Web环境中Spring的启动过程

1.spring不但可以在JavaSE环境中应用，在Web环境中也可以广泛应用，Spring在web环境中应用时，需要在应用的web.xml文件中添加如下的配置：

 

……
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <!--Spring配置文件位置-->
    <param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<listener>
    <listener-class>
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
</listener-class>
<listener>
……

通过web描述文件我们可以看到，Spring在Web环境中通过ContextLoaderListener监听器类启动，通过加载”/WEB-INF/”目录下的Spring配置文件，Web服务器启动Spring的初始化过程。

ContextLoaderListener是一个监听器，和Web服务器的生命周期事件紧密关联，即当Web服务器启动时，Web服务器声明周期事件将会触发ContextLoaderListener监听器加载Spring配置文件，开始Spring在web服务器中的初始化工作。

2.ContextLoaderListener启动Spring：

ContextLoaderListener继承Spring的ContextLoader上下文加载器类，同时实现ServletContextListener接口(Servlet上下文监听器)，监听Web服务器上下文的启动和停止事件，管理Web环境中Spring的启动和销毁过程，其源码如下：

 

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {
    //Spring上下文加载器
    private ContextLoader contextLoader;
//初始化Spring根上下文，event参数是当前Web应用上下文事件
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        //创建Spring上下文加载器，ContextLoaderListener继承ContextLoader，
        //所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器
        this.contextLoader = createContextLoader();
        if (this.contextLoader == null) {
            this.contextLoader = this;
        }
        //根据给定的ServletContext上下文，初始化Spring Web应用上下文 this.contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }
    //创建Spring上下文加载器
    protected ContextLoader createContextLoader() {
        return null;
    }
    //获取Spring上下文加载器
    public ContextLoader getContextLoader() {
        return this.contextLoader;
    }
//销毁Spring根上下文
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {
        if (this.contextLoader != null) {
        //关闭指定Servlet的Spring Web根上下文    this.contextLoader.closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
        }
    //清除Servlet上下文中被配置的属性   ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
    }
}

通过对ContextLoaderListener的源码分析，我们看到ContextLoaderListener继承ContextLoader，所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器。

ContextLoaderListener实现了ServletContextListener接口，当Web应用在Web服务器中被被启动和停止时，Web服务器启动和停止事件会分别触发ContextLoaderListener的contextInitialized和contextDestroyed方法来初始化和销毁Spring上下文。我们通过上述对ContextLoaderListener的源码分析看到真正实现Spring上下文的初始化和销毁功能的是ContextLoader类，接下来我们分析ContextLoader初始化和销毁Spring Web上下文的过程。

3.ContextLoader初始化和销毁Spring Web上下文：

(1).ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码如下：

 

//初始化Spring根上下文
public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
//ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";
//判断在Servlet上下文中Spring Web应用给根上下文是否已经存在
        if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {
            throw new IllegalStateException(
                    "Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +
                    "check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");
        }
        //记录日志
        Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);
        servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");
        if (logger.isInfoEnabled()) {
            logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");
        }
        //获取当前系统时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            //如果当前Web根容器有父容器，则获取父容器
            ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);
            //根据给定Servlet容器和父容器创建Web应用容器，并且所创建的Web应用
//容器实例对象存储在本地变量中，以确保当Servlet容器关闭时该容器可用
            this.context = createWebApplicationContext(servletContext, parent);
        // 将创建的Web应用上下文设置到Servlet上下文的应用根容器属性 中    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
            //获取当前线程的容器类加载器
            ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            //如果当前线程的容器类加载器是ContextLoader类，则当前上下文就设置为
//创建的Web应用上下文
            if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {
                currentContext = this.context;
            }
            //如果当前线程的容器类加载器不为null，则将创建的web应用上下文和其类
//加载器缓存在容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中
            else if (ccl != null) {
                currentContextPerThread.put(ccl, this.context);
            }
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +
        WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");
            }
            if (logger.isInfoEnabled()) {
                long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
                logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");
            }
            //返回创建的Web应用上下文
            return this.context;
        }
        catch (RuntimeException ex) {
            logger.error("Context initialization failed", ex);
            servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);
            throw ex;
        }
        catch (Error err) {
            logger.error("Context initialization failed", err);
    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);
            throw err;
        }
    }
//创建Web应用上下文
protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc, ApplicationContext parent) {
        //获取当前Servlet上下文接口的实现类
        Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);
    //判断使用什么样的的类在Web容器中作为IoC容器
        if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
            throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +
                    "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");
        }
    //Servlet上下文实现类是ConfigurableWebApplicationContext类型，
//使用JDK反射机制，调用Servlet上下文实现类的无参构造方法创建实例对象
        ConfigurableWebApplicationContext wac =
                (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
        //如果Servlet大版本是2，并且小版本号小于5，即是Servlet2.4以下标准
        if (sc.getMajorVersion() == 2 && sc.getMinorVersion() < 5) {
            //获取Servlet上下文名称
            String servletContextName = sc.getServletContextName();
        // 为创建的Web应用上下文设置唯一的Id标 识 wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(servletContextName));
        }
        //Servlet2.5标准
        else {
            try {
                //调用Servlet上下文对象中getContextPath()方法
                String contextPath = (String) ServletContext.class.getMethod("getContextPath").invoke(sc);
            // 为Web上下文设置唯一Id标 识   wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(contextPath));
            }
            catch (Exception ex) {
                throw new IllegalStateException("Failed to invoke Servlet 2.5 getContextPath method", ex);
            }
        }
        //设置Web上下文的父级上下文
        wac.setParent(parent);
        //设置Web上下文的Servlet上下文
        wac.setServletContext(sc);
    //Servlet上下文从web.xml文件中获取配置的contextConfigLocation参数，并
//将其作为Spring Web上下文配置资源的值   wac.setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));
    //调用用户自定义的设置应用上下文方法
        customizeContext(sc, wac);
        //刷新Spring Web容器，启动载入Spring配置资源的过程
        wac.refresh();
        return wac;
    }
//根据给定的Servlet上下文，获取Spring Web上下文的实现类//XmlWebApplicationContext或者用户自定义的Spring Web应用上下文
protected Class<?> determineContextClass(ServletContext servletContext) {
        //Servlet上下文从web.xml中获取配置的contextClass参数值
        String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);
        //如果web.xml中额外配置了contextClass参数值
        if (contextClassName != null) {
            try {
                //使用JDK反射机制，实例化指定名称的contextClass类对象
                return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());
            }
            catch (ClassNotFoundException ex) {
                throw new ApplicationContextException(
                        "Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);
            }
        }
        //如果web.xml中没有配置contextClass参数值
        else {
        //获取Spring中默认的Web应用上下文策略，即XmlWebApplicationContext
            contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());
            try {
                //使用JDK反射机制，创建Spring Web应用上下文默认策略类对象
                return ClassUtils.forName(contextClassName, ContextLoader.class.getClassLoader());
            }
            catch (ClassNotFoundException ex) {
                throw new ApplicationContextException(
                        "Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);
            }
        }
    }

通过上面ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码分析，我们看到当Web应用在Web服务器启动时，Servlet上下文通过web.xml文件获取所配置的contextConfigLocation、contextClass等参数，定位Spring配置文件资源，调用Spring Web容器的刷新的refresh()方法启动Web环境中Spring Ioc容器的初始化过程，refresh()方法启动Spring IoC容器的初始化过程我们在IoC容器源码分析中已经分析过，这里不再重述。

(2). ContextLoader关闭Spring Web上下文的主要源码：

 

//关闭指定Servlet上下文中的Spring Web应用上下文
public void closeWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {
        servletContext.log("Closing Spring root WebApplicationContext");
        try {
        //Spring Web应用上下文的类型都是ConfigurableWebApplicationContext
            if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
                //关闭Spring Web应用上下文，释放资源，销毁所有缓存的单态模式Bean
                ((ConfigurableWebApplicationContext) this.context).close();
            }
        }
        finally {
            //获取当前线程的上下文类加载器
            ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            //将当前上下文对象设置为null
            if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {
                currentContext = null;
            }
            //移除容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中中key为指定类加载器的项
            else if (ccl != null) {
                currentContextPerThread.remove(ccl);
            }
        //移除Servlet上下文中Spring Web根上下文属性 servletContext.removeAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE);
                //释放父容器引用
            if (this.parentContextRef != null) {
                this.parentContextRef.release();
            }
        }
    }

4.WebApplicationContext接口：

WebApplicationContext是定义了Spring Web应用上下文的规范的接口，Web服务器在启动时通过该接口来启动Spring，源码如下：

 

public interface WebApplicationContext extends ApplicationContext {
    //用于定义在Servlet上下文中存储Spring Web根上下文
    String ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";
    //请求范围
    String SCOPE_REQUEST = "request";
    //会话范围
    String SCOPE_SESSION = "session";
    //全局会话范围
    String SCOPE_GLOBAL_SESSION = "globalSession";
    //应用程序范围
    String SCOPE_APPLICATION = "application";
    //容器中存储的Servlet上下文环境的Bean名称
    String SERVLET_CONTEXT_BEAN_NAME = "servletContext";
    //web.xml文件中的配置Spring初始化参数的属性
    String CONTEXT_PARAMETERS_BEAN_NAME = "contextParameters";
    //Servlet上下文属性
    String CONTEXT_ATTRIBUTES_BEAN_NAME = "contextAttributes";
//获取当前应用程序所以Web容器的标准Servlet上下文
    ServletContext getServletContext();
}

5.XmlWebApplicationContext源码：

在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的determineContextClass方法中，我们知道Spring首先通过Servlet上下文从web.xml文件中获取用户自定义配置的contextClass参数值，如果没有获取到，则默认使用Spring的XmlWebApplicationContext作为Spring Web应用的IoC容器，XmlWebApplicationContext是WebApplicationContext的实现类ConfigurableWebApplicationContext的子类，其源码如下：

public class XmlWebApplicationContext extends AbstractRefreshableWebApplicationContext {
    //Web应用中Spring配置文件的默认位置和名称，如果没有特别指定，则Spring会根据
    //此位置定义Spring Bean定义资源
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION = "/WEB-INF/applicationContext.xml";
    //Spring Bean定义资源默认前缀
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX = "/WEB-INF/";
    //Spring Bean定义资源默认后置
    public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX = ".xml";
    //在分析Spring IoC初始化过程中我们已经分析过，加载Spring Bean定义资源的方法，
    //通过Spring容器刷新的refresh()方法触发
    protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
        //为Spring容器创建XML Bean定义读取器，加载Spring Bean定义资源
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
//设置Bean定义读取器，因为XmlWebApplicationContext是//DefaultResourceLoader的子类，所以使用默认资源加载器来定义Bean定义资源
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
        //为Bean定义读取器设置SAX实体解析器
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
    //在加载Bean定义之前，调用子类提供的一些用户自定义初始化Bean定义读取器的方法
        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
        //使用Bean定义读取器加载Bean定义资源
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
    }
    //用户自定义初始化Bean定义读取器的方法
    protected void initBeanDefinitionReader(XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader) {
    }
    //加载Bean定义资源
    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {
        //获取定位的Bean定义资源路径
        String[] configLocations = getConfigLocations();
        if (configLocations != null) {
            //遍历加载所有定义的Bean定义资源
            for (String configLocation : configLocations) {
                reader.loadBeanDefinitions(configLocation);
            }
        }
    }
    //获取默认Bean定义资源
    protected String[] getDefaultConfigLocations() {
//获取web.xml中的命名空间，如命名空间不为null，则返回 “/WEB-INF/命名空间.xml”
        if (getNamespace() != null) {
            return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX + getNamespace() + DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX};
        }
        //如果命名空间为null，则返回"/WEB-INF/applicationContext.xml"
        else {
            return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION};
        }
    }
}

在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的createWebApplicationContext方法创建Web应用上下文时， 应用上下文对象通过setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));方法将web.xml中配置的contextConfigLocation参数(Spring配置文件位置)设置到Spring Web应用上下文中，在XmlWebApplicationContext的loadBeanDefinitions方法加载Spring Bean定义资源文件时，会逐个加载web.xml中配置的contextConfigLocation参数的Spring Bean定义资源文件。

XmlWebApplicationContext将Web应用中配置的Spring Bean定义资源文件载入到Spring IoC容器中后，接下来的Spring IoC容器初始化和依赖注入的过程我们已经在Spring IoC容器源码分析中具体分析过，至此Web环境中Spring的工作流程分析完毕。