spring源码研究之IoC容器在web容器中初始化过程

转载自 http://ljbal.iteye.com/blog/497314

前段时间在公司做了一个项目,项目用了spring框架实现,WEB容器是Tomct 5，虽然说把项目做完了，但是一直对spring的IoC容器在web容器如何启动和起作用的并不清楚。所以就抽时间看一下spring的源代码，借此了解它的原理。

我们知道，对于使用Spring的web应用，无须手动创建Spring容器，而是通过配置文件，声明式的创建Spring容器。因此在Web应用中创建Spring容器有如下两种方式：

1. 直接在web.xml文件中配置创建Spring容器。

2. 利用第三方MVC框架的扩展点，创建Spring容器。

其实第一种方式是更加常见。为了让Spring容器随Web应用的启动而启动，有如下两种方式：

1. 利用ServletContextListener实现。

2. 利用load-on-startup Servlet实现。

Spring提供ServletContextListener的一个实现类ContextLoaderListener,该类可以作为Listener 使用，它会在创建时自动查找WEB-INF下的applicationContext.xml文件，因此，如果只有一个配置文件，并且文件名为applicationContext.xml，则只需在web.xml文件中增加以下配置片段就可以了。

1. <listener>
2. <listener-class>
3. org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
4. </listener-class>
5. </listener>

如果有多个配置文件需要载入，则考虑使用<context-param...>元素来确定配置文件的文件名。ContextLoaderListener加载时，会查找名为contentConfigLocation的初始化参数。因此，配置<context-param...>时就指定参数名为contextConfigLocation。

带多个配置文件的web.xml文件如下：

1. <context-param>
2. <param-name>contextLoaderListener</param-name>
3. <param-value>
4. WEB-INF/*.xml, classpath:spring/*.xml
5. </param-value>
6. </context-param>

1. <listener>
2. <listener-class>
3. org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
4. </listener-class>
5. </listener>

多个配置文件之间用“,”隔开。

下面我们来看它的具体实现过程是怎样的，首先我们从ContextLoaderListener入手，它的代码如下：

1. public class ContextLoaderListener implements ServletContextListener
2. {
3. private ContextLoader contextLoader;
4. /**
5. * 这个方法就是用来初始化web application context的
6. */
7. public void contextInitialized(ServletContextEvent event)
8. {
9. this.contextLoader = createContextLoader();
10. this.contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());
11. }
12. /**
13. * 创建一个contextLoader.
14. * @return the new ContextLoader
15. */
16. protected ContextLoader createContextLoader()
17. {
18. return new ContextLoader();
19. }
20. ................
21. }

我们看到初始化web application context的时候，首先通过new ContextLoader()创建一个contextLoader，

new ContextLoader()具体做了什么事呢？ContextLoader的代码片段：

1. static {
2. try {
3. // 这里创建一个ClassPathResource对象,载入ContextLoader.properties,用于创建对应的ApplicationContext容器
4. // 这个文件跟ContextLoader类在同一个目录下,文件内容如:
5. // org.springframework.web.context.WebApplicationContext=org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
6. // 如此说来,spring默认初始化的是XmlWebApplicationContext
7. ClassPathResource resource = new ClassPathResource(DEFAULT_STRATEGIES_PATH, ContextLoader.class);
8. // 得到一个Properties对象,后面根据类名来创建ApplicationContext容器
9. defaultStrategies = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
10. }
11. catch (IOException ex) {
12. throw new IllegalStateException("Could not load 'ContextLoader.properties': " + ex.getMessage());
13. }
14. }

代码注释里面已经说得很清楚了，很容易理解吧？嘿嘿......

再下来我们再看一下initWebApplicationContext方法的实现过程：

1. public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext)
2. throws IllegalStateException, BeansException {
3. // 从servletContext中获取ApplicationContext容器;如果已经存在,则提示初始化容器失败,检查web.xml文件中是否定义有多个容器加载器
4. // ServletContext接口的简述：public interface ServletContext
5. // 定义了一系列方法用于与相应的servlet容器通信，比如：获得文件的MIME类型，分派请求，或者是向日志文件写日志等。
6. // 每一个web-app只能有一个ServletContext，web-app可以是一个放置有web application 文件的文件夹，也可以是一个.war的文件。
7. // ServletContext对象包含在ServletConfig对象之中，ServletConfig对象在servlet初始化时提供servlet对象。
8. if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {
9. throw new IllegalStateException(
10. "Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +
11. "check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");
12. }
13. servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");
14. if (logger.isInfoEnabled()) {
15. logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");
16. }
17. long startTime = System.currentTimeMillis();
18. try {
19. // Determine parent for root web application context, if any.
20. // 获取父容器
21. ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
22. // Store context in local instance variable, to guarantee that
23. // it is available on ServletContext shutdown.
24. // 创建ApplicationContext容器
25. this.context = createWebApplicationContext(servletContext, parent);
26. // 把容器放入到servletContext中
27. servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
28. if (logger.isDebugEnabled()) {
29. logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +
30. WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");
31. }
32. if (logger.isInfoEnabled()) {
33. long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
34. logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");
35. }
36. return this.context;
37. }
38. catch (RuntimeException ex) {
39. logger.error("Context initialization failed", ex);
40. servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);
41. throw ex;
42. }
43. catch (Error err) {
44. logger.error("Context initialization failed", err);
45. servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);
46. throw err;
47. }
48. }

从上面的代码可以看出，我们创建好的applicationContext容器会放在servletContext中。servletContext是什么  呢？

在web容器中，通过ServletContext为Spring的IOC容器提供宿主环境，对应的建立起一个IOC容器的体系。其中，首先需要建立的是根上下文，这个上下文持有的对象可以有业务对象，数据存取对象，资源，事物管理器等各种中间层对象。在这个上下文的基础上，和web MVC相关还会有一个上下文来保存控制器之类的MVC对象，这样就构成了一个层次化的上下文结构。

从initWebApplicationContext中可以看到真正创建applicationContext容器是由createWebApplicationContext方法来实现的，它的代码如下：

1. protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(
2. ServletContext servletContext, ApplicationContext parent) throws BeansException
3. {
4. // 首先决定要创建的applicationContext容器的类
5. Class contextClass = determineContextClass(servletContext);
6. // 如果获取到的类不是ConfigurableWebApplicationContext类型的,则创建容器失败,所以这里创建的容器必须是ConfigurableWebApplicationContext类型的
7. if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass))
8. {
9. throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +
10. "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");
11. }
12. // 实例化spring容器
13. ConfigurableWebApplicationContext wac =
14. (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
15. wac.setParent(parent);
16. wac.setServletContext(servletContext);
17. // 获取contextConfigLocation初始化参数,该参数记录的是需要载入的多个配置文件(即定义bean的配置文件)
18. String configLocation = servletContext.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM);
19. if (configLocation != null)
20. {
21. wac.setConfigLocations(StringUtils.tokenizeToStringArray(configLocation,
22. ConfigurableWebApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
23. }
24. wac.refresh();
25. return wac;
26. }

createWebApplicationContext方法实现步骤为：

1. 首先决定要创建的applicationContext容器的类
    2. 实例化applicationContext容器

但它是如何决定要创建的容器类呢？我们看一下determineContextClass方法：

1. protected Class determineContextClass(ServletContext servletContext) throws ApplicationContextException
2. {
3. // 从web.xml中获取需要初始化的容器的类名
4. String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);
5. // 如果获取到的类名不为空,则创建该容器的Class对象
6. if (contextClassName != null)
7. {
8. try {
9. return ClassUtils.forName(contextClassName);
10. }
11. catch (ClassNotFoundException ex) {
12. throw new ApplicationContextException(
13. "Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);
14. }
15. }
16. // 否则创建默认的容器的Class对象,即:org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext
17. // 在创建ContextLoader时,defaultStrategies = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);这句代码已经准备好默认的容器类
18. else
19. {
20. contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());
21. try
22. {
23. return ClassUtils.forName(contextClassName);
24. }
25. catch (ClassNotFoundException ex)
26. {
27. throw new ApplicationContextException(
28. "Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);
29. }
30. }
31. }

该方法首先判断从web.xml文件的初始化参数CONTEXT_CLASS_PARAM(的定义为public static final String CONTEXT_CLASS_PARAM = "contextClass";)获取的的类名是否存在，如果存在，则容器的Class；否则返回默认的

Class。如何获取默认的容器Class，注意看创建contextLoader时的代码注释就知道了。

由此看来，spring不仅有默认的applicationContext的容器类，还允许我们自定义applicationContext容器类，不过Spring不建义我们自定义applicationContext容器类。

好了，这就是spring的IoC容器在web容器如何启动和起作用的全部过程。细心的朋友可以看出创建applicationContext容器的同时会初始化配置文件中定义的bean类，createWebApplicationContext方法中的wac.refresh();这段代码就是用来初始化配置文件中定义的bean类的。它具体的实现过程现在还没完全搞清楚，等搞清楚了再跟大家分享！