Spring启动说明，包括解析、加载，Aop处理，事务处理

前言

Spring最关键的部分，也就是解析并加载Bean的处理了，本篇文章以个人的角度进行说明Spring的Bean都是如何处理的。期间有些部分会进行跳过，可能自己还没理解到，也或者可能觉得不太重要吧。
本篇文章以解析Xml的方式加载Spring的Bean为前提，基于ClassPathXmlApplicationContext类开始进行介绍解析。现在最流行的通过注解的方式，暂时本篇文章不介绍，后续有机会再进行介绍。

1. 加载`xml`配置文件

public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
	this(new String[] {configLocation}, true, null);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent) throws BeansException {
	super(parent);
	setConfigLocations(configLocations);
	if (refresh) {
		refresh();
	}
}

通过ClassPathXmlApplicationContext加载xml时，一般主要以这个构造函数为入口。主要关注setConfigLocations和refresh这2个方法。

setConfigLocations方法主要是根据传入的地址，进行解析，例如如果传入的地址中存在${}这种占位符的，spring会根据PropertySourcesPlaceholderConfigurer所配置的.properties文件进行替换，解析出实际的文件路径。至于PropertySourcesPlaceholderConfigurer的解析，不属于关键部分，这里不介绍。

refresh方法就是执行具体的Spring的Bean的解析与加载，后面要着重介绍。

2. `AbstractApplicationContext`中的`refresh`方法

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
	synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
		// 启动准备，记录时间，校验必传参数等等
		prepareRefresh();

		// 后续着重介绍地方，创建BeanFactory，加载Xml配置文件
		ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

		// 对BeanFactory进行参数填充
		// 设置需要参数注入的类
		// 注入特殊对象
		prepareBeanFactory(beanFactory);

		try {
			// 注册BeanFactoryPostProcessor，是针对于BeanFactory的拦截器
			postProcessBeanFactory(beanFactory);

			// 执行BeanFactoryPostProcessor对应的拦截器
			invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

			// 注册BeanPostProcessor，是针对于Bean的拦截器
			registerBeanPostProcessors(beanFactory);

			// 初始化MessageSource，用于国际化
			initMessageSource();

			// 初始化Spring事件广播器
			initApplicationEventMulticaster();

			// 初始化其他需要处理的事情，由子类实现
			onRefresh();

			// 注册Spring事件监听器
			registerListeners();

			// 后续着重介绍，用于Bean实例化的地方
			finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

			// Spring容器初始化完成，发送事件等等
			finishRefresh();
		}

		catch (BeansException ex) {
		    // 初始化失败需要清理Spring容器中的Bean等等各种操作
			if (logger.isWarnEnabled()) {
				logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
						"cancelling refresh attempt: " + ex);
			}

			// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
			destroyBeans();

			// Reset 'active' flag.
			cancelRefresh(ex);

			// Propagate exception to caller.
			throw ex;
		}

		finally {
			// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
			// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
			resetCommonCaches();
		}
	}
}

3. 解析`xml`文件

obtainFreshBeanFactory()->refreshBeanFactory()->loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)->loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader)->loadBeanDefinitions(Resource... resources)->loadBeanDefinitions(Resource resource)->loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource)->doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)->registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource)->registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext)->doRegisterBeanDefinitions(Element root)->parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate)
通过以上方法调用，最终会进入到DefaultBeanDefinitionDocumentReader#parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate)方法中，该方法才是真正开始解析xml文件的方法。

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);
	}
}

该方法会根据xml中标签对应的namespace是否是spring的namespace来做处理，如果是spring自己的namespace，会调用parseDefaultElement，否则调用parseCustomElement。
这里也不通过代码的方式展现逻辑，毕竟这篇文章是为了面试准备的，面试时可不可能打开代码进行走查。
在parseDefaultElement中会根据标签名做对应的解析，主要是四类标签，分别是import、bean、beans、alias。其中针对于bean的解析才是最关键的。
具体解析的逻辑，其实就是读取bean标签下的子标签和属性，其最终都会记录在BeanDefinitionHolder中，而BeanDefinitionHolder其实就3个字段，beanName是bean的名字，alias是bean的别名，beanDefinition是bean解析出来参数主要存放的地方。其实BeanDefinition是一个接口，定义了一些方法，而具体参数的内容是放在AbstractBeanDefinition中的。
这里就假设Bean加载的工作处理完成了。其实的代码逻辑其实挺复杂的。

3.1 非`spring`的`namespace`

这里介绍下如何使用非spring的namespace。Spring最强大的一点就在于其扩展性非常的好，namespace就是其中之一。如果想实现自己的namespace，则需要写一个实现NameSpaceHandler的类，个性化对xml中特殊Bean的解析；然后还要定义DTD或者XSD文件用于spring能够识别个性化的标签，后续介绍Aop的时候再详细介绍。

4. `Bean`实例化

finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)->preInstantiateSingletons()
在DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons()已经开始准备做实例化的工作了

4.1 构造`RootBeanDefinition`

首先是构建RootBeanDefinition，由于Spring中的Bean可能会有父子的依赖关系，所以会把上面构造出来的BeanDefinition进行父子结构构造。如果一个BeanDefinition没有父Bean，则自己就是RootBeanDefinition；如果一个BeanDefinition有父Bean，则会进行递归构造RootBeanDefinition，毕竟父Bean也有可能还有父的。

4.2 `FactoryBean`的使用

FactoryBean是用于定义复杂Bean参数的接口，该接口中定义了3个接口方法。

方法名	作用
`T getObject()`	`Bean`对象构建的核心逻辑
`Class<?> getObjectType()`	该`Bean`对象的`Class`类型
`boolean isSingleton()`	该`Bean`是否是单例的

在preInstantiateSingletons中，会针对于FactoryBean类型的Bean进行特殊化处理，这里不进行介绍。

4.3 `Bean`真正实例化

preInstantiateSingletons()->getBean(String name)->doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType, @Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
在这个方法中进行Bean真正实例化的操作。Spring在启动的时候，会自动把所有单例且非延迟加载的Bean放置在Spring容器中，这个加载过程其实就是调用一次getBean方法，感觉有点low，可实际就是这样的，只不过单例的Bean会做缓存，这样getBean的时候如果首次，就会进行实例化，而非首次的话，就从缓存中去取的。

4.4 循环依赖

循环依赖的解决方案：三层缓存singletonObjects、earlySingletonObjects、singletonFactories。其中singletonObjects是存放已经完全解析完毕的Bean，而earlySingletonObjects则是存放提前暴露的未加载完毕的Bean（主要是指当前Bean的Class已经创建，可还未填充属性），而singletonFactories则是存放未加载完毕Bean的ObjectFactory。当Spring加载Bean时发现其下有需要依赖的其他Bean时，先判断在singletonObjects是否存在，如果不存在再earlySingletonObjects去找，如果还找不到就到singletonFactories，一般此时能找到了的。找到后，把Bean从singletonFactories移除，移入earlySingletonObjects中，尽量把Bean慢慢移置在singletonObjects中。

5. `Aop`实现

上面说了Spring可以通过自定义namespace来进行扩展标签定义，这里的Aop就是这么实现的。在spring-aop工程下，有一个spring-aop.xsd文件用于定义xml文件中个性化参数要怎么写，还有一个AopNamespaceHandler类，间接实现了NamespaceHandler接口。

5.1 `NamespaceHandler`接口介绍

NameSpaceHandler接口下有3个抽象方法，init一般用于定义不同的标签对应的解析器，parse用于解析xml中的标签，decorate则可以根据不同的xml节点，例如Node或者Attr，进行特殊的个性化处理。

5.2 `AopNamespaceHandler`介绍

AopNamespaceHandler的init方法下，注册了3个解析器

处理的标签	对应解析器	说明
`config`	`ConfigBeanDefinitionParser`	用于解析`xml`文件中`Aop`相关配置
`aspectj-autoproxy`	`AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser`	用于配置`Aop`开关，并可以通过注解方式实现`Aop`
`scoped-proxy`	`ScopedProxyBeanDefinitionDecorator`	解析代理是基于`cglib`的还是基于`jdk`实现的

这里介绍一下ConfigBeanDefinitionParser解析器，该解析器是用于解析xml中相关参数的，下面还会介绍Spring的事务，介绍事务时再介绍通过注解方式实现逻辑。

5.2 `ConfigBeanDefinitionParser`

ConfigBeanDefinitionParser中的parse方法中，第一步就是注册一个AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator这个Bean，这个Bean间接实现了BeanPostProcessor接口，也就说明其中肯定也实现了postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization方法，而aop主要是实现postProcessAfterInitialization方法
在AbstractAutoProxyCreator（AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator的父类）类中实现了postProcessAfterInitialization方法，在该方法中，首先校验当前Bean是否满足Aop的Adviser，如果满足则创建代理。这样在后续Bean的方法被调用的时候，其实是走的代理
自定义的Aop，是通过AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator来进行处理的，算是通过BeanPostProcessor间接处理

6. `Spring`事务实现

Spring事务其实也是通过namespace进行扩展的
在spring-tx工程下，有spring-tx.xsd描述文件，在工程中有TxNamespaceHandler类来间接实现NamespaceHandler接口

6.1 `TxNamespaceHandler`介绍

TxNamespaceHandler的init方法注册了3个解析器

处理的标签	对应解析器	说明
`advice`	`TxAdviceBeanDefinitionParser`	解析`xml`中关于事务相关的配置
`annotation-driven`	`AnnotationDrivenBeanDefinitionParser`	注解方式配置事务的开关，并通过注解方式实现事务
`jta-transaction-manager`	`JtaTransactionManagerBeanDefinitionParser`	暂时没有使用过

这里介绍AnnotationDrivenBeanDefinitionParser解析器，该解析器是通过注解的方式处理Spring事务，跟AopNamespaceHandler分开介绍不同的解析器处理方式。

6.2 `InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator`代理创建器

在AnnotationDrivenBeanDefinitionParser中首先注册了一个InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator，该代理创建器其实并不属于事务特有的，该创建器只是把一些基础设施类忽略创建代理而已，例如Advice、Pointcut、Advisor、AopInfrastructureBean这些接口的实现类，是不进行代理处理的，这个类跟事务其实没有特别大的关系。

6.3 `BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor`增强器

Spring事务依赖于Aop的实现，在Aop中会注册所有Advisor的实现类为增强器，根据Advisor指定的方式来创建代理，而BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor就是做这个事情的。在AnnotationDrivenBeanDefinitionParser解析器中，除了注册了InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator之外，还注册BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor增强器，该增强器中包含了另外注册的2个类，分别是AnnotationTransactionAttributeSource和TransactionInterceptor。

拦截器	作用
`AnnotationTransactionAttributeSource`	用于解析`@Transactional`注解的
`TransactionInterceptor`	事务处理的具体流程

6.4 `TransactionInterceptor`事务拦截器

Spring会首先记录注解信息到TransactionAttribute中，然后创建TransactionInfo，而TransactionInfo包含TransactionAttribute，并且把当前事务的信息、例如事务传播方式、事务超时校验、事务隔离级别等等的信息进行校验，根据不同的传播方式，TransactionInfo还有可能对挂起的事务进行处理。在真正的业务处理中，其实就是进行的try-catch-finally操作，当业务逻辑正常流转时，会调用commit操作，而抛异常时会进行rollback操作。其实这里所谓commit和rollback操作，也还是有额外处理的。例如rollback操作，在默认情况下，事务仅针对RuntimeException才会进行事务回滚，如果抛出的Exception，则还是会进行commit。例如commit操作时，会去校验事务的传播方式，如果是嵌套事务，就不会进行commit操作，而是会回到上层事务，根据上层事务是否抛异常来决定是否回滚。所以事务的具体操作，还是要根据不同的事务传播方式来决定的。

posted @ 2019-07-31 16:03 qxwang 阅读(70) 评论(0) 收藏举报

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qxwang

Spring启动说明，包括解析、加载，Aop处理，事务处理

前言

1. 加载xml配置文件

2. AbstractApplicationContext中的refresh方法

3. 解析xml文件

3.1 非spring的namespace

4. Bean实例化

4.1 构造RootBeanDefinition

4.2 FactoryBean的使用

4.3 Bean真正实例化

4.4 循环依赖

5. Aop实现

5.1 NamespaceHandler接口介绍

5.2 AopNamespaceHandler介绍

5.2 ConfigBeanDefinitionParser

6. Spring事务实现

6.1 TxNamespaceHandler介绍

6.2 InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator代理创建器

6.3 BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor增强器

6.4 TransactionInterceptor事务拦截器

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