Spring中的BeanDefinition,BeanDefinitionRegistry,BeanFactory 细节

以你之姓@ 2022-11-21 01:03 188阅读 0赞

Spring 容器启动后首先是读取bean的xml配置文件，然后解析xml文件中的各种bean的定义，将xml文件中的每一个<bean />元素分别转换成一个BeanDefinition对象，其中保存了从配置文件中读取到的该bean的各种信息, 读完配置文件之后，得到了很多的BeanDefinition对象，然后通过BeanDefinitionRegistry将这些bean注册到beanFactory中, 这就是Spring IOC容器启动时的基本流程.

下面我们们仔细研究一下 BeanDefinition,BeanDefinitionRegistry,BeanFactory 三个对象的组成及功能.

1. BeanDefinition: 将Bean的定义信息存储到这个BeanDefinition相应的属性中，之后对Bean的操作就是直接对BeanDefinition进行的. 在这个接口中定义的属性有诸如类名、sccope、属性、构造函数参数列表、依赖的bean、是否单例类等.   
    它继承 AttributeAccessor 和 BeanMetadataElement 接口.

*        AttributeAccessor接口:   定义了对属性的修改，包括获取、设置、删除。
 *       BeanMetadataElement,Bean 元对象持有的配置元素可以通过 getSource() 方法来获取。

BeanDefinition对应的就是<bean>元素的配置的属性信息，列表如下:

bean标签的属性
    
    1）scope：**用来配置spring bean的作用域
    2）singleton：**表示bean为单例的
    3）abstract：设置为true，将该bean仅仅作为模板使用，应用程序上下文不会试图预先初始化它
    4）lazy-init：**设为true，延迟加载，该bean不会在ApplicationContext启动时提前被实例化，而是第一次向容器通过getBean索取bean时实例化
    注：只对singleton的bean起作用
    5）autowire：**自动装配
    6）dependency-check：依赖检查
    7）depends-on：**表示一个bean的实例化依靠另一个bean先实例化
    8）autowire-candidate：**设为false，容器在查找自动装配对象时，将不考虑该bean，即它不会被考虑作为其他bean自动装配的候选者，但是该bean本身可以使用自动装配来注入其他bean
    9）primary：该bean优先被注入
    10）init-method：**初始化bean时调用的方法
    11）destory-method：**容器销毁之前所调用的方法
    12）factory-method：当调用factory-method所指向的方法时，才开始实例化bean
    13）factory-bean：调用静态工厂方法的方式创建bean
    二、bean的子元素
    1）meta：元数据，当需要使用里面的信息时可以通过key获取
    2）lookup-method：获取器注入，是把一个方法声明为返回某种类型的bean但实际要返回的bean是在配置文件里面配置的
    3）replaced-method：可以在运行时调用新的方法替换现有的方法，还能动态的更新原有方法的逻辑
    4）constructor-arg：** 对bean自动寻找对应的构造函数，并在初始化的时候将设置的参数传入进去
    5）property：** 基本数据类型赋值
    6）qualifier：** 通过Qualifier指定注入bean的名称

对以上信息进行包装的BeanDefinition的源代码如下:  ( 两张图可以对应着查看，是否一一对应)

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {
        String SCOPE_SINGLETON = "singleton"; //单例模式
        String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype"; //原型模式（就是正常情况下的）
        
        //此bean的角色
        int ROLE_APPLICATION = 0; //表示这个bean是用户定义的
        int ROLE_SUPPORT = 1; //表示这个bean是第三方插件或工具的
        int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2; //表示这个bean是spring内部自己的
        
        //设置or获取此bean的父bean的名字
        void setParentName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getParentName();
        //设置or获取此bean的类名
        void setBeanClassName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getBeanClassName();
        //设置or获取此bean的模式（单例模式还是原型模式）
        void setScope(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getScope();
        //设置or获取此bean的延迟初始化属性（true，false）
        void setLazyInit(boolean var1);
        boolean isLazyInit();
        //设置or获取依赖
        void setDependsOn(@Nullable String... var1);
        @Nullable
        String[] getDependsOn();
        //设置or获取此bean的是否接受被自动装配（true， false）
        void setAutowireCandidate(boolean var1);
        boolean isAutowireCandidate();
        //设置or获取是否是首要（true，false）
        void setPrimary(boolean var1);
        boolean isPrimary();
        //设置or获取工厂bean的名字
        void setFactoryBeanName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getFactoryBeanName();
        //设置or 获取工厂bean里的生成方法名
        void setFactoryMethodName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getFactoryMethodName();
        //获取构造函数的所有参数值
        ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues();
        //判断构造函数参数是否为空
        default boolean hasConstructorArgumentValues() {
            return !this.getConstructorArgumentValues().isEmpty();
        }
        //获取所有的property
        MutablePropertyValues getPropertyValues();
        default boolean hasPropertyValues() {
            return !this.getPropertyValues().isEmpty();
        }
        //设置or获取初始化方法名
        void setInitMethodName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getInitMethodName();
        //设置or获取销毁方法名
        void setDestroyMethodName(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getDestroyMethodName();
        //设置角色，就是前面的三个整数（0,1,2），用户定义、第三方的、spring内部的
        void setRole(int var1);
        int getRole();
        //设置or获取此bean的描述信息
        void setDescription(@Nullable String var1);
        @Nullable
        String getDescription();
        //判断此bean是否是单例、原型、抽象的
        boolean isSingleton();
        boolean isPrototype();
        boolean isAbstract();
        //获取资源描述，这个资源文件
        @Nullable
        String getResourceDescription();
     
        @Nullable
        BeanDefinition getOriginatingBeanDefinition();
    }

2. BeanDefinitionRegistry:    定义Bean的常规操作，来注册BeanDefinition, 内部就是用一个 Map 实现.   
   主要功能：

*  以Map<String, BeanDefinition>的形式注册bean
 *  根据beanName 删除和获取 beanDefiniation
 *  得到持有的beanDefiniation的数目
 *  根据beanName 判断是否包含beanDefiniation

它的默认实现类，主要有三个：SimpleBeanDefinitionRegistry、DefaultListableBeanFactory、GenericApplicationContext.

BeanDefinitionRegistry源码:

public interface BeanDefinitionRegistry extends AliasRegistry {
    
    	// 关键 -> 往注册表中注册一个新的 BeanDefinition 实例 
    	void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException;
    	// 移除注册表中已注册的 BeanDefinition 实例
    	void removeBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    	// 从注册中心取得指定的 BeanDefinition 实例
    	BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    	// 判断 BeanDefinition 实例是否在注册表中（是否注册）
    	boolean containsBeanDefinition(String beanName);
    	
    	// 取得注册表中所有 BeanDefinition 实例的 beanName（标识）
    	String[] getBeanDefinitionNames();
    	// 返回注册表中 BeanDefinition 实例的数量
    	int getBeanDefinitionCount();
    	// beanName（标识）是否被占用
    	boolean isBeanNameInUse(String beanName);
    }

它的三个实现类的区别

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5neWluZ2NoZW5ncWk_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**SimpleBeanDefinitionRegistry** 是 BeanDefinitionRegistry 一个简单的实现，它还继承 SimpleAliasRegistry（ AliasRegistry 的简单实现），它仅仅只提供注册表功能，无工厂功能。SimpleBeanDefinitionRegistry 使用 ConcurrentHashMap 来存储注册的 BeanDefinition。

**DefaultListableBeanFactory，**它是ConfigurableListableBeanFactory（其实就是 BeanFactory ） 和 BeanDefinitionRegistry 接口的默认实现：一个基于 BeanDefinition 元数据的完整 bean 工厂。它同样是用 ConcurrentHashMap 数据结构来存储注册的 BeanDefinition。

**GenericApplicationContext** ，他实现注册、注销功能都是委托 DefaultListableBeanFactory 实现的.

public class GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext implements BeanDefinitionRegistry {
        //底层是将操作委托给了  DefaultListableBeanFactory 
    	private final DefaultListableBeanFactory beanFactory;
        ......
    }

所以我们只看  DefaultListableBeanFactory的核心源码:

// 注册表，由 BeanDefinition 的标识 （beanName） 与其实例组成
    private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, bean>(64);
    
    // 标识（beanName）集合
    private final List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<String>(64);
    
    
    public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
       throws BeanDefinitionStoreException {
    
            // 省略其他代码
    
      else {
       if (hasBeanCreationStarted()) {
        // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
        synchronized (this.beanDefinitionMap) {
         this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
         List<String> updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
         updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
         updatedDefinitions.add(beanName);
         this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
         if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) {
          Set<String> updatedSingletons = new LinkedHashSet<>(this.manualSingletonNames);
          updatedSingletons.remove(beanName);
          this.manualSingletonNames = updatedSingletons;
         }
        }
       }
       else {
        // 注册 BeanDefinition   ****最重要的一句
        this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        this.beanDefinitionNames.add(beanName);
        this.manualSingletonNames.remove(beanName);
       }
       this.frozenBeanDefinitionNames = null;
      }
    
      if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
       resetBeanDefinition(beanName);
      }
     }

3. BeanFactory :   创建Bean的工厂,  它最主要的方法就是 getBean(String beanName)，该方法从容器中返回特定名称的 Bean，BeanFactory 的功能通过其他的接口得到不断扩展

public interface BeanFactory {
     
        //这里是对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 = "&";
     
        这里根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。
     
        Object getBean(String name) throws BeansException;
     
        //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，和上面的方法不同在于它会抛出异常：如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。
        Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
     
        //这里提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean
        boolean containsBean(String name);
     
        //这里根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单件
        boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
     
        //这里对得到bean实例的Class类型
        Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
     
        //这里得到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);
     
    }

BeanFactory下最通用的一个实现是 DefaultListableBeanFactory,它同时也实现了BeanDefinitionRegistry接口，因此它就承担了Bean的注册管理工作。

DefaultListableBeanFactory的类层次结构如下:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poYW5neWluZ2NoZW5ncWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

DefaultListableBeanFactory其实要实现的功能就是以list集合的方式操作bean，为什么要拆成这么多的类和接口呢。这里面可能基于几点考虑。

1.  功能的不同维度，分不同的接口，方便以后的维护和其他人的阅读。如：AutowireCapableBeanFactory、ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory等
2.  不同接口的实现，分布在不同的之类里，方便以后不同接口多种实现的扩展
3.  从整个类图的分布，可以看出spring在这块是面向接口编程，后面类的实现，他们认为只是接口功能实现的一种，随时可以拓展成多种实现

通过名字就大概可以了解每个接口的功能:

HierarchicalBeanFactory接口是在继承BeanFactory的基础上，实现BeanFactory的父子关系。  
AutowireCapableBeanFactory接口是在继承BeanFactory的基础上，实现Bean的自动装配功能  
ListableBeanFactory接口是在继承BeanFactory的基础上，实现Bean的list集合操作功能  
ConfigurableBeanFactory接口是在继承HierarchicalBeanFactory的基础上，实现BeanFactory的全部配置管理功能，   
SingletonBeanRegistry是单例bean的注册接口  
ConfigurableListableBeanFactory接口是继承AutowireCapableBeanFactory，ListableBeanFactory，ConfigurableBeanFactory三个接口的一个综合接口  
AliasRegistry接口是别名注册接口，SimpleAliasRegistry类是简单的实现别名注册接口的类

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