上一章介绍了Bean的加载过程(IOC初始化过程),加载完成后,紧接着就要用到它的依赖注入(IOC 依赖注入)。
那什么是依赖注入呢?
所谓依赖注入,就是由IOC容器在运行期间,动态地将某种依赖关系注入到对象之中。再完成IOC容器初始化之后,也就是所谓的Bean加载完成后,我们需要对这些Bean进行调用和获取,这个过程就叫依赖注入。
那什么时候会触发依赖注入呢?
1.
通过getBean()方法获取Bean对象。
2.
给Bean配置了懒加载,ApplicationContext启动完成后调用getBean()来实例化对象。
现在计算机性能已经足够,不是特殊要求下尽量别做懒加载,这样的话可以减少web运行时的调用时间开销。
好了,介绍完这些就开始我们的DI之旅。
1. BeanFactory
通过Spring获取Bean的最根本的接口。
// 如果myJndiObject时FactoryBean, 则 &myJndiObject 将返回工厂而不是返回实例。String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";// 获取bean实例Object getBean(String name) throws BeansException;// 判断一个bean是否时单例boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 判断一个bean是否是原型boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 检查bean的name和type是否匹配boolean isTypeMatch(String name, Class targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 获取bean类型Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 获取bean别名String[] getAliases(String name);
getBean()方法有很多重载方法,上面只总结了一个。这个方法是DI的入口方法,接下来会从这个方法开始往下研究。
2. AbstractBeanFactory
从名字也能看出,这是BeanFactory的抽象实现类。
public Object getBean(String name) throws BeansException { return doGetBean(name, null, null, false);}
doGetBean()方法也是该类中的方法。
// 依赖注入 从这里开始发生private <T> T doGetBean( final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException { // 根据指定名字获取被管理Bean的名称 // 如果是别名, 则转换为真正的bean名 final String beanName = transformedBeanName(name); Object bean; // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons. // 先从缓存中取单例 bean Object sharedInstance = getSingleton(beanName); if (sharedInstance != null && args == null) { if (logger.isDebugEnabled()) { // 如果有,则直接返回该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 bean 的实例对象 bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null); } else { // Fail if we're already creating this bean instance: // We're assumably within a circular reference. // 如果不是单例对象, 而且 缓存中有原型模式bean, 就抛异常 if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); } // 检查 BeanDefinition 是否再当前的factory中, 如果不在则委托父类容器取查找 // Check if bean definition exists in this factory. BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory(); if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) { // Not found -> check parent. String nameToLookup = originalBeanName(name); if (args != null) { // Delegation to parent with explicit args. // 委托父类容器取找(名字+参数) return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args); } else { // 委托父类容器取找(名称+类型) // No args -> delegate to standard getBean method. return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType); } } if (!typeCheckOnly) { // 标记 bean 被创建 markBeanAsCreated(beanName); } // 根据bean名称获取 父类的 beanDefinition, 合并继承公共属性 final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args); // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on. // 获取当前bean 所有依赖Bean 的集合 String[] dependsOn = mbd.getDependsOn(); if (dependsOn != null) { for (String dependsOnBean : dependsOn) { // 递归调用, 获取当前Bean的依赖Bean getBean(dependsOnBean); // 把依赖Bean注册给当前的Bean registerDependentBean(dependsOnBean, beanName); } } // Create bean instance. // 创建bean 实例 if (mbd.isSingleton()) { // 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 return createBean(beanName, mbd, args); } catch (BeansException ex) { // Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there // eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution. // Also remove any beans that received a temporary reference to the bean. // 清除该单例 destroySingleton(beanName); throw ex; } } }); bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); } else if (mbd.isPrototype()) { // It's a prototype -> create a new instance. Object prototypeInstance = null; try { beforePrototypeCreation(beanName); prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args); } finally { afterPrototypeCreation(beanName); } bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd); } // 如果创建的bean 不是单例也不是原型, 则根据声明周期选择实例化bean的方法 // 如 request session 等不同范围的实例 else { String scopeName = mbd.getScope(); final Scope scope = this.scopes.get(scopeName); // 如果 scope 是空, 则抛异常 if (scope == null) { throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'"); } // 否则 try { // 获取一个指定了scope的bean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); } } }); 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); } } } // Check if required type matches the type of the actual bean instance. // 检查是否需要类型检测 if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) { throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass()); } return (T) bean;}
总结以下它都做了什么事情:
1、根据传来的 bean的 name(有可能是别名)来获取真正的 bean名称: beanName。
2、根据 beanName获取单例实例,如果有直接获取到 bean实例并返回,DI完成。
3、如果根据 beanName没有获得到单例实例:
3.1 判断是不是原型实例,如果是,则抛出创建失败异常,如果不是,下一步。
3.2 检查 BeanDefinition 是否在当前的容器中,如果不在那可能在父类容器中,所以委托父类容器查找,如果还没有,则再上一级容器...递归查找。
3.3 检查这个实例是否是为了类型检查而获取,而不是用来使用,如果是,标记这个bean已经被创建,如果不是,下一步。
3.4 根据 beanName获取 父类的BeanDefinition,并检查该对象类类型,比如不能是抽象类等。
3.5 根据 beanName获取所有该 bean依赖的 Bean集合,如果该集合有值,则遍历DI(递归调用 getBean())该 bean集合里的bean,并把bean注册给当前的bean(维护了一个 map来存放关系)。
3.6 如果3.4中获取的 BeanDefinition是单例,则根据该单例对象和 beanName和 args创建一个实例对象;否则,判断 BeanDefinition是否是原型,如果是则根据 beanName,该对象, args创建一个实例;否则拿到3.4获取的 BeanDefinition对象的生命周期 Scope,然后根据 scope来创建实例对象,参数 (beanName,bd,args)。
3.7 检查是否需要类型检测3.8 返回`3.1-3.7 `生成的实例。
然后我们再看看 createBean()方法的实现。
protected abstract Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException;
- AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
// 创建bean 实例@Overrideprotected Object createBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) throws BeanCreationException { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Creating instance of bean '" + beanName + "'"); } // Make sure bean class is actually resolved at this point. // 解析和确定 bean 可以实例化 resolveBeanClass(mbd, beanName); // Prepare method overrides. // 准备方法覆盖 try { mbd.prepareMethodOverrides(); } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { throw new BeanDefinitionStoreException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Validation of method overrides failed", ex); } try { // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance. // 给 Bean处理器 一个机会, 返回一个目标bean实例 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); } Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'"); } return beanInstance;}
总结以下它都做了什么:
1.
确定 beanName和 RootBeanDefinition可以被实例化。
2.
执行方法覆盖
3.
看 BeanPostProcessors能否再解析之前获取到bean,如果能则直接返回,否则下一步。
4.
调用 doCreateBean()方法,获取 bean实例.
doCreateBean()方法也是该类中的。
// 真正创建bean实例protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) { // Instantiat|e the bean. // 封装bean BeanWrapper instanceWrapper = null; if (mbd.isSingleton()) { // 如果是单例模式的bean,从容器中获取同名bean instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); } // 如果没有同名bean, 则创建bean实例 if (instanceWrapper == null) { instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); } // 如果有同名bean, 则获取到封装实例 final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null); // 获取实例化对象类型 Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null); // Allow post-processors to modify the merged bean definition. // 调用后置处理器 synchronized (mbd.postProcessingLock) { if ����ʹ,ʹ��(!mbd.postProcessed) { applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName); mbd.postProcessed = true; } } // Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references // even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware. 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"); } addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() { public Object getObject() throws BeansException { return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean); } }); } // Initialize the bean instance. // bean对象初始化, 依赖注入开始,exposedObject就是完成后的bean Object exposedObject = bean; try { // 将bean 实例封装, 并且 bean 定义中配置的属性值赋值给实例对象 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); // 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); } } // 如果指定名称bean已经注册单例模式 if (earlySingletonExposure) { Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false); if (earlySingletonReference != null) { if (exposedObject == bean) { // 如果两个对象相等, bean初始化完成 exposedObject = earlySingletonReference; } // 如果不相等, 则找出当前bean的依赖bean else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) { String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName); Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<String>(dependentBeans.length); for (String dependentBean : dependentBeans) { // 检查依赖bean (是否继承接口,是否是父子关系。。) 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."); } } } } // Register bean as disposable. // 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;}
同样,总结以下它干的事情:
1.
根据 beanName获取 beanWrapper对象。如果 beanWrapper对象是空,则调用 createBeanInstance()方法创建 bean实例。否则,下一步
2.
通过 beanWrapper对象获取bean实例和 class类型。
3.
允许 postProcessors 调整组合 BeanDefinition。
4.
如果 RootBeanDefinition是单例并且允许循环引用并且 beanName正在进行单例创建,将 beanName添加到单例工厂。
5.
调用 populateBean()方法给bean的属性值赋值,然后初始化bean对象并返回创建的bean实例,如果抛异常,则下一步。
6.
如果该 beanName对象已经注册单例模式,则从单例中获取,并判断获取到的bean实例( B)与 BeanWrapper中的bean实例( A)是同一个实例,如果是,则返回 A或者 B,如果不是,则递归找出它的依赖 bean。
7.
返回 1-6产生的 bean实例。
我们首次获取bean实例的时候,bean工厂是肯定没有的,所以我们首次获取到的BeanWrapper应该是空对象,但是它调用了 createBeanInstance()方法后,可以看到spring是很确定它能拿到对象,那么我们看看这个方法的实现。它仍然是这个类中的方法。
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) { // Make sure bean class is actually resolved at this point. // 确保bean可实例化(不能是抽象类等) Class beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName); // 如果这个bean 不是public 修饰符或者不被允许公共访问, 抛出异常 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) { // 通过工厂方法实例化 return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args); } // Shortcut when re-creating the same bean... // 是否有构造器 if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null && args == null) { if (mbd.constructorArgumentsResolved) { return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null); } else { return instantiateBean(beanName, mbd); } } // Need to determine the constructor... // 需要确认构造器 Constructor[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName); if (ctors != null || mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR || mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) { // 自动装配,调用匹配的构造方法进行实例化 return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args); } // No special handling: simply use no-arg constructor. // 使用默认无参构造 return instantiateBean(beanName, mbd);}
这个类用来创建 Bean实例,然后返回 BeanWrapper对象。注释写的很详细了。其中有个 instantiateBean()方法,当没有参数和构造方法的时候,就会调用该方法来实例化bean。
// 使用默认无参构造方法实例化beanprotected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) { try { Object beanInstance; final BeanFactory parent = this; // 获取JDK安全管理 if (System.getSecurityManager() != null) { // 根据实例化策略实例化对象 beanInstance = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() { public Object run() { return getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent); } }, getAccessControlContext()); } else { beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent); } // 对实例化对象进行封装 BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance); initBeanWrapper(bw); return bw; } catch (Throwable ex) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex); }}
这个方法是使用默认无参构造方法实例化bean的,它的核心代码是 getInstantiationStrategy().instantiate(mbd,beanName,parent);,因为它,我们可以得到一个bean实例对象,然后封装成 BeanWrapper并返回。
4. SimpleInstantiationStrategy.java
用于BeanFactory的简单对象实例化策略。不支持方法注入,尽管它提供了子类的hook来覆盖以添加方法注入支持,例如通过重写方法。
// 使用初始化策略 实例化beanpublic Object instantiate( RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) { // Don't override the class with CGLIB if no overrides. // 如果beanDefinition 中没有方法覆盖, 就用jdk,否则用cglib if (beanDefinition.getMethodOverrides().isEmpty()) { // 获取对象的构造方法和工厂方法 Constructor constructorToUse = (Constructor) beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod; if (constructorToUse == null) { // 如果 没有构造方法和工厂方法, 使用JDK反射, 判断实例化的bean是不是接口 final Class clazz = beanDefinition.getBeanClass(); if (clazz.isInterface()) { throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface"); } try { if (System.getSecurityManager() != null) { // 使用反射获取bean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 构造方法.newInstance(arg) 来实例化 return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse); } else { //如果 有覆盖或者重写, 则用CGLIB来实例化对象 // Must generate CGLIB subclass. return instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner); }}
总结它的步骤:
1.
如果BeanDefinition的覆盖方法不为空,则交给CGLIB来实例化对象,否则获取构造方法和工厂方法,下一步。
2.
如果没有构造方法和工厂方法,则使用JDK反射,判断实例化的bean是不是接口,如果是,抛出异常,如果不是,则使用反射来获取bean的构造方法,最后,用 构造器.newInstance()的方法( BeanUtils.instantiateClass()方法底层实现)来实例化并返回。
那cglib是如何实例化呢,我们来看下 instantiateWithMethodInjection(beanDefinition,beanName,owner);方法源码:
@Overrideprotected Object instantiateWithMethodInjection( RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) { // Must generate CGLIB subclass. return new CglibSubclassCreator(beanDefinition, owner).instantiate(null, null);}
然后再跟进 CglibSubclassCreator(beanDefinition,owner).instantiate(null,null);方法:
// 使用cglib 来进行bean实例化public Object instantiate(Constructor ctor, Object[] args) { // cglib Enhancer enhancer = new Enhancer(); // bean本身作为基类 enhancer.setSuperclass(this.beanDefinition.getBeanClass()); enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilterImpl()); enhancer.setCallbacks(new Callback[] { NoOp.INSTANCE, new LookupOverrideMethodInterceptor(), new ReplaceOverrideMethodInterceptor() }); // 生成实例对象 return (ctor == null) ? enhancer.create() : enhancer.create(ctor.getParameterTypes(), args);}
从上面代码可以看到,这就是CGLIB动态代理中创建代理的过程代码,不熟悉的可以往前翻 彻底搞懂动态代理章节的内容。
好了,到了这里,Spring就完成了bean实例的创建,但是此时就能拿着这个实例去使用吗,显然是不可以,因为属性还没有被赋入,下一章再继续介绍如何将属性依赖关系注入到Bean实例对象。