【小家Spring】Spring IoC是如何使用BeanWrapper和Java内省结合起来给Bean属性赋值的

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前言

书写此篇博文的缘由是出自一道面试题:面试题目大概如标题所述。
我个人认为这道面试题问得是非常有水平的,因为它涉及到的知识点既有深度,又有广度,可谓一举两得~~~因此在这里分享给大家。

为了给此文做铺垫,前面已经有两篇文章分别叙述了Java内省和BeanWrapper,而且还分析了底层接口:属性访问器(PropertyAccessor)。若对此部分还不是很了解的话,建议可以先出门左拐或者单击【相关阅读】里的链接~

Spring IoC和Java内省的依赖关系说明

Spring需要依赖注入就需要使用BeanWrapper,上章节说了BeanWrapperImpl的实现大都委托给了CachedIntrospectionResults去完成,而CachedIntrospectionResults它的核心说法就是Java内省机制

从层层委托的依赖关系可以看出,Spring IoC的依赖注入(给属性赋值)是层层委托的最终给了Java内省机制,这是Spring框架设计精妙处之一。这也符合我上文所诉:BeanWrapper这个接口并不建议应用自己去直接使用~~~
那么本文就着眼于此,结合源码去分析Spring IoC容器它使用BeanWrapper完成属性赋值(依赖注入)之精华~

Spring IoC中使用BeanWrapper源码分析

Spring IoC我相信小伙伴并不陌生了,但IoC的细节不是本文的重点。为了便于分析,我把这个过程画一个时序图描述如下:
在这里插入图片描述
有了这个简略的时序图,接下来就一步一步的分析吧

doCreateBean() 创建Bean

任何创建Bean的过程,都得经历doCreateBean()。这句代码我们已经非常熟悉了,它在AbstractAutowireCapableBeanFactory里:

	protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException {
		BeanWrapper instanceWrapper = null;
		...
		// 这一步简单的说:通过构造函数实例化Bean后,new BeanWrapperImpl(beanInstance)包装起来
		// 并且:initBeanWrapper(bw);  作用是注册ConversionService和registerCustomEditors() ...
		instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
		...
		// 给属性赋值:此处会实施BeanWrapper的真正实力~~~~
		// 注意:此处第三个参数传入的是BeanWrapper,而不是源生beanduixiang~~~ 
		populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
		exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
		...
	}

doCreateBean这个方法完成整个Bean的实例化、初始化。而这里面我们最为关注的自然就是populateBean()这个方法,它的作用是完成给属性赋值,从时序图中也可以看出这是一个入口

populateBean():给Bean的属性赋值~

	protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
		...
		// 从Bean定义里面把准备好的值都拿出来~~~
		// 它是个MutablePropertyValues,持有N多个属性的值~~~
		PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);
		...
		for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
			...
			// 此处会从后置处理,从里面把依赖的属性,值都拿到。比如大名鼎鼎的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就是在此处拿出值的~~~
			PropertyValues pvsToUse = ibp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
			...
			pvs = pvsToUse;
		}
		...
		// 若存在属性pvs ,那就做赋值操作吧~~~(本处才是今天关心的重点~~~)
		if (pvs != null) {
			applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
		}
	}

深入到方法内部,它完成了k-v值的准备工作,很多重要的BeanPostProcessor 也在此处得到执行。对于最终给属性赋值的步骤,是交给了本类的applyPropertyValues()方法去完成~~~

其实到了此处,理论上小伙伴就应该就能猜到接下来的核心下文了~

applyPropertyValues():完成属性赋值

这个方法的处理内容才是本文最应该关注的核心,它在处理数据解析、转换这一块还是存在不小的复杂度的~

	// 本方法传入了beanName和bean定义信息,以及它对应的BeanWrapper和value值们~
	protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {
		if (pvs.isEmpty()) {
			return;
		}
		...
		MutablePropertyValues mpvs = null;
		List<PropertyValue> original;

		// 说明一下:为何这里还是要判断一下,虽然Spring对PropertyValues的内建实现只有MutablePropertyValues
		// 但是这个是调用者自己也可以实现逻辑的~~~so判断一下最佳~~~~
		if (pvs instanceof MutablePropertyValues) {
			mpvs = (MutablePropertyValues) pvs;
			// 此处有个短路处理:
			// 若该mpvs中的所有属性值都已经转换为对应的类型,则把mpvs设置到BeanWrapper中,返回
			if (mpvs.isConverted()) {
				// Shortcut: use the pre-converted values as-is.
				try {
					bw.setPropertyValues(mpvs);
					return;
				} catch (BeansException ex) {
					throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
				}
			}
			// 否则,拿到里面的属性值们~~~
			original = mpvs.getPropertyValueList();
		} else {
			original = Arrays.asList(pvs.getPropertyValues());
		}

		// 显然,若调用者没有自定义转换器,那就使用BeanWrapper本身~~~(因为BeanWrapper实现了TypeConverter 接口~~)
		TypeConverter converter = getCustomTypeConverter();
		if (converter == null) {
			converter = bw;
		}
		
		// 获取BeanDefinitionValueResolver,该Bean用于将bean定义对象中包含的值解析为应用于目标bean实例的实际值。
		BeanDefinitionValueResolver valueResolver = new BeanDefinitionValueResolver(this, beanName, mbd, converter);

		// Create a deep copy, resolving any references for values.
		// 此处翻译成深度拷贝不合适,倒不如翻译成深度解析更为合理~~~~
		List<PropertyValue> deepCopy = new ArrayList<>(original.size());
		boolean resolveNecessary = false;

		// 遍历没有被解析的original属性值们~~~~
		for (PropertyValue pv : original) {
			if (pv.isConverted()) {
				deepCopy.add(pv);
			} else { // 那种还没被解析过的PropertyValue此处会一步步解析~~~~
				String propertyName = pv.getName(); // 属性名称
				Object originalValue = pv.getValue(); // 未经类型转换的值(注意:是未经转换的,可能还只是个字符串或者表达式而已~~~~)

				// 最为复杂的解析逻辑~~~
				Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);
				Object convertedValue = resolvedValue;

				// 属性可写 并且 不是嵌套(如foo.bar,java中用getFoo().getBar()表示)或者索引(如person.addresses[0])属性
				boolean convertible = bw.isWritableProperty(propertyName) && !PropertyAccessorUtils.isNestedOrIndexedProperty(propertyName);
				if (convertible) {
					// 用类型转换器进行转换
					convertedValue = convertForProperty(resolvedValue, propertyName, bw, converter);
				}
				if (resolvedValue == originalValue) {
					if (convertible) {
						pv.setConvertedValue(convertedValue);
					}
					deepCopy.add(pv);
				} else if (convertible && originalValue instanceof TypedStringValue &&
						!((TypedStringValue) originalValue).isDynamic() &&
						!(convertedValue instanceof Collection || ObjectUtils.isArray(convertedValue))) {
					pv.setConvertedValue(convertedValue);
					deepCopy.add(pv);
				}
				else {
					resolveNecessary = true;
					deepCopy.add(new PropertyValue(pv, convertedValue));
				}
			}
		}

		// 标记mpvs已经转换
		if (mpvs != null && !resolveNecessary) {
			mpvs.setConverted();
		}

		// Set our (possibly massaged) deep copy.
		// 使用转换后的值进行填充~~~~~~~~~~
		try {
			bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy));
		} catch (BeansException ex) {
			throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
		}

	}

	// 属性值的转换
	@Nullable
	private Object convertForProperty(@Nullable Object value, String propertyName, BeanWrapper bw, TypeConverter converter) {
		// 需要特别注意的是:convertForProperty方法是BeanWrapperImpl的实例方法,并非接口方法
		// 这个方法内部就用到了CachedIntrospectionResults,从何就和Java内省搭上了关系~~~
		if (converter instanceof BeanWrapperImpl) {
			return ((BeanWrapperImpl) converter).convertForProperty(value, propertyName);
		} else { // 自定义转换器
			PropertyDescriptor pd = bw.getPropertyDescriptor(propertyName);
			MethodParameter methodParam = BeanUtils.getWriteMethodParameter(pd);
			return converter.convertIfNecessary(value, pd.getPropertyType(), methodParam);
		}
	}

说明:BeanDefinitionValueResolver是Spring一个内建的非public类,它在上述步骤中承担了非常多的任务,具体可参考此处:BeanDefinitionValueResolver和PropertyValues

从命名中就能看出,它处理BeanDefinition的各式各样的情况,它主要是在xml配置时代起到了非常大的作用,形如这样:

<bean class="foo.bar.xxx">
    <property name="referBeanName" ref="otherBeanName" />
</bean>

因为我们知道在xml时代配置Bean非常的灵活:引用Bean、Map、List甚至支持SpEL等等,这一切权得益于BeanDefinitionValueResolver这个类来处理各种case~

其实在现在注解大行其道的今天,配置Bean我们大都使用@Bean来配置,它是一种工厂方法的实现,因此这个处理类的作用就被弱化了很多。但是,但是,但是,它仍旧是我们实施定制化BeanDefinition的一个有力武器~

applyPropertyValues()这一步完成之后,就彻底完成了对Bean实例属性的赋值。从中可以看到最终的赋值操作,核心依赖的就是这么一句话:

bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy))

并且从转换的逻辑我们也需要知道的是:IoC并不是100%得使用BeanWrapper的,若我们是自定义了一个转换器,其实是可以不经过Java内省机制,而是直接通过反射来实现的,当然并不建议这么去做~

总结

BeanWrapper体系相比于 Spring 中其他体系是比较简单的,它作为BeanDefinitionBean转换过程中的中间产物,承载了 bean 实例的包装、类型转换、属性的设置以及访问等重要作用(请不要落了访问这个重要能力)。

关于此面试题怎么去回答,如果是我主考我会这么评价回答:

  1. 能答到populateBean()这里算是对这块知识入门了
  2. 能答到applyPropertyValues()这里,那基本对此回答就比较满意了
  3. 当然若能答到:通过自定义实现一个转换器+反射实现作为实现,而绕过Java内省机制。那势必就可以加分了~
    1. 若达到自定义、个性化定义BeanDefinition这块(虽然与本问题没有必然关联),也是可以加分的(毕竟是面试而非考试~)

知识交流

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posted @ 2019-07-19 11:14  YourBatman  阅读(785)  评论(0编辑  收藏  举报
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