前言
本系列全部基于 Spring 5.2.2.BUILD-SNAPSHOT 版本。因为 Spring 整个体系太过于庞大，所以只会进行关键部分的源码解析。
本篇文章主要分析 context:componment-scan 标签 Spring 是如何解析的。
正文
其实 context 开头的标签也是 Spring 自定义的标签，前面介绍过自定义标签的解析，没看过的小伙伴可以看下Spring IoC 自定义标签解析；其中比较重要的就是 spring.handlers 和 spring.schemas 文件的定义，前者定义了标签与命名空间处理器的对应关系，后者定义了命名空间与 XML Schema文件的对应关系。我们可以查找 Spring 中 context 模块的源码中查看这2个文件，并查看其命名空间的定义：
上面2张图分别对应了 spring.handlers 和 spring.schemas 文件的定义，只显示了与 context 命名空间相关的定义。
下面开始具体的代码分析，直接从 parseCustomElement() 方法开始，不知道前面的流程的可以查看Spring IoC BeanDefinition 的加载和注册。
自定义标签的解析
BeanDefinitionParseDelegate#parseCustomElement()
public BeanDefinition parseCustomElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBd) {
// 获取自定义标签的命名空间
String namespaceUri = getNamespaceURI(ele);
if (namespaceUri == null) {
return null;
}
// 获取自定义标签的处理器，这里解析的是context:component-scan，所以获取的是上图中的ContextNamespaceHandler
NamespaceHandler handler = this.readerContext.getNamespaceHandlerResolver().resolve(namespaceUri);
if (handler == null) {
error("Unable to locate Spring NamespaceHandler for XML schema namespace [" + namespaceUri + "]", ele);
return null;
}
// 进行标签的解析，见下文详解
return handler.parse(ele, new ParserContext(this.readerContext, this, containingBd));
}
上面方法中获取的 NamespaceHandler 就是 ContextNamespaceHandler，我们看下该类中注册的元素及其对应的解析器：
public class ContextNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {
@Override
public void init() {
registerBeanDefinitionParser("property-placeholder", new PropertyPlaceholderBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("property-override", new PropertyOverrideBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("annotation-config", new AnnotationConfigBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("component-scan", new ComponentScanBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("load-time-weaver", new LoadTimeWeaverBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("spring-configured", new SpringConfiguredBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("mbean-export", new MBeanExportBeanDefinitionParser());
registerBeanDefinitionParser("mbean-server", new MBeanServerBeanDefinitionParser());
}
}
由上面代码可以看出 component-scan 元素由 ComponentScanBeanDefinitionParser 类去解析。
component-scan 元素解析
ComponentScanBeanDefinitionParser#parse
public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
// 获取属性basePacket的值
String basePackage = element.getAttribute(BASE_PACKAGE_ATTRIBUTE);
// 解析占位符，例如${basePackage}
basePackage = parserContext.getReaderContext().getEnvironment().resolvePlaceholders(basePackage);
// 解析base-package(允许通过 ",;
" 中的任一符号填写多个)，例如: com.leisurexi.one;com.leisurexi.two
String[] basePackages = StringUtils.tokenizeToStringArray(basePackage,
ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS);
// 构建和配置ClassPathBeanDefinitionScanner，见下文详解
ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = configureScanner(parserContext, element);
// 使用scanner在指定的包路径进行扫描，返回注册后的BeanDefinition，见下文详解
Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = scanner.doScan(basePackages);
// 注册组件(包括一些内部注解的后置处理器)，见下文详解
registerComponents(parserContext.getReaderContext(), beanDefinitions, element);
return null;
}
配置 BeanDefinition 扫描器
ComponetScanBeanDefinitionParser#configureScanner
protected ClassPathBeanDefinitionScanner configureScanner(ParserContext parserContext, Element element) {
// 是否使用默认的过滤器，默认为true
boolean useDefaultFilters = true;
// 如果设置了use-default-filters属性，则使用设置的值
if (element.hasAttribute(USE_DEFAULT_FILTERS_ATTRIBUTE)) {
useDefaultFilters = Boolean.parseBoolean(element.getAttribute(USE_DEFAULT_FILTERS_ATTRIBUTE));
}
// 构建ClassPathBeanDefinitionScanner，将bean定义注册委托给scanner类，见下文详解
ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = createScanner(parserContext.getReaderContext(), useDefaultFilters);
scanner.setBeanDefinitionDefaults(parserContext.getDelegate().getBeanDefinitionDefaults());
scanner.setAutowireCandidatePatterns(parserContext.getDelegate().getAutowireCandidatePatterns());
// 解析resource-pattern属性
if (element.hasAttribute(RESOURCE_PATTERN_ATTRIBUTE)) {
scanner.setResourcePattern(element.getAttribute(RESOURCE_PATTERN_ATTRIBUTE));
}
try {
// 解析name-generator属性
parseBeanNameGenerator(element, scanner);
}
catch (Exception ex) {
parserContext.getReaderContext().error(ex.getMessage(), parserContext.extractSource(element), ex.getCause());
}
try {
// 解析scope-resolver、scoped-proxy属性
parseScope(element, scanner);
}
catch (Exception ex) {
parserContext.getReaderContext().error(ex.getMessage(), parserContext.extractSource(element), ex.getCause());
}
// 解析类型过滤器
parseTypeFilters(element, scanner, parserContext);
return scanner;
}
创建 BeanDefinition 扫描器
ComponentScanBeanDefinitionParser#createScanner
protected ClassPathBeanDefinitionScanner createScanner(XmlReaderContext readerContext, boolean useDefaultFilters) {
return new ClassPathBeanDefinitionScanner(readerContext.getRegistry(), useDefaultFilters,readerContext.getEnvironment(), readerContext.getResourceLoader());
}
// ClassPathBeanDefinitionScanner.java
public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry, boolean useDefaultFilters, Environment environment, @Nullable ResourceLoader resourceLoader) {
Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
this.registry = registry;
// 如果使用默认的过滤器，注册默认的过滤器，见下文详解
if (useDefaultFilters) {
registerDefaultFilters();
}
setEnvironment(environment);
setResourceLoader(resourceLoader);
}
注册默认的过滤器
ClassPathScanningCandidateComponentProvider#registerDefaultFilters
protected void registerDefaultFilters() {
// 将注解@Component添加到includeFilters中，这将隐式的注册所有@Component的派生注解，例如@Repository、@Service、@Controller
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();
try {
// 如果当前环境中有@ManagedBean，添加到includeFilters中，否则会catch未找到类的异常并忽略
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.annotation.ManagedBean", cl)), false));
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
// JSR-250 1.1 API (as included in Java EE 6) not available - simply skip.
}
try {
// 如果当前环境中有@Named，添加到includeFilters中，否则会catch未找到类的异常并忽略
this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.inject.Named", cl)), false));
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
// JSR-330 API not available - simply skip.
}
}
扫描包路径下的组件
ClassPathBeanDefinitionScanner#doScan
protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
Assert.notEmpty(basePackages, "At least one base package must be specified");
Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = new LinkedHashSet<>();
for (String basePackage : basePackages) {
// 寻找包路径下符合要求的bean定义(最常见的就是使用@Component标注的类)
Set<BeanDefinition> candidates = findCandidateComponents(basePackage);
for (BeanDefinition candidate : candidates) {
// 解析@Scope注解，没有标注默认为singleton作用域
ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate);
candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
// 生成bean的名称，见下文详解
String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
if (candidate instanceof AbstractBeanDefinition) {
// beanDefinition的后置处理，就是设置beanDefinition的一些默认属性，如autowireMode、initMethod等，并且设置AutowireCandidate，
// 一般为true代表可以自动装配到其他bean中
postProcessBeanDefinition((AbstractBeanDefinition) candidate, beanName);
}
if (candidate instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
// 处理公共注解，见下文详解
AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations((AnnotatedBeanDefinition) candidate);
}
// 如果beanDefinition通过检查(大多时候是检查是不是第一次注册)
// 则将definitionHolder添加进注册中心中，如果有同名的bean在这里会直接抛出异常
if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
definitionHolder =
AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
beanDefinitions.add(definitionHolder);
registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}
}
}
return beanDefinitions;
}
上面方法中的 registerBeanDefinition() 方法在Spring IoC 默认标签解析一文中介绍过，这里不再赘述。
找到候选组件
ClassPathScanningCandidateComponentProvider#findCandidateComponents
public Set<BeanDefinition> findCandidateComponents(String basePackage) {
if (this.componentsIndex != null && indexSupportsIncludeFilters()) {
return addCandidateComponentsFromIndex(this.componentsIndex, basePackage);
}
else {
// 扫描符合条件的组件
return scanCandidateComponents(basePackage);
}
}
private Set<BeanDefinition> scanCandidateComponents(String basePackage) {
Set<BeanDefinition> candidates = new LinkedHashSet<>();
try {
// 将要扫描的包的路径拼成完整的，例如：com.leisurexi.ioc.context
// 会被拼成 classpath*:com/leisurexi/ioc/context/**/*.class
String packageSearchPath = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX +
resolveBasePackage(basePackage) + '/' + this.resourcePattern;
// 获取路径下的所有类的资源
Resource[] resources = getResourcePatternResolver().getResources(packageSearchPath);
for (Resource resource : resources) {
// 如果资源是可读的
if (resource.isReadable()) {
try {
// 使用metadataReader读取资源，MetadataReader是专门用来访问元数据的类
// 包括: 类元数据ClassMetadata、注解元数据AnnotationMetadata等
MetadataReader metadataReader = getMetadataReaderFactory().getMetadataReader(resource);
// 判断该类是不是候选的组件
if (isCandidateComponent(metadataReader)) {
ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader);
sbd.setResource(resource);
sbd.setSource(resource);
// 判断是否是候选组件，默认条件是class不是接口并且不依赖于内部类
if (isCandidateComponent(sbd)) {
candidates.add(sbd);
}
}
}
// 省略异常处理...
}
}
}
// 省略异常处理...
return candidates;
}
上面代码中判断该类是不是候选的组件的方法 isCandidateComponent(metadataReader) 一般情况下 是判断该类是否标注了上文中 ClassPathScanningCandidateComponentProvider#registerDefaultFilters() 中的注解 @Component 、@ManagedBean、@Named ；@Component 注解是肯定会存在与当前环境中的，所以标注了 @Component 或者其派生的注解如：@Repository 、@Service、@Controller 都会被当做候选组件。
生成 bean 名称
AnnotationBeanNameGenerator#generateBeanName
public String generateBeanName(BeanDefinition definition, BeanDefinitionRegistry registry) {
// 如果BeanDefinition是AnnotatedBeanDefinition类型
if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
// 获取自定义的beanName，如 @Component注解的value值
String beanName = determineBeanNameFromAnnotation((AnnotatedBeanDefinition) definition);
// 如果不为空，并且不是空字符串
if (StringUtils.hasText(beanName)) {
// 返回明确的beanName
return beanName;
}
}
// 没有手动指定beanName，默认生成一个，是当前类名的首字母小写，如User类的beanName是user
return buildDefaultBeanName(definition, registry);
}
处理公共注解
AnnotationConfigUtils#processCommonDefinitionAnnotations
static void processCommonDefinitionAnnotations(AnnotatedBeanDefinition abd, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
// 如果bean标注了@Lazy注解，进行解析
AnnotationAttributes lazy = attributesFor(metadata, Lazy.class);
if (lazy != null) {
abd.setLazyInit(lazy.getBoolean("value"));
}
else if (abd.getMetadata() != metadata) {
lazy = attributesFor(abd.getMetadata(), Lazy.class);
if (lazy != null) {
abd.setLazyInit(lazy.getBoolean("value"));
}
}
// 解析@Primary注解，自动装配时当出现多个Bean都匹配时，标注了@Primary注解的Bean将作为首选者
if (metadata.isAnnotated(Primary.class.getName())) {
abd.setPrimary(true);
}
// 解析@DependsOn注解，表明当前bean需要依赖的bean，会保证依赖的bean会在当前bean前实例化
AnnotationAttributes dependsOn = attributesFor(metadata, DependsOn.class);
if (dependsOn != null) {
abd.setDependsOn(dependsOn.getStringArray("value"));
}
// 解析@Role注解，用于标识bean的分类，实际用的比较少
AnnotationAttributes role = attributesFor(metadata, Role.class);
if (role != null) {
abd.setRole(role.getNumber("value").intValue());
}
// 解析@Description注解，bean的描述，实际用的比较少
AnnotationAttributes description = attributesFor(metadata, Description.class);
if (description != null) {
abd.setDescription(description.getString("value"));
}
}
注册组件
ComponentScanBeanDefinitionParser#registerComponents
protected void registerComponents(XmlReaderContext readerContext, Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions, Element element) {
Object source = readerContext.extractSource(element);
CompositeComponentDefinition compositeDef = new CompositeComponentDefinition(element.getTagName(), source);
// 将扫描的所有BeanDefinition添加到compositeDef中
for (BeanDefinitionHolder beanDefHolder : beanDefinitions) {
compositeDef.addNestedComponent(new BeanComponentDefinition(beanDefHolder));
}
boolean annotationConfig = true;
// 获取annotation-config属性，默认为true
if (element.hasAttribute(ANNOTATION_CONFIG_ATTRIBUTE)) {
annotationConfig = Boolean.parseBoolean(element.getAttribute(ANNOTATION_CONFIG_ATTRIBUTE));
}
if (annotationConfig) {
// 向注册中心中注册用于注解的后置处理器，如AutowireAnnotationProcessor、CommonAnnotationProcessor
Set<BeanDefinitionHolder> processorDefinitions =
AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(readerContext.getRegistry(), source);
// 将注册的注解后置处理器的BeanDefinition添加到compositeDef的nestedComponents属性中
for (BeanDefinitionHolder processorDefinition : processorDefinitions) {
compositeDef.addNestedComponent(new BeanComponentDefinition(processorDefinition));
}
}
// 触发注册事件，默认实现为EmptyReaderEventListener(空实现，没有具体操作)
readerContext.fireComponentRegistered(compositeDef);
}
注册注解处理器
AnnotationConfigUtils#registerAnnotationConfigProcessors
public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {
// 获取beanFactory
DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry);
if (beanFactory != null) {
if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) {
// 设置dependencyComparator属性
beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
}
if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) {
// 设置autowireCandidateResolver属性（设置自动注入候选对象的解析器
// 用于判断BeanDefinition是否为候选对象）
beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver());
}
}
Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<>(8);
// 注册用于处理@Configuration注解的后置处理器
if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
// 创建一个ConfigurationClassPostProcessor的BeanDefinition
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);
def.setSource(source);
// 将def添加进注册中心
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
}
// 注册用于处理@Autowired、@Value、@Inject注解的后置处理器
if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
def.setSource(source);
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
}
// 注册用于处理@Resource、@PostConstructor、@PostDestroy注解的后置处理器
if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);
def.setSource(source);
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
}
// 注册用于处理JPA注解的后置处理器，如@PersistenceContext、@PersistenceUnit
if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition();
try {
def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME,
AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader()));
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new IllegalStateException(
"Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex);
}
def.setSource(source);
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
}
// 注册用于处理@EventListener注解的后置处理器
if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);
def.setSource(source);
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));
}
// 注册内部管理用于生产ApplicationListener对象的EventListenerFactory对象
if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {
RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);
def.setSource(source);
beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));
}
return beanDefs;
}
总结
本文主要介绍了 Spring 解析 context:component-scan 标签的解析流程，我们可以重新整理一下思路：
- 首先添加默认的过滤器，也就是判定哪些类会被作为组件来注册；比如默认过滤器添加后，会将标注了
@Component注解以及它的派生注解当做组件注册。 - 找到指定包路径下所有符合条件的类并封装成
BeanDefinition；解析@Scope注解，没有默认为singleton；生成bean的名称，首先会用@Component的value属性，如果为空或空字符串则默认使用类名，并把首字母转成小写；然后对一些注解的解析，如@Lazy、@Primary、@DependsOn等；最后检查注册中心中是否包含当前beanName，如果没有直接添加进注册中心，否则如果不是同一个类会抛出异常。比如com.leisurexi.a.User和com.leisurexi.b.User同时添加@Component注解并且不手动指定不同的beanName在启动时就会抛出异常。 - 最后注册中心注册一些注解的后置处理器，如下：
- 处理
@Configuration注解的ConfigurationClassPostProcessor。 - 处理
@Autowired、@Value、@Inject注解的AutowiredAnnotationBeanPostProcessor。 - 处理
@Resource、@PostConstructor、@PostDestroy注解的CommonAnnotationBeanPostProcessor。 - 处理JPA注解的
PersistenceAnnotationBeanPostProcessor。 - 处理
@EventListener注解的EventListenerMethodProcessor。
- 处理
最后，我模仿 Spring 写了一个精简版，代码会持续更新。地址：https://github.com/leisurexi/tiny-spring。