Spring源码系列 — 构造和初始化上下文

探索spring源码实现，精华的设计模式，各种jdk提供的陌生api，还有那么点黑科技都是一直以来想做的一件事！但是读源码是一件非常痛苦的事情，需要有很大的耐心和扎实的基础。

在曾经读两次失败的基础上，这次希望能一站到底！这个系列基于spring v4.3.20版本探索。

Spring上下文启动加载过程的分段

spring上下文的实现非常多，其中基于Xml启动的有ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext等等。这些上下文都非常类似，基于解析Xml，获取配置的bean，最终完成上下文的启动加载过程。

这里以ClassPathXmlApplicationContext为主分析Spring ApplicatonContext整个启动过程。这里将spring上下文的启动分为两个大步骤：

• 上下文对象本身的构造和初始化：创建ClassPathXmlApplicationContext对象，构造器中执行一些初始化操作，如：设置上下文的环境Enviroment、设置上下文的资源解析器等
• 上下文获取bean配置，解析实例化bean：构造BeanFactory，解析Xml，构造bean定义，依赖注入，实例化bean。这个过程非常复杂；

这节主要分析第一个阶段：上下文对象本身的构造和初始化。

上下文对象本身的构造和初始化

编写debug代码，构造ClassPathXmlApplicationContext对象：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("/beans.xml");
HelloWorldBean h = context.getBean("helloWorld", HelloWorldBean.class);
h.printHelloWorld();

编写配置文件beans.xml，配置helloWorld的bean：

<bean id="helloWorld" class="com.learn.ioc.beans.HelloWorldBean"></bean>

下面主要分析ClassPathXmlApplicationContext new的过程。ClassPathXmlApplicationContext构造函数如下：

// 使用beans.xml作为上下文的配置文件构造ApplicationContext对象
public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
	this(new String[] {configLocation}, true, null);
}

// 以配置文件、是否刷新上下文、父上下文作为参数构造ApplicationContext对象
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
		throws BeansException {
	super(parent);
	setConfigLocations(configLocations);
	if (refresh) {
		refresh();
	}
}

super(parent)和setConfigLocations(configLocations)方法对应两阶段中的第一阶段：上下文对象本身的构造和初始化。refresh()方法完成第二阶段：上下文获取bean配置，解析实例化bean。

super(parent)以该上下文的父上下文作为参数调用父类的构造器，这里由于没有父上下文，所以为null：

public AbstractXmlApplicationContext(ApplicationContext parent) {
	super(parent);
}

AbstractXmlApplicationContext是以Xml作为配置的Spring上下文，AbstractXmlApplicationContext又继续调用其父类的构造器：

public AbstractRefreshableConfigApplicationContext(ApplicationContext parent) {
	super(parent);
}

AbstractRefreshableConfigApplicationContext也是以Xml文件作为基础配置的上下文，但是它具有可以刷新配置文件的能力，AbstractRefreshableConfigApplicationContext中提供了setConfigLocations方法可以用于设置配置文件。是Xml配置文件上下文的基石。

该上下文中又调用父类构造函数：

public AbstractRefreshableApplicationContext(ApplicationContext parent) {
	super(parent);
}

Spring上下文可以称作为上下文家族，继承有多代。其中AbstractRefreshableApplicationContext是上下文中家族中的元老。它提供了两个非常重要的接口refreshBeanFactory()和loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)用于配置BeanFactory和定义接下载入Bean的接口。虽然构造函数中依然调用父类的构造函数，但是它的确非常重要：

public AbstractApplicationContext(ApplicationContext parent) {
	this();
	// 设置该上下文的父上下文
	setParent(parent);
}

public AbstractApplicationContext() {
	// 初始化资源解析器，用于解析获取Xml配置
	this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}

上下文家族的鼻祖AbstractApplicationContext中定义了整个Bean的声明周期和处理过程。在构造器中初始化resourcePatternResolver资源解析器，赋予ApplicationContext具有解析资源的能力。且设置父上下文。

getResourcePatternResolver主要用来创建资源解析器：

protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
	return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}

PathMatchingResourcePatternResolver主要以路径匹配的模式进行解析获取资源，其主要能力和实现后续会详细介绍。

setParent(parent)主要用于设置该上下文的父上下文：

public void setParent(ApplicationContext parent) {
	// 设置父上下文
	this.parent = parent;
	// 如果父上下文不空
	if (parent != null) {
	  	// 获取父上下文的环境变量Environment
		Environment parentEnvironment = parent.getEnvironment();
		if (parentEnvironment instanceof ConfigurableEnvironment) {
			// 将父上下文的环境变量Environment合并至该级上下文环境变量中
			getEnvironment().merge((ConfigurableEnvironment) parentEnvironment);
		}
	}
}

经过一系列的父类的构造器的调用，Spring上下文完成了多级上下文的载入过程。可以从下图看出其继承顺序关系：

Tips

上下文的实现中设计模式非常强，秉着设计的六大原则进行实现:

单一职责原则：每种上下文都有自己的职责能力，使得上下文的扩展能力极强；

开闭原则：AbstractRefreshableApplicationContext提供了对loadBeanDefinitions的定义由其子类按照不同加载Bean的逻辑各自实现；

依赖倒置原则：通过多级的抽象，提供了不同的接口，达到针对接口编程；

ClassPathXmlApplicationContext中调用层级父类上下文对象的构造后，再执行AbstractRefreshableConfigApplicationContext中实现的setConfigLocations设置上下文的Xml配置：

// 设置配置文件路径
public void setConfigLocations(String... locations) {
	// 如果不为空，则构早配置文件路径，支持多个配置文件
	if (locations != null) {
		Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
		this.configLocations = new String[locations.length];
		// 循环解析多个配置文件路径
		for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
			this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
		}
	}
	else {
		this.configLocations = null;
	}
}

关于resolvePath的具体过程涉及到Spring IOC容器的环境Enviroment组件，具体的解析路径的过程将在下章的探索Enviroment中详解。

总结

Spring上下文类型非常繁多，其中有直接面向各种场景直接使用的FileSystemApplicationContext、ClasspathXmlApplicationContext等等，还有很多实现基础能力的上下文:

AbstractApplicationContext是上下文实现中的基石，其中定义了上下文Bean对象依赖注入的模板；

AbstractRefreshableApplicationContext也是非常重要的上下文，其中组合了BeanFactory和定义加载Bean的接口；