2. IOC容器的依赖注入
IO容器的依赖注入
上面对容器的初始化过程进行了详细的分析,这个初始化过程完成的主要工作是在容器中建立BeanDefinition数据映射。在此过程中并没有看到IoC容器对Bean依赖关系进行注入,接下来分析一下IoC容器是怎样对Bean的依赖关系进行注入的。
假设当前容器已经载入了用户定义的Bean信息,开始分析依赖注入的原理。首先,注意到依赖注入的过程是用户第一次向loC容器索要Bean时触发的,当然也有例外,也就是我们可以在BeanDefinition信息中通过控制lazy-init属性来让容器完成对Bean的预实例化。这个预实例化实际上也是一个完成依赖注入的过程,但它是在初始化的过程中完成的,稍后我们会详细分析这个预实例化的处理。当用户向IoC容器索要Bean时,如果读者还有印象,那么一定还记得在基本的容器接口BeanFactory中,有一个getBean的接口定义,这个接口的实现就是触发依赖注入发生的地方。为了进一步了解这个依赖注入过程的实现,下面从DefaultListableBeanFactory的基类AbstractBeanFactory入手去看看getBean的实现。
//获取IoC容器中指定名称的Bean
public Object getBean(String name) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, null, null, false);
}
//获取IoC容器中指定名称和类型的Bean
public <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, requiredType, null, false);
}
//获取IoC容器中指定名称和参数的Bean
public Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, null, args, false);
}
//获取IoC容器中指定名称、类型和参数的Bean
public <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException {
//doGetBean才是真正向IoC容器获取被管理Bean的过程
return doGetBean(name, requiredType, args, false);
}
//真正实现向IoC容器获取Bean的功能，也是触发依赖注入功能的地方
@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> T doGetBean(
final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
//根据指定的名称获取被管理Bean的名称，剥离指定名称中对容器的相关依赖
//如果指定的是别名，将别名转换为规范的Bean名称
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
//先从缓存中取是否已经有被创建过的单态类型的Bean，对于单态模式的Bean整
//个IoC容器中只创建一次，不需要重复创建
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
//IoC容器创建单态模式Bean实例对象
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
//如果指定名称的Bean在容器中已有单态模式的Bean被创建，直接返回
//已经创建的Bean
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
//获取给定Bean的实例对象，主要是完成FactoryBean的相关处理
//注意：BeanFactory是管理容器中Bean的工厂，而FactoryBean是
//创建创建对象的工厂Bean，两者之间有区别
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {//缓存没有正在创建的单态模式Bean
//缓存中已经有已经创建的原型模式Bean，但是由于循环引用的问题导致实
//例化对象失败
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
//对IoC容器中是否存在指定名称的BeanDefinition进行检查，首先检查是否
//能在当前的BeanFactory中获取的所需要的Bean，如果不能则委托当前容器
//的父级容器去查找，如果还是找不到则沿着容器的继承体系向父级容器查找
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
//当前容器的父级容器存在，且当前容器中不存在指定名称的Bean
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
//解析指定Bean名称的原始名称
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
//委派父级容器根据指定名称和显式的参数查找
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
//委派父级容器根据指定名称和类型查找
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
//创建的Bean是否需要进行类型验证，一般不需要
if (!typeCheckOnly) {
//向容器标记指定的Bean已经被创建
markBeanAsCreated(beanName);
}
//根据指定Bean名称获取其父级的Bean定义，主要解决Bean继承时子类
//合并父类公共属性问题
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
//获取当前Bean所有依赖Bean的名称
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
//如果当前Bean有依赖Bean
if (dependsOn != null) {
for (String dependsOnBean : dependsOn) {
//递归调用getBean方法，获取当前Bean的依赖Bean
getBean(dependsOnBean);
//把被依赖Bean注册给当前依赖的Bean
registerDependentBean(dependsOnBean, beanName);
}
}
//创建单态模式Bean的实例对象
if (mbd.isSingleton()) {
//这里使用了一个匿名内部类，创建Bean实例对象，并且注册给所依赖的对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() {
public Object getObject() throws BeansException {
try {
//创建一个指定Bean实例对象，如果有父级继承，则合并子//类和父类的定义
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
//显式地从容器单态模式Bean缓存中清除实例对象
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
//IoC容器创建原型模式Bean实例对象
else if (mbd.isPrototype()) {
//原型模式(Prototype)是每次都会创建一个新的对象
Object prototypeInstance = null;
try {
//回调beforePrototypeCreation方法，默认的功能是注册当前创//建的原型对象
beforePrototypeCreation(beanName);
//创建指定Bean对象实例
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
//回调afterPrototypeCreation方法，默认的功能告诉IoC容器指//定Bean的原型对象不再创建了
afterPrototypeCreation(beanName);
}
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
//要创建的Bean既不是单态模式，也不是原型模式，则根据Bean定义资源中
//配置的生命周期范围，选择实例化Bean的合适方法，这种在Web应用程序中
//比较常用，如：request、session、application等生命周期
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
//Bean定义资源中没有配置生命周期范围，则Bean定义不合法
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'");
}
try {
//这里又使用了一个匿名内部类，获取一个指定生命周期范围的实例
Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory() {
public Object getObject() throws BeansException {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
}
});
//获取给定Bean的实例对象
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; " +
"consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
//对创建的Bean实例对象进行类型检查
if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return (T) bean;
}这个就是依赖注入的入口,在这里触发了依赖注入,而依赖注入的发生是在容器中的BeanDefinition数据已经建立好的前提下进行的。程序=数据+算法很经典的一句话,前面的BeanDefinition就是数据,下面看看这些数据是怎样为依赖注入服务的。虽然依赖注入的过程不涉及复杂的算法问题,但这个过程也不简单,因为我们都知道,对于loC容器的使用Spring提供了许多的参数配置,每一个参数配置实际上代表了一个1oC容器的实现特性,这些特性的实现很多都需要在依赖注入的过程中或者对Bean进行生命周期管理的过程中完成。尽管可以用最简单的方式来描述loC容器,将它视为一个hashMap,但只能说这个hashMap是容器的最基本的数据结构,而不是容器的全部。Spring loc容器作为一个产品,其价值体现在一系列相关的产品特性上,这些产品特性以依赖反转模式的实现为核心,为用户更好地使用依赖反转提供便利,从而实现了一个完整的IoC容器产品。这些产品特性的实现并不是一个单的过程,它提供了一个成熟的容器产品供用户使用。所以,尽管Spring loc容器没有什么独特的算法,但却可以看成是一个成功的软件工程产品.。
重点来说, getBean是依赖注入的起点,之后会调用 createBean,下面通过createBean代码来了解这个实现过程。在这个过程中,Bean对象会依据 BeanDefinition定义的要求生成在AbstractAutowireCapableBeanFactory中实现了这个createBean, createBean不但生成了需要的Bean,还对Bean初始化进行了处理,比如实现了在BeanDefinition中的init-method属性定义,Bean后置处理器等。
//创建Bean实例对象
protected Object createBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args)
throws BeanCreationException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
//判断需要创建的Bean是否可以实例化，即是否可以通过当前的类加载器加载
resolveBeanClass(mbd, beanName);
//校验和准备Bean中的方法覆盖
try {
mbd.prepareMethodOverrides();
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(mbd.getResourceDescription(),
beanName, "Validation of method overrides failed", ex);
}
try {
//如果Bean配置了初始化前和初始化后的处理器，则试图返回一个需要创建//Bean的代理对象
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
//创建Bean的入口
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}
//真正创建Bean的方法
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) {
//封装被创建的Bean对象
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()){//单态模式的Bean，先从容器中缓存中获取同名Bean
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
//创建实例对象
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
//获取实例化对象的类型
Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);
//调用PostProcessor后置处理器
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
if (!mbd.postProcessed) {
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
mbd.postProcessed = true;
}
}
// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
//向容器中缓存单态模式的Bean对象，以防循环引用
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
//这里是一个匿名内部类，为了防止循环引用，尽早持有对象的引用
addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
public Object getObject() throws BeansException {
return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
}
});
}
//Bean对象的初始化，依赖注入在此触发
//这个exposedObject在初始化完成之后返回作为依赖注入完成后的Bean
Object exposedObject = bean;
try {
//将Bean实例对象封装，并且Bean定义中配置的属性值赋值给实例对象
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
if (exposedObject != null) {
//初始化Bean对象
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
}
catch (Throwable ex) {
if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
throw (BeanCreationException) ex;
}
else {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
}
}
if (earlySingletonExposure) {
//获取指定名称的已注册的单态模式Bean对象
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
//根据名称获取的以注册的Bean和正在实例化的Bean是同一个
if (exposedObject == bean) {
//当前实例化的Bean初始化完成
exposedObject = earlySingletonReference;
}
//当前Bean依赖其他Bean，并且当发生循环引用时不允许新创建实例对象
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<String>(dependentBeans.length);
//获取当前Bean所依赖的其他Bean
for (String dependentBean : dependentBeans) {
//对依赖Bean进行类型检查
if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
actualDependentBeans.add(dependentBean);
}
}
if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
}
}
}
}
//注册完成依赖注入的Bean
try {
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
}
return exposedObject;
}通过对方法源码的分析，我们看到具体的依赖注入实现在以下两个方法中：
- createBeanInstance: 生成Bean所包含的java对象实例。
- populateBean: 对Bean属性的依赖注入进行处理。
下面继续分析这两个方法的代码实现。
4、createBeanInstance方法创建Bean的java实例对象：
在createBeanInstance方法中，根据指定的初始化策略，使用静态工厂、工厂方法或者容器的自动装配特性生成java实例对象，创建对象的源码如下：
//创建Bean的实例对象
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) {
//检查确认Bean是可实例化的
Class beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
//使用工厂方法对Bean进行实例化
if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
}
if (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
//调用工厂方法实例化
return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
}
//使用容器的自动装配方法进行实例化
boolean resolved = false;
boolean autowireNecessary = false;
if (args == null) {
synchronized (mbd.constructorArgumentLock) {
if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null) {
resolved = true;
autowireNecessary = mbd.constructorArgumentsResolved;
}
}
}
if (resolved) {
if (autowireNecessary) {
//配置了自动装配属性，使用容器的自动装配实例化
//容器的自动装配是根据参数类型匹配Bean的构造方法
return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null);
}
else {
//使用默认的无参构造方法实例化
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
}
//使用Bean的构造方法进行实例化
Constructor[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) {
//使用容器的自动装配特性，调用匹配的构造方法实例化
return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}
//使用默认的无参构造方法实例化
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
//使用默认的无参构造方法实例化Bean对象
protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) {
try {
Object beanInstance;
final BeanFactory parent = this;
//获取系统的安全管理接口，JDK标准的安全管理API
if (System.getSecurityManager() != null) {
//这里是一个匿名内置类，根据实例化策略创建实例对象
beanInstance = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
return getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
//将实例化的对象封装起来
beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
}
BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance);
initBeanWrapper(bw);
return bw;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex);
}
}经过对上面的代码分析，我们可以看出，对使用工厂方法和自动装配特性的Bean的实例化相当比较清楚，调用相应的工厂方法或者参数匹配的构造方法即可完成实例化对象的工作，但是对于我们最常使用的默认无参构造方法就需要使用相应的初始化策略(JDK的反射机制或者CGLIB)来进行初始化了，在方法getInstantiationStrategy().instantiate中就具体实现类使用初始策略实例化对象。
5、SimpleInstantiationStrategy类使用默认的无参构造方法创建Bean实例化对象：
在使用默认的无参构造方法创建Bean的实例化对象时，方法getInstantiationStrategy().instantiate调用了SimpleInstantiationStrategy类中的实例化Bean的方法，其源码如下：
//使用初始化策略实例化Bean对象
public Object instantiate(RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) {
//如果Bean定义中没有方法覆盖，则就不需要CGLIB父类类的方法
if (beanDefinition.getMethodOverrides().isEmpty()) {
Constructor<?> constructorToUse;
synchronized (beanDefinition.constructorArgumentLock) {
//获取对象的构造方法或工厂方法
constructorToUse = (Constructor<?>) beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod;
//如果没有构造方法且没有工厂方法
if (constructorToUse == null) {
//使用JDK的反射机制，判断要实例化的Bean是否是接口
final Class clazz = beanDefinition.getBeanClass();
if (clazz.isInterface()) {
throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
}
try {
if (System.getSecurityManager() != null) {
//这里是一个匿名内置类，使用反射机制获取Bean的构造方法
constructorToUse = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Constructor>() {
public Constructor run() throws Exception {
return clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
}
});
}
else {
constructorToUse = clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
}
beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
}
catch (Exception ex) {
throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
}
}
}
//使用BeanUtils实例化，通过反射机制调用”构造方法.newInstance(arg)”来进行实例化
return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
}
else {
//使用CGLIB来实例化对象
return instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner);
}
}通过上面的代码分析，我们看到了如果Bean有方法被覆盖了，则使用JDK的反射机制进行实例化，否则，使用CGLIB进行实例化。
instantiateWithMethodInjection方法调用SimpleInstantiationStrategy的子类CglibSubclassingInstantiationStrategy使用CGLIB来进行初始化，其源码如下：
//使用CGLIB进行Bean对象实例化
public Object instantiate(Constructor ctor, Object[] args) {
//CGLIB中的类
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//将Bean本身作为其基类
enhancer.setSuperclass(this.beanDefinition.getBeanClass());
enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilterImpl());
enhancer.setCallbacks(new Callback[] {
NoOp.INSTANCE,
new LookupOverrideMethodInterceptor(),
new ReplaceOverrideMethodInterceptor()
});
//使用CGLIB的create方法生成实例对象
return (ctor == null) ?
enhancer.create() :
enhancer.create(ctor.getParameterTypes(), args);
}GLIB是一个常用的字节码生成器的类库，它提供了一系列API实现java字节码的生成和转换功能。我们在学习JDK的动态代理时都知道，JDK的动态代理只能针对接口，如果一个类没有实现任何接口，要对其进行动态代理只能使用CGLIB。
6、populateBean方法对Bean属性的依赖注入：
在第3步的分析中我们已经了解到Bean的依赖注入分为以下两个过程：
(1).createBeanInstance：生成Bean所包含的java对象实例。
(2).populateBean ：对Bean属性的依赖注入进行处理。
第4、5步中我们已经分析了容器初始化生成Bean所包含的Java实例对象的过程，现在我们继续分析生成对象后，Spring IoC容器是如何将Bean的属性依赖关系注入Bean实例对象中并设置好的，属性依赖注入的代码如下：
//将Bean属性设置到生成的实例对象上
protected void populateBean(String beanName, AbstractBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw) {
//获取容器在解析Bean定义资源时为BeanDefiniton中设置的属性值
PropertyValues pvs = mbd.getPropertyValues();
//实例对象为null
if (bw == null) {
//属性值不为空
if (!pvs.isEmpty()) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance");
}
else {
//实例对象为null，属性值也为空，不需要设置属性值，直接返回
return;
}
}
//在设置属性之前调用Bean的PostProcessor后置处理器
boolean continueWithPropertyPopulation = true;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
continueWithPropertyPopulation = false;
break;
}
}
}
}
if (!continueWithPropertyPopulation) {
return;
}
//依赖注入开始，首先处理autowire自动装配的注入
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);
//对autowire自动装配的处理，根据Bean名称自动装配注入
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
}
//根据Bean类型自动装配注入
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
}
pvs = newPvs;
}
//检查容器是否持有用于处理单态模式Bean关闭时的后置处理器
boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
//Bean实例对象没有依赖，即没有继承基类
boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != RootBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);
if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
//从实例对象中提取属性描述符
PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw);
if (hasInstAwareBpps) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
//使用BeanPostProcessor处理器处理属性值
pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvs == null) {
return;
}
}
}
}
if (needsDepCheck) {
//为要设置的属性进行依赖检查
checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
}
}
//对属性进行注入
applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}
//解析并注入依赖属性的过程
protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {
if (pvs == null || pvs.isEmpty()) {
return;
}
//封装属性值
MutablePropertyValues mpvs = null;
List<PropertyValue> original;
if (System.getSecurityManager()!= null) {
if (bw instanceof BeanWrapperImpl) {
//设置安全上下文，JDK安全机制
((BeanWrapperImpl) bw).setSecurityContext(getAccessControlContext());
}
}
if (pvs instanceof MutablePropertyValues) {
mpvs = (MutablePropertyValues) pvs;
//属性值已经转换
if (mpvs.isConverted()) {
try {
//为实例化对象设置属性值
bw.setPropertyValues(mpvs);
return;
}
catch (BeansException ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
}
}
//获取属性值对象的原始类型值
original = mpvs.getPropertyValueList();
}
else {
original = Arrays.asList(pvs.getPropertyValues());
}
//获取用户自定义的类型转换
TypeConverter converter = getCustomTypeConverter();
if (converter == null) {
converter = bw;
}
//创建一个Bean定义属性值解析器，将Bean定义中的属性值解析为Bean实例对象
//的实际值
BeanDefinitionValueResolver valueResolver = new BeanDefinitionValueResolver(this, beanName, mbd, converter);
//为属性的解析值创建一个拷贝，将拷贝的数据注入到实例对象中
List<PropertyValue> deepCopy = new ArrayList<PropertyValue>(original.size());
boolean resolveNecessary = false;
for (PropertyValue pv : original) {
//属性值不需要转换
if (pv.isConverted()) {
deepCopy.add(pv);
}
//属性值需要转换
else {
String propertyName = pv.getName();
//原始的属性值，即转换之前的属性值
Object originalValue = pv.getValue();
//转换属性值，例如将引用转换为IoC容器中实例化对象引用
Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);
//转换之后的属性值
Object convertedValue = resolvedValue;
//属性值是否可以转换
boolean convertible = bw.isWritableProperty(propertyName) &&
!PropertyAccessorUtils.isNestedOrIndexedProperty(propertyName);
if (convertible) {
//使用用户自定义的类型转换器转换属性值
convertedValue = convertForProperty(resolvedValue, propertyName, bw, converter);
}
//存储转换后的属性值，避免每次属性注入时的转换工作
if (resolvedValue == originalValue) {
if (convertible) {
//设置属性转换之后的值
pv.setConvertedValue(convertedValue);
}
deepCopy.add(pv);
}
//属性是可转换的，且属性原始值是字符串类型，且属性的原始类型值不是
//动态生成的字符串，且属性的原始值不是集合或者数组类型
else if (convertible && originalValue instanceof TypedStringValue &&
!((TypedStringValue) originalValue).isDynamic() &&
!(convertedValue instanceof Collection || ObjectUtils.isArray(convertedValue))) {
pv.setConvertedValue(convertedValue);
deepCopy.add(pv);
}
else {
resolveNecessary = true;
//重新封装属性的值
deepCopy.add(new PropertyValue(pv, convertedValue));
}
}
}
if (mpvs != null && !resolveNecessary) {
//标记属性值已经转换过
mpvs.setConverted();
}
//进行属性依赖注入
try {
bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy));
}
catch (BeansException ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
}
}分析上述代码，我们可以看出，对属性的注入过程分以下两种情况：
(1).属性值类型不需要转换时，不需要解析属性值，直接准备进行依赖注入。
(2).属性值需要进行类型转换时，如对其他对象的引用等，首先需要解析属性值，然后对解析后的属性值进行依赖注入。
对属性值的解析是在BeanDefinitionValueResolver类中的resolveValueIfNecessary方法中进行的，对属性值的依赖注入是通过bw.setPropertyValues方法实现的，在分析属性值的依赖注入之前，我们先分析一下对属性值的解析过程。
7、BeanDefinitionValueResolver解析属性值：
当容器在对属性进行依赖注入时，如果发现属性值需要进行类型转换，如属性值是容器中另一个Bean实例对象的引用，则容器首先需要根据属性值解析出所引用的对象，然后才能将该引用对象注入到目标实例对象的属性上去，对属性进行解析的由resolveValueIfNecessary方法实现，其源码如下：
//解析属性值，对注入类型进行转换
public Object resolveValueIfNecessary(Object argName, Object value) {
//对引用类型的属性进行解析
if (value instanceof RuntimeBeanReference) {
RuntimeBeanReference ref = (RuntimeBeanReference) value;
//调用引用类型属性的解析方法
return resolveReference(argName, ref);
}
//对属性值是引用容器中另一个Bean名称的解析
else if (value instanceof RuntimeBeanNameReference) {
String refName = ((RuntimeBeanNameReference) value).getBeanName();
refName = String.valueOf(evaluate(refName));
//从容器中获取指定名称的Bean
if (!this.beanFactory.containsBean(refName)) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Invalid bean name '" + refName + "' in bean reference for " + argName);
}
return refName;
}
//对Bean类型属性的解析，主要是Bean中的内部类
else if (value instanceof BeanDefinitionHolder) {
BeanDefinitionHolder bdHolder = (BeanDefinitionHolder) value;
return resolveInnerBean(argName, bdHolder.getBeanName(), bdHolder.getBeanDefinition());
}
else if (value instanceof BeanDefinition) {
BeanDefinition bd = (BeanDefinition) value;
return resolveInnerBean(argName, "(inner bean)", bd);
}
//对集合数组类型的属性解析
else if (value instanceof ManagedArray) {
ManagedArray array = (ManagedArray) value;
//获取数组的类型
Class elementType = array.resolvedElementType;
if (elementType == null) {
//获取数组元素的类型
String elementTypeName = array.getElementTypeName();
if (StringUtils.hasText(elementTypeName)) {
try {
//使用反射机制创建指定类型的对象
elementType = ClassUtils.forName(elementTypeName, this.beanFactory.getBeanClassLoader());
array.resolvedElementType = elementType;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
this.beanDefinition.getResourceDescription(), this.beanName,
"Error resolving array type for " + argName, ex);
}
}
//没有获取到数组的类型，也没有获取到数组元素的类型，则直接设置数
//组的类型为Object
else {
elementType = Object.class;
}
}
//创建指定类型的数组
return resolveManagedArray(argName, (List<?>) value, elementType);
}
//解析list类型的属性值
else if (value instanceof ManagedList) {
return resolveManagedList(argName, (List<?>) value);
}
//解析set类型的属性值
else if (value instanceof ManagedSet) {
return resolveManagedSet(argName, (Set<?>) value);
}
//解析map类型的属性值
else if (value instanceof ManagedMap) {
return resolveManagedMap(argName, (Map<?, ?>) value);
}
//解析props类型的属性值，props其实就是key和value均为字符串的map
else if (value instanceof ManagedProperties) {
Properties original = (Properties) value;
//创建一个拷贝，用于作为解析后的返回值
Properties copy = new Properties();
for (Map.Entry propEntry : original.entrySet()) {
Object propKey = propEntry.getKey();
Object propValue = propEntry.getValue();
if (propKey instanceof TypedStringValue) {
propKey = evaluate((TypedStringValue) propKey);
}
if (propValue instanceof TypedStringValue) {
propValue = evaluate((TypedStringValue) propValue);
}
copy.put(propKey, propValue);
}
return copy;
}
//解析字符串类型的属性值
else if (value instanceof TypedStringValue) {
TypedStringValue typedStringValue = (TypedStringValue) value;
Object valueObject = evaluate(typedStringValue);
try {
//获取属性的目标类型
Class<?> resolvedTargetType = resolveTargetType(typedStringValue);
if (resolvedTargetType != null) {
//对目标类型的属性进行解析，递归调用
return this.typeConverter.convertIfNecessary(valueObject, resolvedTargetType);
}
//没有获取到属性的目标对象，则按Object类型返回
else {
return valueObject;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
this.beanDefinition.getResourceDescription(), this.beanName,
"Error converting typed String value for " + argName, ex);
}
}
else {
return evaluate(value);
}
}
//解析引用类型的属性值
private Object resolveReference(Object argName, RuntimeBeanReference ref) {
try {
//获取引用的Bean名称
String refName = ref.getBeanName();
refName = String.valueOf(evaluate(refName));
//如果引用的对象在父类容器中，则从父类容器中获取指定的引用对象
if (ref.isToParent()) {
if (this.beanFactory.getParentBeanFactory() == null) {
throw new BeanCreationException(
this.beanDefinition.getResourceDescription(), this.beanName,
"Can't resolve reference to bean '" + refName +
"' in parent factory: no parent factory available");
}
return this.beanFactory.getParentBeanFactory().getBean(refName);
}
//从当前的容器中获取指定的引用Bean对象，如果指定的Bean没有被实例化
//则会递归触发引用Bean的初始化和依赖注入
else {
Object bean = this.beanFactory.getBean(refName);
//将当前实例化对象的依赖引用对象
this.beanFactory.registerDependentBean(refName, this.beanName);
return bean;
}
}
catch (BeansException ex) {
throw new BeanCreationException(
this.beanDefinition.getResourceDescription(), this.beanName,
"Cannot resolve reference to bean '" + ref.getBeanName() + "' while setting " + argName, ex);
}
}
//解析array类型的属性
private Object resolveManagedArray(Object argName, List<?> ml, Class elementType) {
//创建一个指定类型的数组，用于存放和返回解析后的数组
Object resolved = Array.newInstance(elementType, ml.size());
for (int i = 0; i < ml.size(); i++) {
//递归解析array的每一个元素，并将解析后的值设置到resolved数组中，索引为i
Array.set(resolved, i,
resolveValueIfNecessary(new KeyedArgName(argName, i), ml.get(i)));
}
return resolved;
}
//解析list类型的属性
private List resolveManagedList(Object argName, List<?> ml) {
List<Object> resolved = new ArrayList<Object>(ml.size());
for (int i = 0; i < ml.size(); i++) {
//递归解析list的每一个元素
resolved.add(
resolveValueIfNecessary(new KeyedArgName(argName, i), ml.get(i)));
}
return resolved;
}
//解析set类型的属性
private Set resolveManagedSet(Object argName, Set<?> ms) {
Set<Object> resolved = new LinkedHashSet<Object>(ms.size());
int i = 0;
//递归解析set的每一个元素
for (Object m : ms) {
resolved.add(resolveValueIfNecessary(new KeyedArgName(argName, i), m));
i++;
}
return resolved;
}
//解析map类型的属性
private Map resolveManagedMap(Object argName, Map<?, ?> mm) {
Map<Object, Object> resolved = new LinkedHashMap<Object, Object>(mm.size());
//递归解析map中每一个元素的key和value
for (Map.Entry entry : mm.entrySet()) {
Object resolvedKey = resolveValueIfNecessary(argName, entry.getKey());
Object resolvedValue = resolveValueIfNecessary(
new KeyedArgName(argName, entry.getKey()), entry.getValue());
resolved.put(resolvedKey, resolvedValue);
}
return resolved;
}通过上面的代码分析，我们明白了Spring是如何将引用类型，内部类以及集合类型等属性进行解析的，属性值解析完成后就可以进行依赖注入了，依赖注入的过程就是Bean对象实例设置到它所依赖的Bean对象属性上去，在第7步中我们已经说过，依赖注入是通过bw.setPropertyValues方法实现的，该方法也使用了委托模式，在BeanWrapper接口中至少定义了方法声明，依赖注入的具体实现交由其实现类BeanWrapperImpl来完成，下面我们就分析依BeanWrapperImpl中赖注入相关的源码。
8、BeanWrapperImpl对Bean属性的依赖注入：
BeanWrapperImpl类主要是对容器中完成初始化的Bean实例对象进行属性的依赖注入，即把Bean对象设置到它所依赖的另一个Bean的属性中去，依赖注入的相关源码如下：
//实现属性依赖注入功能
private void setPropertyValue(PropertyTokenHolder tokens, PropertyValue pv) throws BeansException {
//PropertyTokenHolder主要保存属性的名称、路径，以及集合的size等信息
String propertyName = tokens.canonicalName;
String actualName = tokens.actualName;
//keys是用来保存集合类型属性的size
if (tokens.keys != null) {
//将属性信息拷贝
PropertyTokenHolder getterTokens = new PropertyTokenHolder();
getterTokens.canonicalName = tokens.canonicalName;
getterTokens.actualName = tokens.actualName;
getterTokens.keys = new String[tokens.keys.length - 1];
System.arraycopy(tokens.keys, 0, getterTokens.keys, 0, tokens.keys.length - 1);
Object propValue;
try {
//获取属性值，该方法内部使用JDK的内省( Introspector)机制，调用属性//的getter(readerMethod)方法，获取属性的值
propValue = getPropertyValue(getterTokens);
}
catch (NotReadablePropertyException ex) {
throw new NotWritablePropertyException(getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
"Cannot access indexed value in property referenced " +
"in indexed property path '" + propertyName + "'", ex);
}
//获取集合类型属性的长度
String key = tokens.keys[tokens.keys.length - 1];
if (propValue == null) {
throw new NullValueInNestedPathException(getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
"Cannot access indexed value in property referenced " +
"in indexed property path '" + propertyName + "': returned null");
}
//注入array类型的属性值
else if (propValue.getClass().isArray()) {
//获取属性的描述符
PropertyDescriptor pd = getCachedIntrospectionResults().getPropertyDescriptor(actualName);
//获取数组的类型
Class requiredType = propValue.getClass().getComponentType();
//获取数组的长度
int arrayIndex = Integer.parseInt(key);
Object oldValue = null;
try {
//获取数组以前初始化的值
if (isExtractOldValueForEditor()) {
oldValue = Array.get(propValue, arrayIndex);
}
//将属性的值赋值给数组中的元素
Object convertedValue = convertIfNecessary(propertyName, oldValue, pv.getValue(), requiredType,
new PropertyTypeDescriptor(pd, new MethodParameter(pd.getReadMethod(), -1), requiredType));
Array.set(propValue, arrayIndex, convertedValue);
}
catch (IndexOutOfBoundsException ex) {
throw new InvalidPropertyException(getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
"Invalid array index in property path '" + propertyName + "'", ex);
}
}
//注入list类型的属性值
else if (propValue instanceof List) {
PropertyDescriptor pd = getCachedIntrospectionResults().getPropertyDescriptor(actualName);
//获取list集合的类型
Class requiredType = GenericCollectionTypeResolver.getCollectionReturnType(
pd.getReadMethod(), tokens.keys.length);
List list = (List) propValue;
//获取list集合的size
int index = Integer.parseInt(key);
Object oldValue = null;
if (isExtractOldValueForEditor() && index < list.size()) {
oldValue = list.get(index);
}
//获取list解析后的属性值
Object convertedValue = convertIfNecessary(propertyName, oldValue, pv.getValue(), requiredType,
new PropertyTypeDescriptor(pd, new MethodParameter(pd.getReadMethod(), -1), requiredType));
if (index < list.size()) {
//为list属性赋值
list.set(index, convertedValue);
}
//如果list的长度大于属性值的长度，则多余的元素赋值为null
else if (index >= list.size()) {
for (int i = list.size(); i < index; i++) {
try {
list.add(null);
}
catch (NullPointerException ex) {
throw new InvalidPropertyException(getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
"Cannot set element with index " + index + " in List of size " +
list.size() + ", accessed using property path '" + propertyName +
"': List does not support filling up gaps with null elements");
}
}
list.add(convertedValue);
}
}
//注入map类型的属性值
else if (propValue instanceof Map) {
PropertyDescriptor pd = getCachedIntrospectionResults().getPropertyDescriptor(actualName);
//获取map集合key的类型
Class mapKeyType = GenericCollectionTypeResolver.getMapKeyReturnType(
pd.getReadMethod(), tokens.keys.length);
//获取map集合value的类型
Class mapValueType = GenericCollectionTypeResolver.getMapValueReturnType(
pd.getReadMethod(), tokens.keys.length);
Map map = (Map) propValue;
//解析map类型属性key值
Object convertedMapKey = convertIfNecessary(null, null, key, mapKeyType,
new PropertyTypeDescriptor(pd, new MethodParameter(pd.getReadMethod(), -1), mapKeyType));
Object oldValue = null;
if (isExtractOldValueForEditor()) {
oldValue = map.get(convertedMapKey);
}
//解析map类型属性value值
Object convertedMapValue = convertIfNecessary(
propertyName, oldValue, pv.getValue(), mapValueType,
new TypeDescriptor(new MethodParameter(pd.getReadMethod(), -1, tokens.keys.length + 1)));
//将解析后的key和value值赋值给map集合属性
map.put(convertedMapKey, convertedMapValue);
}
else {
throw new InvalidPropertyException(getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
"Property referenced in indexed property path '" + propertyName +
"' is neither an array nor a List nor a Map; returned value was [" + pv.getValue() + "]");
}
}
//对非集合类型的属性注入
else {
PropertyDescriptor pd = pv.resolvedDescriptor;
if (pd == null || !pd.getWriteMethod().getDeclaringClass().isInstance(this.object)) {
pd = getCachedIntrospectionResults().getPropertyDescriptor(actualName);
//无法获取到属性名或者属性没有提供setter(写方法)方法
if (pd == null || pd.getWriteMethod() == null) {
//如果属性值是可选的，即不是必须的，则忽略该属性值
if (pv.isOptional()) {
logger.debug("Ignoring optional value for property '" + actualName +
"' - property not found on bean class [" + getRootClass().getName() + "]");
return;
}
//如果属性值是必须的，则抛出无法给属性赋值，因为每天提供setter方法异常
else {
PropertyMatches matches = PropertyMatches.forProperty(propertyName, getRootClass());
throw new NotWritablePropertyException(
getRootClass(), this.nestedPath + propertyName,
matches.buildErrorMessage(), matches.getPossibleMatches());
}
}
pv.getOriginalPropertyValue().resolvedDescriptor = pd;
}
Object oldValue = null;
try {
Object originalValue = pv.getValue();
Object valueToApply = originalValue;
if (!Boolean.FALSE.equals(pv.conversionNecessary)) {
if (pv.isConverted()) {
valueToApply = pv.getConvertedValue();
}
else {
if (isExtractOldValueForEditor() && pd.getReadMethod() != null) {
//获取属性的getter方法(读方法)，JDK内省机制
final Method readMethod = pd.getReadMethod();
//如果属性的getter方法不是public访问控制权限的，即访问控制权限比较严格，
//则使用JDK的反射机制强行访问非public的方法(暴力读取属性值)
if (!Modifier.isPublic(readMethod.getDeclaringClass().getModifiers()) &&
!readMethod.isAccessible()) {
if (System.getSecurityManager()!= null) {
//匿名内部类，根据权限修改属性的读取控制限制
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
readMethod.setAccessible(true);
return null;
}
});
}
else {
readMethod.setAccessible(true);
}
}
try {
//属性没有提供getter方法时，调用潜在的读取属性值//的方法，获取属性值
if (System.getSecurityManager() != null) {
oldValue = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Object>() {
public Object run() throws Exception {
return readMethod.invoke(object);
}
}, acc);
}
else {
oldValue = readMethod.invoke(object);
}
}
catch (Exception ex) {
if (ex instanceof PrivilegedActionException) {
ex = ((PrivilegedActionException) ex).getException();
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Could not read previous value of property '" +
this.nestedPath + propertyName + "'", ex);
}
}
}
//设置属性的注入值
valueToApply = convertForProperty(propertyName, oldValue, originalValue, pd);
}
pv.getOriginalPropertyValue().conversionNecessary = (valueToApply != originalValue);
}
//根据JDK的内省机制，获取属性的setter(写方法)方法
final Method writeMethod = (pd instanceof GenericTypeAwarePropertyDescriptor ?
((GenericTypeAwarePropertyDescriptor) pd).getWriteMethodForActualAccess() :
pd.getWriteMethod());
//如果属性的setter方法是非public，即访问控制权限比较严格，则使用JDK的反射机制，
//强行设置setter方法可访问(暴力为属性赋值)
if (!Modifier.isPublic(writeMethod.getDeclaringClass().getModifiers()) && !writeMethod.isAccessible()) {
//如果使用了JDK的安全机制，则需要权限验证
if (System.getSecurityManager()!= null) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
writeMethod.setAccessible(true);
return null;
}
});
}
else {
writeMethod.setAccessible(true);
}
}
final Object value = valueToApply;
if (System.getSecurityManager() != null) {
try {
//将属性值设置到属性上去
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Object>() {
public Object run() throws Exception {
writeMethod.invoke(object, value);
return null;
}
}, acc);
}
catch (PrivilegedActionException ex) {
throw ex.getException();
}
}
else {
writeMethod.invoke(this.object, value);
}
}
catch (TypeMismatchException ex) {
throw ex;
}
catch (InvocationTargetException ex) {
PropertyChangeEvent propertyChangeEvent =
new PropertyChangeEvent(this.rootObject, this.nestedPath + propertyName, oldValue, pv.getValue());
if (ex.getTargetException() instanceof ClassCastException) {
throw new TypeMismatchException(propertyChangeEvent, pd.getPropertyType(), ex.getTargetException());
}
else {
throw new MethodInvocationException(propertyChangeEvent, ex.getTargetException());
}
}
catch (Exception ex) {
PropertyChangeEvent pce =
new PropertyChangeEvent(this.rootObject, this.nestedPath + propertyName, oldValue, pv.getValue());
throw new MethodInvocationException(pce, ex);
}
}
}通过对上面注入依赖代码的分析，我们已经明白了Spring IoC容器是如何将属性的值注入到Bean实例对象中去的：
- 对于集合类型的属性，将其属性值解析为目标类型的集合后直接赋值给属性。
- 对于非集合类型的属性，大量使用了JDK的反射和内省机制，通过属性的getter方法(reader method)获取指定属性注入以前的值，同时调用属性的setter方法(writer method)为属性设置注入后的值。看到这里相信很多人都明白了Spring的setter注入原理。
至此Spring IoC容器对Bean定义资源文件的定位，载入、解析和依赖注入已经全部分析完毕，现在Spring IoC容器中管理了一系列靠依赖关系联系起来的Bean，程序不需要应用自己手动创建所需的对象，Spring IoC容器会在我们使用的时候自动为我们创建，并且为我们注入好相关的依赖，这就是Spring核心功能的控制反转和依赖注入的相关功能。