Spring(四)核心容器 – BeanDefinition 解析
前言
在上篇文章中,我们探讨了 refresh 的前四个方法,主要是对 ApplicationContext 上下文启动做少量准备工作。原计划是对接下来的 invokeBeanFactoryPostProcessors 方法进行探讨,但该方法涉及 Spring 中一个非常重要的概念: BeanDefinition,所以,这里先对 BeanDefinition 进行探讨,这样也有利于完善 Spring 的知识体系。
注:本篇文章使用的 SpringBoot 版本为 2.0.3.RELEASE,其 Spring 版本为 5.0.7.RELEASE
正文
现如今,我们一般获取对象的方式有两种,一种是手动直接 new;另一种是交给 Spring 管理,Spring 将管理的对象称之为 Bean,容器会先实例化 Bean,而后自动注入,实例化的过程就需要依赖 BeanDefinition。
BeanDefinition 用于保存 Bean 的相关信息,包括属性、构造方法参数、依赖的 Bean 名称及能否单例、推迟加载等,它是实例化 Bean 的原材料,Spring 就是根据 BeanDefinition 中的信息实例化 Bean。
BeanDefinition的继承体系
BeanDefinition 是一个接口,它有多个实现类,这些实现类分别形容不同类型的 Bean。
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BeanDefinition
一个 BeanDefinition 形容了一个 Bean 实例,实例包含属性值、构造方法参数值以及更多实现信息。该 BeanDefinition 只是是一个最小的接口,主要目的是允许修改属性值和其余 Bean 元数据,这里列出几个核心方法。
public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement { // 单例、原型标识符 String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON; String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE; // 标识 Bean 的类别,分别对应 客户定义的 Bean、来源于配置文件的 Bean、Spring 内部的 Bean int ROLE_APPLICATION = 0; int ROLE_SUPPORT = 1; int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2; // 设置、返回 Bean 的父类名称 void setParentName(@Nullable String parentName); String getParentName(); // 设置、返回 Bean 的 className void setBeanClassName(@Nullable String beanClassName); String getBeanClassName(); // 设置、返回 Bean 的作用域 void setScope(@Nullable String scope); String getScope(); // 设置、返回 Bean 能否懒加载 void setLazyInit(boolean lazyInit); boolean isLazyInit(); // 设置、返回当前 Bean 所依赖的其它 Bean 名称。 void setDependsOn(@Nullable String... dependsOn); String[] getDependsOn(); // 设置、返回 Bean 能否可以自动注入。只对 @Autowired 注解有效 void setAutowireCandidate(boolean autowireCandidate); boolean isAutowireCandidate(); // 设置、返回当前 Bean 能否为主要候选 Bean 。 // 当同一个接口有多个实现类时,通过该属性来配置某个 Bean 为主候选 Bean。 void setPrimary(boolean primary); boolean isPrimary(); // 设置、返回创立该 Bean 的工厂类。 void setFactoryBeanName(@Nullable String factoryBeanName); String getFactoryBeanName(); // 设置、返回创立该 Bean 的工厂方法 void setFactoryMethodName(@Nullable String factoryMethodName); String getFactoryMethodName(); // 返回该 Bean 构造方法参数值、所有属性 ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues(); MutablePropertyValues getPropertyValues(); // 返回该 Bean 能否是单例、能否是非单例、能否是笼统的 boolean isSingleton(); boolean isPrototype(); boolean isAbstract(); // 返回 Bean 的类别。类别对应上面的三个属性值。 int getRole(); ...}
可以看到 BeanDefinition 接口提供了一系列操作 Bean 元数据的set、get方法,这些操作为 Bean 的形容定义了一套模板,具体的实现则交由子类。
AnnotatedBeanDefinition
AnnotatedBeanDefinition 是 BeanDefinition 子接口之一,该接口扩展了 BeanDefinition 的功能,其用来操作注解元数据。一般情况下,通过注解方式得到的 Bean(@Component、@Bean),其 BeanDefinition 类型都是该接口的实现类。
public interface AnnotatedBeanDefinition extends BeanDefinition { // 取得当前 Bean 的注解元数据 AnnotationMetadata getMetadata(); // 取得当前 Bean 的工厂方法上的元数据 MethodMetadata getFactoryMethodMetadata();}
该接口可以返回两个元数据的类:
- AnnotationMetadata:主要对 Bean 的注解信息进行操作,如:获取当前 Bean 标注的所有注解、判断能否包含指定注解。
- MethodMetadata:方法的元数据类。提供获取方法名称、此方法所属类的全类名、能否是笼统方法、判断能否是静态方法、判断能否是final方法等。
AbstractBeanDefinition
AbstractBeanDefinition 是 BeanDefinition 的子笼统类,也是其余 BeanDefinition 类型的基类,其实现了接口中定义的一系列操作方法,并定义了一系列的常量属性,这些常量会直接影响到 Spring 实例化 Bean 时的策略。核心属性如下。
public abstract class AbstractBeanDefinition extends BeanMetadataAttributeAccessor implements BeanDefinition, Cloneable { // 默认的 SCOPE,默认是单例 public static final String SCOPE_DEFAULT = ""; // 不进行自动装配 public static final int AUTOWIRE_NO = AutowireCapableBeanFactory.AUTOWIRE_NO; // 根据 Bean 的名字进行自动装配,byName public static final int AUTOWIRE_BY_NAME = AutowireCapableBeanFactory.AUTOWIRE_BY_NAME; // 根据 Bean 的类型进行自动装配,byType public static final int AUTOWIRE_BY_TYPE = AutowireCapableBeanFactory.AUTOWIRE_BY_TYPE; // 根据构造器进行自动装配 public static final int AUTOWIRE_CONSTRUCTOR = AutowireCapableBeanFactory.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR; // 首先尝试按构造器自动装配。假如失败,再尝试使用 byType 进行自动装配。(Spring 3.0 之后已废除) public static final int AUTOWIRE_AUTODETECT = AutowireCapableBeanFactory.AUTOWIRE_AUTODETECT; // 通过依赖检查来查看 Bean 的每个属性能否都设置完成 // 以下常量分别对应:不检查、对依赖对象检查、对基本类型,字符串和集合进行检查、对一律属性进行检查 public static final int DEPENDENCY_CHECK_NONE = 0; public static final int DEPENDENCY_CHECK_OBJECTS = 1; public static final int DEPENDENCY_CHECK_SIMPLE = 2; public static final int DEPENDENCY_CHECK_ALL = 3; // 关闭应用上下文时需调用的方法名称 public static final String INFER_METHOD = "(inferred)"; // 存放 Bean 的 Class 对象 private volatile Object beanClass; // Bean 的作用范围 private String scope = SCOPE_DEFAULT; // 非笼统 private boolean abstractFlag = false; // 非推迟加载 private boolean lazyInit = false; // 默认不自动装配 private int autowireMode = AUTOWIRE_NO; // 默认不依赖检查 private int dependencyCheck = DEPENDENCY_CHECK_NONE; // 依赖的 Bean 列表 private String[] dependsOn; // 可以作为自动装配的候选者,意味着可以自动装配到其余 Bean 的某个属性中 private boolean autowireCandidate = true; // 创立当前 Bean 实例工厂类名称 private String factoryBeanName; // 创立当前 Bean 实例工厂类中方法名称 private String factoryMethodName; // 存储构造方法的参数 private ConstructorArgumentValues constructorArgumentValues; // 存储 Bean 属性名称以及对应的值 private MutablePropertyValues propertyValues; // 存储被覆盖的方法信息 private MethodOverrides methodOverrides; // init、destroy 方法名称 private String initMethodName; private String destroyMethodName; // 能否执行 init 和 destroy 方法 private boolean enforceInitMethod = true; private boolean enforceDestroyMethod = true; // Bean 能否是客户定义的而不是应用程序本身定义的 private boolean synthetic = false; // Bean 的身份类别,默认是客户定义的 Bean private int role = BeanDefinition.ROLE_APPLICATION; // Bean 的形容信息 private String description; // Bean 定义的资源 private Resource resource; ...}
以上是 AbstractBeanDefinition 中定义的少量常量和属性,该类中还有一部分是操作这些属性的 set 和 get 方法,这些方法都由子类来操作,且应用程序中真正使用的也是这些子类 BeanDefinition。
先来看 AbstractBeanDefinition 直接实现类:RootBeanDefinition、GenericBeanDefinition、ChildBeanDefinition。
RootBeanDefinition
该类继承自 AbstractBeanDefinition,它可以单独作为一个 BeanDefinition,也可以作为其余 BeanDefinition 的父类。
RootBeanDefinition 在 AbstractBeanDefinition 的基础上定义了更多属性。
public class RootBeanDefinition extends AbstractBeanDefinition { // BeanDefinitionHolder 存储 Bean 的名称、别名、BeanDefinition private BeanDefinitionHolder decoratedDefinition; // AnnotatedElement 是java反射包的接口,通过它可以查看 Bean 的注解信息 private AnnotatedElement qualifiedElement; // 允许缓存 boolean allowCaching = true; // 工厂方法能否唯一 boolean isFactoryMethodUnique = false; // 封装了 java.lang.reflect.Type,提供了泛型相关的操作 volatile ResolvableType targetType; // 缓存 Class,表示 RootBeanDefinition 存储哪个类的信息 volatile Class<?> resolvedTargetType; // 缓存工厂方法的返回类型 volatile ResolvableType factoryMethodReturnType; // 这是以下四个构造方法字段的通用锁 final Object constructorArgumentLock = new Object(); // 用于缓存已解析的构造方法或者工厂方法 Executable resolvedConstructorOrFactoryMethod; // 将构造方法参数标记为已解析 boolean constructorArgumentsResolved = false; // 用于缓存完全解析的构造方法参数 Object[] resolvedConstructorArguments; // 缓存待解析的构造方法参数 Object[] preparedConstructorArguments; // 这是以下两个后解决字段的通用锁 final Object postProcessingLock = new Object(); // 表明能否被 MergedBeanDefinitionPostProcessor 解决过 boolean postProcessed = false; // 在生成代理商的时候会使用,表明能否已经生成代理商 volatile Boolean beforeInstantiationResolved; // 实际缓存的类型是 Constructor、Field、Method 类型 private Set<Member> externallyManagedConfigMembers; // InitializingBean中 的 init 回调函数名 afterPropertiesSet 会在这里记录,以便进行生命周期回调 private Set<String> externallyManagedInitMethods; // DisposableBean 的 destroy 回调函数名 destroy 会在这里记录,以便进生命周期回调 private Set<String> externallyManagedDestroyMethods; ...}
ChildBeanDefinition
该类继承自 AbstractBeanDefinition。其相当于一个子类,不可以单独存在,必需依赖一个父 BeanDetintion,构造 ChildBeanDefinition 时,通过构造方法传入父 BeanDetintion 的名称或者通过 setParentName 设置父名称。它可以从父类继承方法参数、属性值,并可以重写父类的方法,同时也可以添加新的属性或者者方法。若重新定义 init 方法,destroy 方法或者者静态工厂方法,ChildBeanDefinition 会重写父类的设置。
从 Spring 2.5 开始,以编程方式注册 Bean 定义的首选方法是 GenericBeanDefinition,GenericBeanDefinition 可以有效替代 ChildBeanDefinition 的绝大分部使用场合。
GenericBeanDefinition
GenericBeanDefinition 是 Spring 2.5 以后新引入的 BeanDefinition,是 ChildBeanDefinition 更好的替代者,它同样可以通过 setParentName 方法设置父 BeanDefinition。
最后三个 BeanDefinition 既实现了 AnnotatedBeanDefinition 接口,又间接继承 AbstractBeanDefinition 笼统类,这些 BeanDefinition 形容的都是注解形式的 Bean。
ConfigurationClassBeanDefinition
该类继承自 RootBeanDefinition ,并实现了 AnnotatedBeanDefinition 接口。这个 BeanDefinition 用来形容在标注 @Configuration 注解的类中,通过 @Bean 注解实例化的 Bean。
其功能特点如下:
1、假如 @Bean 注解没有指定 Bean 的名字,默认会用方法的名字命名 Bean。
2、标注 @Configuration 注解的类会成为一个工厂类,而标注 @Bean 注解的方法会成为工厂方法,通过工厂方法实例化 Bean,而不是直接通过构造方法初始化。
3、标注 @Bean 注解的类会使用构造方法自动装配
AnnotatedGenericBeanDefinition
该类继承自 GenericBeanDefinition ,并实现了 AnnotatedBeanDefinition 接口。这个 BeanDefinition 用来形容标注 @Configuration 注解的 Bean。
ScannedGenericBeanDefinition
该类继承自 GenericBeanDefinition ,并实现了 AnnotatedBeanDefinition 接口。
这个 BeanDefinition 用来形容标注 @Component 注解的 Bean,其派生注解如 @Service、@Controller 也同理。
总结
最后,我们来做个总结。BeanDefinition 主要是用来形容 Bean,其存储了 Bean 的相关信息,Spring 实例化 Bean 时需读取该 Bean 对应的 BeanDefinition。BeanDefinition 整体可以分为两类,一类是形容通用的 Bean,还有一类是形容注解形式的 Bean。一般前者在 XML 时期定义 <bean> 标签以及在 Spring 内部使用较多,而现今我们大都使用后者,通过注解形式加载 Bean。
以上就是本章内容,假如文章中有错误或者者需要补充的请及时提出,本人感激不尽。
参考:
http://cmsblogs.com/?p=11731
https://cloud.tencent.com/developer/article/1497805
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