2.Spring源码的起点:BeanDefinition
★为什么从BeanDefinition讲起？
spring源码太庞大了，精通spring源码确实不容易，讲懂更难。学习spring源码是件浩大的工程。很多读者从spring容器启动开始逐行debug源码进行分析，刚开始很容易理解，但是当你逐层debug源码深处时，就会感慨“身在此山中，不识真面目”。
笔者在刚开始的时候也经历过这种痛苦，精读几遍之后笔者觉着spring源码不能从头读起，我们需要先搞懂spring中的基础组件及组件之间的关系，这就好比组装电脑，你得先了解CPU作用、内存的作用、主板的作用、硬盘的作用，然后你才知道如何讲他们组装到一起，从头阅读源码就跟你让一个学金融专业的学生组装电脑一样，效果可想而知。
如果我问你spring的作用？想必大部分程序员都会回答“管理对象，方便开发”。
不错，java一切皆对象,spring封装管理你所创建的对象,封装后的对象叫bean,bean扩展了你的对象,你所创建的对象的所有属性和方法是bean中的一个子集。
spring所有的功能都是围绕这个bean展开的。这个bean在spring中具体的名字就是BeanDefinition。
★理解BeanDefinition的作用
假如你编写一个Person.java文件，编译成Persion.class文件后，jvm会将这个class文件加载到虚拟机内存（方法区），程序在当遇到new关键字的时候根据class在堆内生成对象。
class文件已经生成了，spring无法更改你的class，但还要扩展你的class怎么办？很简单，spring定义一个BeanDefinition类进一步封装Person类，Person只是BeanDefinition中的一个属性,最后注册到spring容器中。
可以把BeanDefinition理解为Java中的.java文件,在.java文件没有编译成class文件时,假如我们可以对.java的文件做任意的修改,那么就可以达到扩展的目的。
等我们扩展完成,编译成.class文件运行即可。
BeanDefinition也是如此,我们可以通过后置处理器修改BeanDefinition影响类的方法和属性。最后spring针对修改后或者说扩展后的BeanDefinition实例化,从而达到扩展的目的。
BeanDefinition中还会封装跟Person相关的其他属性，比如bean的作用域，bean的注入模型，bean是否是懒加载等等信息。
如果把Person.java和PersonBeaDefiniton对比来看：
同理，如果你不了解BeanDefinition你就读不懂Spring源码。beanDefintion的比较枯燥和晦涩难懂，但是非常非常重要。如果你想精读spring源码，请你一定细读三遍beanDefintion的知识，他是spring framework当中的基石，你避不开！
★加载BeanDefinition的流程
配置类
package tyrant;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
//包扫描
@ComponentScan("tyrant")
//使用xml文件启动
@ImportResource("applicationContext.xml")
public class Config {
}
xml配置文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd"
>
<!--注意上面的default-autowire="byType" 根据type进行自动注入-->
<bean id="ab" abstract="true" ></bean>
<bean id="xxx" class="tyrant.InterService" parent="ab"></bean>
</beans>
xml方式启动属实用的不多了已经，xml最大的作用就是依赖注入（以后再讲，可忽略），笔者在后续讲解中基本以注解方式进行讲解。
业务类
package tyrant;
@Component
@Description("业务类")
@Scope("singleton")
public class InterService {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
测试类
package tyrant;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
public class SpringTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
start1();
}
public static void start1() {
//其中Config.class可以指定为
//包扫描启动:@ComponentScan("tyrant")
//使用xml文件启动:@ImportResource("applicationContext.xml")
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
//加载或者刷新当前的配置信息
context.refresh();
}
public static void start2() {
//其中Config.class可以指定为
//包扫描启动:@ComponentScan("tyrant")
//使用xml文件启动:@ImportResource("applicationContext.xml")
AnnotationConfigApplicationContext context = new
AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
//加载或者刷新当前的配置信息
context.refresh();
}
}
spring启动会完成很多工作，不可能在专题第一篇就把整个启动流程讲清楚，为了引出BeanDefinition。
笔者讲解三个过程：
- 扫描 spring首先根据Config 的注解@ComponentScan("com")扫描com包下符合规则的类。这里只有InterService类；
- 解析 解析InterService类，主要是拿到所有的注解:@Component、@Description("业务类")、@Scope("singleton")
- 封装 解析完的信息保存到哪里里去呢? 就存在BeanDefinition中。BeanDefinition就是对你的InterService进行建模。
BeanDefinition的源码
其实，BeanDefinition只是一个接口：
public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {
//InterService的scope值，单例
String SCOPE_SINGLETON = "singleton";
//InterService的scope值，非单例
String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype";
//Bean角色：
//用户
int ROLE_APPLICATION = 0;
//某些复杂的配置
int ROLE_SUPPORT = 1;
//完全内部使用
int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;
//返回此InterService的的父bean定义的名称
//如果有的话 <bean parent="">（xml配置文件中的bean配置）
String getParentName();
void setParentName(String var1);
//设置或获取业务类全路径名
void setBeanClassName(String var1);
String getBeanClassName();
//InterService的scope值
void setScope(String var1);
String getScope();
//InterService的懒加载设置及获取
void setLazyInit(boolean var1);
boolean isLazyInit();
//InterService的依赖对象 ，表示InterService实例创建前应该先创建哪个对象
void setDependsOn(String... var1);
String[] getDependsOn();
//是否为被自动装配
void setAutowireCandidate(boolean var1);
boolean isAutowireCandidate();
//如果是被自动装配，是否为主候选bean
void setPrimary(boolean var1);
boolean isPrimary();
//定义创建该Bean对象的工厂类
void setFactoryBeanName(String var1);
String getFactoryBeanName();
//定义创建该Bean对象的工厂方法
void setFactoryMethodName(String var1);
String getFactoryMethodName();
//返回此InterService的构造函数参数值。
ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues();
//获取普通属性集合
MutablePropertyValues getPropertyValues();
//是否为单例
boolean isSingleton();
//是否为原型
boolean isPrototype();
//是否为抽象类
boolean isAbstract();
//获取这个bean的应用
int getRole();
//返回对bean定义的可读描述。
String getDescription();
//返回该bean定义来自的资源的描述（用于在出现错误时显示上下文）
String getResourceDescription();
BeanDefinition getOriginatingBeanDefinition();
}
通过BeanDefinition接口可以对InterService的附加属性进行设置和获取，虽然目前不能完全搞懂所有属性及方法，建议把这个接口代码都看一遍。
在这里建议大家读源码一定要“慢下来”，一点一点的啃，切忌浮躁，这个痛苦的过程过去了你会有种高屋建瓴的感觉！ 光读不行，还得写代码调试从而增加印象，比如上面BeanDefinition接口中的方法我想验证一下，很简单，上代码：
package tyrant;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
public class SpringTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
//加载或者刷新当前的配置信息
context.refresh();;
//获取InterService对应的BeanDefinition
//默认名称为interService，关于名字的更改以后讲。
BeanDefinition interServiceBeanDefinition = context.getBeanDefinition("interService");
System.out.println("——————InterService的附加属性如下：");
System.out.println("父类"+interServiceBeanDefinition.getParentName());
System.out.println("描述"+interServiceBeanDefinition.getDescription());
System.out.println("InterService在spring的名
称"+interServiceBeanDefinition.getBeanClassName());
System.out.println("实例范围"+interServiceBeanDefinition.getScope());
System.out.println("是否是懒加载"+interServiceBeanDefinition.isLazyInit());
System.out.println("是否是抽象类"+interServiceBeanDefinition.isAbstract());
System.out.println("——————等等等等，读者自行编写");
}
}
注意，这些属性在xml配置文件中都能找到对应匹配的标签，读者可用xml配置文件自行进行配置，只需要将Config配置类上的@ImportResource("applicationContext.xml")注解打开即可。
既然BeanDefinition是个接口，那spring中肯定有他的实现类对不对，好，是时候看一下BeanDefinition的类继承图了。
在这里笔者跟大家说一个问题，笔者发现很多人读源码的时候拿来一个类就读或者debug源码跟读，也不管这个类跟其他类的关系，读完后感觉很混乱，甚至吐槽spring源码写的毫无章法，拜托，spring源码是典型的面向接口编程，严格遵循开闭原则、依赖倒置原则和迪米特法则，是spring源码写的差还是你的水平差？
spring每一个模块都有一个完整的类继承关系图，不然spring被业界称赞的高扩展性谈何而来？所以我们必须将每个模块的类继承关系了然于胸。
初学，我们也不可能将继承体系中的每个类都搞懂，把这个继承图下载下来存到桌面，在以后的源码阅读中这个继承关系会被你一一攻破，学完你也就掌握了，而且不会忘，更能提高你的编程水平，读完spring你会发现的编程风格潜移默化的被spring影响了！对吧。
BeanDefinition的继承关系
硬编码注入BeanDefinition
以前利用spring开发大都通过xml方式进行bean配置，其实spring框架开发之初并不想让程序员通过xml方式进行配置，而是通过代码让我们手动将InterService封装成对应的BeanDefinition，看下面的代码：
//首先，删掉业务类InterService所有的注解，不让他被扫描到,spring根据注解判断是否将类进行包装。
package tyrant;
public class InterService {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
public class SpringTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
AnnotationConfigApplicationContext context = new
AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClassName("com.InterService");
beanDefinition.setScope("singleton");
beanDefinition.setDescription("手动注入");
beanDefinition.setAbstract(false);
//将beanDefinition注册到spring容器中
context.registerBeanDefinition("interService",beanDefinition);
//加载或者刷新当前的配置信息
context.refresh();
BeanDefinition interServiceBeanDefinition = context.getBeanDefinition("interService");
System.out.println("——————InterService的附加属性如下：");
System.out.println("父类"+interServiceBeanDefinition.getParentName());
System.out.println("描述"+interServiceBeanDefinition.getDescription());
System.out.println("InterService在ioc的名称"+interServiceBeanDefinition.getBeanClassName());
System.out.println("实例范围"+interServiceBeanDefinition.getScope());
System.out.println("是否是懒加载"+interServiceBeanDefinition.isLazyInit());
System.out.println("是否是抽象类"+interServiceBeanDefinition.isAbstract());
System.out.println("——————等等等等，读者自行编写");
}
}
输出:
——————InterService的附加属性如下：
父类null
描述手动注入
InterService在ioc的名称tyrant.InterService
实例范围singleton
是否是懒加载false
是否是抽象类false
——————等等等等，读者自行编写
其实笔者很喜欢这种代码方式完成spring配置工作，这样能让我们更深入的了解和应用spring，不过这种方式的缺点也很明显-繁琐易出错，spring为了简化我们的工作提供了xml配置方式，直到spring5.x注解方式的稳定成熟，spring全家桶得到了飞速的发展。但通过这个例子读者可以加深对BeanDefinition的理解。
★IOC的引出
看上面这么一行代码:
context.registerBeanDefinition("interService",beanDefinition);
这行代码的意思是将我们手动封装的beanDefinition注册到容器中，同时给这个beanDefinition起了个名字"interService"，spring内部生成beanDefinitino时会默认起一个名字，改名字的规则就是业务类名字首字母小写。 那生成的BeanDefinition保存在哪里呢？既然我们是通过上面的方法将BeanDefinition注册到容器中，肯定是在这个方法底层实现了保存，我们点进去看。
@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
// 将beanDefinition保存到spring容器中
this.beanFactory.registerBeanDefinition(beanName, beanDefinition);
}
继续跟进registerBeanDefinition方法，找到下面这行代码：
this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
顾名思义，beanDefinitionMap就是一个Map呀！
具体是啥map，我们ctrl+鼠标左键单击找到beanDefinitionMap定义处：
/* Map of bean definition objects, keyed by bean name. */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
总之，这就是beanDefinition存储的容器，这行代码所在的类名叫DefaultListableBeanFactory。
它是bean的工厂，spring中所有的对象或者说bean都存在这个bean工厂中，业界叫它IOC，很多书或者视频都会讲IOC，相信读者也知道IOC是容器，但它就是一堆Map集合而已，beanDefinitionMap只是众多Map中的一个而已，以后我会将其他的map容器，今天你只需要只到这么一个存放BeanDefinition的容器即可。
IOC是什么？
IOC的全称是Inversion of Control，翻译过来就是控制反转。控制反转的意思就是我们将对象的创建和管理权交给IoC Service Provider（IoC思想的具体实现）
控制反转IOC是一种设计思想，DI依赖注入是实现IoC的一种方法。
IOC是Spring框架的核心内容，它使用多种方式完美的实现了Ioc，可以使用XML配置，也可以使用注解，新版本的Spring也可以使用完全的Java类加注解实现零配置的IoC，但这种实现方式再SpringBoot中比较常见。
为什么要使用IOC
为了降低**耦合度。
个人理解:接口HumanService有多个实现类UserServiceImpl、PeopleServiceImpl、HumanServiceImpl。 一开始我们用的是UserServiceImpl，可以这么写
HumanService humanService = new UserServiceImpl();
当我们业务发生变化,需要使用PeopleServiceImpl,此时需要手动修改代码为:
HumanService humanService = new PeopleServiceImpl();
假如我们有100个地方都需要这个用到HumanService,那么我们需要硬编码修改100处代码。
假如有一天我们要改为HumanServiceImpl,又要硬编码修改100处代码。
痛,真的太痛了!
但是如果使用ioc,那我们可以这么写
@Autowired
private HumanService humanservice;
当我们需要UserServiceImpl,我们只需要注入UserServiceImpl。
@Service
public class UserServiceImpl implements HumanService{
}
此时ioc容器会帮我们自动注入HumanService对应的实现为UserServiceImpl。 当我们业务发生变化,需要使用PeopleServiceImpl。只需要把UserserviceImpl对应的实现类上面的@Service去掉加到PeopleServiceImpl上即可实现替换。相比较而言使用ioc依赖注入比硬编码new出来对象要优雅很多!
★DefaultListableBeanFactory创建时机
有读者问，那DefaultListableBeanFactory这个bean工厂啥时候创建的?看代码：
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
这是我们创建spring上下文对象，AnnotationConfigApplicationContext 类有一个父类，AnnotationConfigApplicationContext的无参构造函数执行时会默认调用父类无参构造函数，AnnotationConfigApplicationContext的父类如下：
public class AnnotationConfigApplicationContext
extends GenericApplicationContext
implements AnnotationConfigRegistry
也就是GenericApplicationContext ，我们看一下他的构造函数：
public GenericApplicationContext() {
//初始化一个BeanFactory
this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}
也就是说，spring启动的时候就创建好了这个bean工厂！
咦？不是要讲BeanDefinitino的继承关系吗？怎么跑偏了？
这就是spring的特点，太庞大了，没有孤立的知识点！这也是很多读者阅读spring源码时读着读着就蒙圈的原因。
★后置处理器的引出
上文我们通过手动将InterService封装成了一个BeanDefinition然后注册（put到了beanDefinitionMap中）到了容器中，我说了现在我们没有这么用的了，都是spring自动帮我们完成扫描注册，在哪完成的扫描注册？回到下面这几行代码：
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
//加载或者刷新当前的配置信息
context.refresh();
context.refresh()方法，完成了spring的启动、扫描、解析、实例化等一系列过程，这个方法完成的功能太多了，我们的扫描注册也是在这里完成的，进入到这个方法，找到这么一行代码：
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
翻译一下名字，执行bean工厂的后置处理器，这行代码完成了扫描与注册，我不带大家分析里面的代码，你只需要知道他的作用就行，这行代码执行完成后，我们只是把业务类InterService封装成了BeanDefinition而已，业务类InterService并没有实例化，在业务类InterService实例化之前我们能不能从beanDefinition中将InterService偷梁换柱呢？
或者说，我们能通过BeanDefinition来构建bean，那我们能不能修改bean呢？那必须的！ 通过后置处理器完成，什么是后置处理器？可以把它理解成回调，我扫描注册成功后回调后置处理器！BeanDefinition讲完后紧接着就讲后置处理器。我们添加一个后置处理器：
/**
* 扫描注册成功完成后
* spring自动调用后置处理器MyBeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法
*/
@Component
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)
throws BeansException {
//通过bean工厂拿到业务类InterService的beanDefinition
GenericBeanDefinition beanDefinition =
(GenericBeanDefinition) beanFactory.getBeanDefinition("interService");
System.out.println("扫描注册成功完成后，spring自动调用次方法");
System.out.println(beanDefinition.getDescription());
}
}
spring扫描注册完成后，会自动调用MyBeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法，这个方法给你传递了一个ConfigurableListableBeanFactory类型的bean工厂。
ConfigurableListableBeanFactory是一个接口，上文spring启动实例化的DefaultListableBeanFactory工厂是它的实现类。天啊，竟然把bean工厂给你了，相当于敌人把军火库暴露在你面前，你岂不是想干嘛就干嘛！
上述代码我们通过bean工厂拿到了业务类InterService的beanDefinition，我都拿到你的beanDefinition了，那么我不但可以get到你的信息，我也可以set你的信息从而改变你的行为来影响你后续的实例化。我们来编写另一个业务类：
package tyrant;
public class User {
private int age =31;
private String name="user";
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
spring启动时也会把这个业务类扫描，接下来，看好了。
我在bean工厂中偷梁换柱，在beanDefinition中将InterService业务类替换掉：
package tyrant;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.support.GenericBeanDefinition;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
* 扫描注册成功后，spring自动调用MyBeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法
*/
@Component
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)
throws BeansException {
BeanDefinition interService = beanFactory.getBeanDefinition("interService");
/***
getBeanDefinition方法返回的BeanDefinition类型为什么强转成GenericBeanDefinition？
因为BeanDefinition接口中并没有setBeanClass这个方法
GenericBeanDefinition是他的实现，提供更丰富的功能。
不同的BeanDefinition实现具有不同的作用。
***/
if(interService instanceof GenericBeanDefinition){
GenericBeanDefinition beanDefinition =
(GenericBeanDefinition) interService;
System.out.println("修改后的名字:" + beanDefinition.getBeanClassName());
//注意这里修改了class类型
beanDefinition.setBeanClass(User.class);
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context
= new AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
context.refresh();
System.out.println("更改后的业务类："+
context.getBeanDefinition("interService").getBeanClassName());
}
}
打印结果：
修改的名字:tyrant.InterService
更改后的业务类：tyrant.User
既然我们已经偷梁换柱把InterService替换掉了，那么spring在后续实例化过程中就不会实例化InterService。
看下面代码：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new
AnnotationConfigApplicationContext();
//注册配置类
context.register(Config.class);
context.refresh();
//更改后的业务类：tyrant.User
System.out.println("更改后的业务类："+
context.getBeanDefinition("interService").
getBeanClassName());
//尝试获取名为interService的BeanDefinition会报错
//因为在MyBeanFactoryPostProcessor中执行了以下代码
//beanDefinition.setBeanClass(User.class);
context.getBean(InterService.class);
}
}
打印结果报错，因为spring当中不存在名为interService的BeanDefinition。
总结
本篇文章主要讲述了BeanDefinition的作用以及加载的流程,引出了IOC容器,以及IOC容器的作用。最后引出后置处理器,通过后置处理器我们可以对BeanDefinition进行进一步的改造。
转载自:https://juejin.cn/post/7234887157000175674