiniton
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
    Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
    Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");
    //校验解析的 BeanDefiniton
    if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
        try {
            ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();
        }
        catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
            throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName, "Validation of bean definition failed", ex);
        }
    }
    //注册的过程中需要线程同步，以保证数据的一致性
    synchronized (this.beanDefinitionMap) {
        Object oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
        //检查是否有同名的 BeanDefinition 已经在 IOC 容器中注册，如果已经注册，
        //并且不允许覆盖已注册的 Bean，则抛出注册失败异常
        if (oldBeanDefinition != null) {
            if (!this.allowBeanDefinitionOverriding) {
                throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName, "Cannot register bean definition [" + beanDefinition + "] for bean '" + beanName + "': There is already [" + oldBeanDefinition + "] bound.");
            }
            else {//如果允许覆盖，则同名的 Bean，后注册的覆盖先注册的
                if (this.logger.isInfoEnabled()) {
                    this.logger.info("Overriding bean definition for bean '" + beanName + "': replacing [" + oldBeanDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");
                }
            }
        }
        //IOC 容器中没有已经注册同名的 Bean，按正常注册流程注册
        else {
            this.beanDefinitionNames.add(beanName);
            this.frozenBeanDefinitionNames = null;
        }
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        //重置所有已经注册过的 BeanDefinition 的缓存
        resetBeanDefinition(beanName);
    }
}

至此，Bean 定义资源文件中配置的 Bean 被解析过后，已经注册到IOC容器中，被容器管理起来，真正完成了 IOC 容器初始化所做的全部工作。现在 IOC 容器中已经建立了整个 Bean 的配置信息，这些BeanDefinition 信息已经可以使用，并且可以被检索，IOC 容器的作用就是对这些注册的 Bean 定义信息进行处理和维护。这些注册的 Bean 定义信息是 IOC 容器控制反转的基础，正是有了这些注册的数据，容器才可以进行依赖注入。

通过上面的代码，总结一下 IOC 容器初始化的基本步骤：

  1. 初始化的入口在容器中调用refresh()来完成。
  2. 对 bean 定义载入 IOC 容器使用的方法是 loadBeanDefinition，其中的大致过程如下：通过 ResourceLoader 来完成资源文件位置的定位，DefaultResourceLoader 是默认的实现，同时上下文本身就给出了 ResourceLoader 的实现，可以从类路径，文件系统，URL 等方式来定为资源位置。如果是 XmlBeanFactory 作为 IOC 容器，那么需要为它指定 bean 定义的资源，也就是说bean 定义文件时通过抽象成 Resource 来被 IOC 容器处理的，容器通过 BeanDefinitionReader 来完成定义信息的解析和 Bean 信息的注册，往往使用的是 XmlBeanDefinitionReader 来解析 bean 的 xml 定义文件-实际的处理过程是委托给 BeanDefinitionParserDelegate来完成的，从而得到bean的定义信息，这些信息在 Spring 中使用 BeanDefinition 对象来表示-这个名字可以让我们想到loadBeanDefinition，RegisterBeanDefinition 这些相关方法-他们都是为处理BeanDefinitin 服务的，容器解析得到 BeanDefinitionIoC 以后，需要把它在 IOC 容器中注册，这由 IOC 实现 BeanDefinitionRegistry 接口来实现。注册过程就是在 IOC 容器内部维护的一个 HashMap 来保存得到的 BeanDefinition 的过程。这个 HashMap 是 IOC 容器持有 bean 信息的场所，以后对 bean 的操作都是围绕这个 HashMap 来实现的。
  3. 然后我们就可以通过 BeanFactory 和 ApplicationContext 来享受到 SpringIOC 的服务了，在使用 IOC容器的时候，我们注意到除了少量粘合代码，绝大多数以正确 IOC 风格编写的应用程序代码完全不用关心如何到达工厂，因为容器将把这些对象与容器管理的其他对象钩在一起。基本的策略是把工厂放到已知的地方，最好是放在对预期使用的上下文有意义的地方，以及代码将实际需要访问工厂的地方。Spring本身提供了对声明式载入 web 应用程序用法的应用程序上下文,并将其存储在 ServletContext 中的框架实现。

在使用 SpringIOC 容器的时候我们还需要区别两个概念

BeanFactory 和 FactoryBean，其中 BeanFactory 指的是 IOC 容器的编程抽象，比如ApplicationContext，XmlBeanFactory 等，这些都是 IOC 容器的具体表现，需要使用什么样的容器由客户决定,但 Spring 为我们提供了丰富的选择。FactoryBean 只是一个可以在 IOC 而容器中被管理的一个bean,是对各种处理过程和资源使用的抽象,FactoryBean 在需要时产生另一个对象，而不返回FactoryBean 本身,我们可以把它看成是一个抽象工厂，对它的调用返回的是工厂生产的产品。所有的FactoryBean 都实现特殊的 org.springframework.beans.factory.FactoryBean 接口，当使用容器中FactoryBean 的时候，该容器不会返回 FactoryBean 本身，而是返回其生成的对象。Spring 包括了大部分的通用资源和服务访问抽象的 FactoryBean 的实现，其中包括:对 JNDI 查询的处理，对代理对象的处理，对事务性代理的处理，对 RMI 代理的处理等，这些我们都可以看成是具体的工厂,看成是 Spring 为我们建立好的工厂。也就是说 Spring 通过使用抽象工厂模式为我们准备了一系列工厂来生产一些特定的对象,免除我们手工重复的工作，我们要使用时只需要在 IOC 容器里配置好就能很方便的使用了。

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