【Spring源码分析】解析配置类-ConfigurationClassPostProcessor源码分析

本文详细分析了Spring源码中ConfigurationClassPostProcessor的工作原理,涉及processConfigBeanDefinitions和postProcessBeanFactory方法,重点讲解了如何识别配置类、注解的作用以及配置类的解析过程。

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在上篇阐述Spring的启动流程的时候解释了有个扫描BeanDefinition的逻辑,就是去执行 Spring 存在的 BeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry和postProcessBeanFactory,而在执行这段之前,Spring就在 beanFactoryPostProcessor 集合中就放了一个 ConfigurationClassPostProcessor 实例,所以这里我们又可以说是去分析 ConfigurationClassPostProcessor 中的源码;

可能有人会觉得只有加了 @Configuration 的才是配置类,其实不是,在Spring中只要有以下注解修饰了的类就算是配置类:@Configuration、@Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource,其实可以扫描出来的类都是算是配置类的,因为都被@Component修饰了才算SpringBean嘛,这是扫描的时候符合includeFilter嘛,这里只是提一下,下面就是源码看为什么是了。因为我怕后面你们看不下去。

一、processConfigBeanDefinitions 源码分析

我不全部直接把源码写出来哈,我就一段一段解析,你们可以定位到源码然后配置这博客看。

1. 选出配置类(这是未经过扫描的,也就是开始registry的)

对应那段代码:

		List<BeanDefinitionHolder> configCandidates = new ArrayList<>();
		String[] candidateNames = registry.getBeanDefinitionNames();

		for (String beanName : candidateNames) {
			BeanDefinition beanDef = registry.getBeanDefinition(beanName);
			if (beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE) != null) {
				if (logger.isDebugEnabled()) {
					logger.debug("Bean definition has already been processed as a configuration class: " + beanDef);
				}
			}
			// 什么是配置类?
			else if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(beanDef, this.metadataReaderFactory)) {
				configCandidates.add(new BeanDefinitionHolder(beanDef, beanName));
			}
		}

		// Return immediately if no @Configuration classes were found
		if (configCandidates.isEmpty()) {
			return;
		}

就是选出除次组候选配置类,一般情况下就一个,SpringBoot中就对应着我们写的那个@SpringApplication对应的那个类的BeanDefinition。

检查配置方法逻辑-checkConfigurationClassCandidate

接下来看看 checkConfigurationClassCandidate 方法的逻辑,就是检查是否是配置类的这个方法,后面会有基础都有这个方法,所以这里需要多留意一下:

  1. 排除@Bean形成的BeanDefinition:
    在这里插入图片描述
  2. 如果被 @Configuration 注解修饰了的话就是候选配置类:
    在这里插入图片描述
  3. 如果被 @Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource 注解修饰,或者内部含有@Bean注解,也被当做是配置类(@SpringBootApplication注解内部就是通过@ComponentScan修饰的):
    在这里插入图片描述

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

2. 解析配置类的具体逻辑

在这里插入图片描述这里只提供核心源码解析哈,因为有些与咱看代码无关紧要的代码太多了。

  1. 首先是去条件匹配@Conditional注解(这里是判断是否需要解析配置类进行的@Conditional,和之前扫描器那里的@Conditional不能混为一谈):
    在这里插入图片描述

  2. 从当前类遍历父类调用 doProcessConfigurationClass 方法去解析对应配置(核心代码):
    在这里插入图片描述

  3. 如果被 @Component 注解修饰,会去解析对应内部类是否是配置类,是的话进行解析
    在这里插入图片描述测试:
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

  4. 解析 @PropertySource 注解,将配置文件中的k-v放入到环境Environment中:
    在这里插入图片描述这个就不测试了,大伙应该都用过。

  5. 解析 @ComponentScan 注解,然后用 scanner 扫描器进行扫描得到候选的BeanDefinition,然后将这些BeanDefinition都遍历一遍当配置类解析去,这就是关键
    在这里插入图片描述

  6. 解析 @Import 注解,将注解里写的类当做配置类解析了(还有其他俩种,但是不想阐述, 几乎不用):
    测试:
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

  7. 解析 @ImportResource ,就是将xml导入,用的不多不想给分析源码。

  8. 将 @Bean 注解修饰的方法封装成BeanMethod的对象,后续会封装成 BeanDefinition 通过 reader 进行注册,在推断构造的时候就会通过这个进行构造
    在这里插入图片描述
    下面这行逻辑就是把对应解析出来的 BeanMethod 对象集解析成 BeanDefinition 然后注册到 reader 中。

在这里插入图片描述

二、postProcessBeanFactory 源码分析

@Configuration 注解的作用

就结合实际场景,就比如我们使用@Bean注解修饰的方法的时候,有时会调用另一个@Bean修饰的方法返回的对象,此时是需要返回的是容器内管理的,是单例的,而不是说的Java里的普通的方法返回地址的。

而使用 @Configuration 注解就才可以实现这种效果,让它修饰的类会生成一个代理对象…

在这里插入图片描述
里面就不源码分析了,感觉没必要。

测试:

没加@Configuration注解哈:

在这里插入图片描述
可用看见三个不重样,但是按道理应该是单例同一个的。在这里插入图片描述加上 @Configuration 注解试试:

在这里插入图片描述

三、总结

  1. 通过 ConfigurationClassPostProcessor 把配置类取出来进行解析;
  2. 配置类只要是被 @Configuration、@Component、@ComponentScan、@Import、@ImportResource 修饰的就算是配置类;
  3. 如果配置类上存在 @Component 注解,那就会解析内部类上的配置;
  4. 如果配置类上存在 @PropertySource 注解,那就会把里面修饰的配置里的k-v放入到Environment中;
  5. 如果配置类上存在 @ComponentScan 注解,那就会解析该注解,进行扫描,把扫描得到的BeanDefinition再去遍历去尝试解析配置;
  6. 如果配置类上存在 @Import 注解,则会把@Import注解里的类当作配置类解析;
  7. 如果配置类上存在 @ImportResource 注解,那么就会把xml资源存进去;
  8. 让 @Bean 修饰的方法封装为 BeanMethod 对象,并添加到类对象中的 beanMethods 属性中,后面封装成 BeanDefinition,后续推断构造的时候就会使用这个方法进行得到对应实体。

在这里插入图片描述

<think>首先,用户的问题是关于Spring框架底层源码分析的。他们想理解Spring框架的底层实现原理。我需要根据提供的引用内容来构建一个结构清晰的回答。 回顾系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式,但在这个上下文中,可能不需要数学表达式,因为主题是Spring源码。 - 独立公式必须使用$$...$$格式,但同样,可能不适用。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 - 用户可见层:回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证回答真实可靠。 用户提供的引用: - 引用[1]:关于Spring源码整体概述的博客链接。 - 引用[2]:Spring框架底层原理脉络梳理,解释了AnnotationConfigApplicationContext的构造方法如何工作。 - 引用[3]:Spring底层源码分析,涉及@EnableTransactionManagement和@Transactional注解。 - 引用[4]:Spring底层源码解析,展示了一个循环依赖的例子(A和B相互注入)。 这些引用是参考,我应该尽可能多地参考它们来回答问题。用户的问题是“我想理解Spring框架的底层实现原理 请问Spring框架底层源码分析”,所以我需要聚焦在Spring的底层源码实现上。 结构化我的回答: 1. **引言**:简要介绍Spring框架的核心概念,如IoC(Inversion of Control)和AOP(Aspect-Oriented Programming)。 2. **核心组件分析**:逐步解释Spring的启动过程、Bean的创建和管理。 3. **关键源码分析**:使用引用中的内容,如refresh方法、BeanDefinitionMap等。 4. **示例代码**:如果合适,展示一些代码片段来辅助解释。 5. **总结**:概括原理。 6. **生成相关问题**:在最后,添加相关问题。 确保回答清晰、逐步解决问题: - 步骤1:解释Spring的整体架构。 - 步骤2:深入refresh方法(引用[1]和[2])。 - 步骤3:讨论事务管理(引用[3])。 - 步骤4:处理循环依赖(引用[4])。 - 步骤5:总结。 自然地添加引用标识: - 当提到特定内容时,在句子末尾添加[^1]等。 生成相关问题: - 在回答结束时,添加一个“相关问题”部分,列出3-5个相关问题,如指令中的示例。 现在,构建回答大纲: 1. **Spring框架核心原理概述** - 解释IoC和AOP。 - 提到refresh方法是核心入口(引用[1])。 2. **Spring启动过程源码分析** - 描述AnnotationConfigApplicationContext的构造方法(引用[2])。 - 解析配置类、扫描Bean定义。 - BeanDefinitionMap的作用。 3. **Bean生命周期管理** - Bean的创建、初始化、依赖注入。 - 例子:循环依赖处理(引用[4])。 4. **事务管理源码分析** - @EnableTransactionManagement的作用(引用[3])。 - 事务代理的创建。 5. **总结** - 强调Spring的模块化和可扩展性。 6. **相关问题** - 例如:Spring如何处理AOP?Spring的Bean作用域如何实现?等。 使用中文回答。</think>以下是对Spring框架底层源码分析的详细解答。Spring框架的核心是IoC(Inversion of Control,控制反转)和AOP(Aspect-Oriented Programming,面向切面编程),它通过管理Bean的生命周期来实现依赖注入和模块化。我将逐步拆解底层实现原理,结合关键源码进行分析。回答基于可靠的Spring源码(版本5.x)和参考引用内容,确保真实可靠。 ### 步骤1: Spring框架整体架构概述 Spring的底层源码围绕`ApplicationContext`接口展开,它是IoC容器的核心实现。启动时,Spring会加载配置(如XML或注解),解析Bean定义,并管理Bean的创建、依赖注入和销毁。核心入口方法是`refresh()`,它定义在`AbstractApplicationContext`类中,负责初始化整个容器[^1]。例如: - **IoC原理**:Spring通过Bean工厂(如`DefaultListableBeanFactory`)管理对象,而不是由开发者直接创建,从而解耦代码。 - **AOP原理**:基于动态代理(JDK或CGLIB),在方法执行前后插入切面逻辑,如事务管理。 这个过程在引用[1]中描述为Spring源码的整体概述,其中`refresh()`方法启动了IOC的完整流程[^1]。 ### 步骤2: Spring启动过程源码分析 Spring启动从`ApplicationContext`的构造方法开始。以注解方式为例(如`AnnotationConfigApplicationContext`),源码分析如下: 1. **解析配置类**:当创建`AnnotationConfigApplicationContext`时,构造方法调用`register()`和`refresh()`。在`AnnotationConfigApplicationContext`的构造中,它会扫描指定路径下的类(如`@ComponentScan`注解的路径),并解析`@Configuration`类[^2]。例如: ```java // AnnotationConfigApplicationContext构造方法源码片段 public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) { this(); register(componentClasses); refresh(); // 核心刷新方法 } ``` 这一步会将所有带`@Component`、`@Service`等注解的类记录到`BeanDefinitionMap`中(一个存储Bean定义的Map,键为beanName,值为`BeanDefinition`对象)[^2]。 2. **Bean定义注册**:在`refresh()`方法中,`invokeBeanFactoryPostProcessors()`步骤处理Bean工厂后置处理器(如`ConfigurationClassPostProcessor`),它会扫描类路径,将符合条件的类转换为`BeanDefinition`,并存入`BeanDefinitionMap`。引用[2]指出,这个过程涉及遍历扫描路径,生成beanName作为key,类信息作为value[^2]。 3. **Bean实例化**:`refresh()`中的`finishBeanFactoryInitialization()`方法触发Bean的创建。它调用`getBean()`方法,通过反射实例化Bean,并处理依赖注入(如`@Autowired`)。 ### 步骤3: Bean生命周期管理源码分析 Bean的生命周期包括实例化、属性注入、初始化和销毁。源码在`AbstractAutowireCapableBeanFactory`类中实现。 - **依赖注入**:使用`populateBean()`方法注入依赖。例如,如果Bean A依赖Bean B,Spring会递归解析B的实例。对于循环依赖(如A和B相互注入),Spring通过三级缓存解决(`singletonObjects`、`earlySingletonObjects`、`singletonFactories`)。引用[4]展示了一个循环依赖的示例:A和B类相互`@Autowired`,Spring在创建代理对象时避免死循环[^4]。 ```java // 简化版循环依赖处理源码(在DefaultSingletonBeanRegistry类中) protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) { Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) { synchronized (this.singletonObjects) { singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); if (singletonObject == null && allowEarlyReference) { ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName); if (singletonFactory != null) { singletonObject = singletonFactory.getObject(); this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject); this.singletonFactories.remove(beanName); } } } } return singletonObject; } ``` - **初始化**:调用`initializeBean()`方法执行`@PostConstruct`或`InitializingBean`接口。 ### 步骤4: 事务管理源码分析 Spring的事务管理基于AOP实现。当使用`@EnableTransactionManagement`时,Spring在`refresh()`的`registerBeanPostProcessors()`步骤注册`InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator`,它是一个Bean后置处理器,负责创建事务代理。 - **事务代理创建**:在Bean初始化后,`InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator`检查方法是否带`@Transactional`注解。如果是,它生成一个代理对象(使用JDK动态代理或CGLIB),在方法执行前后添加事务逻辑(如开启事务、提交或回滚)。引用[3]说明,如果方法抛出异常,代理会调用`TransactionAspectSupport`回滚事务[^3]。例如: ```java // 简化版事务代理源码(在TransactionInterceptor类中) public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable { TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(); // 开启事务 try { Object result = invocation.proceed(); // 执行原方法 commitTransactionAfterReturning(txInfo); // 提交事务 return result; } catch (Exception ex) { completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex); // 回滚事务 throw ex; } } ``` ### 步骤5: 总结 Spring的底层实现原理核心在于`refresh()`方法驱动的IoC容器生命周期,它整合了Bean定义解析、依赖注入、AOP代理等模块。通过`BeanDefinitionMap`管理元数据,动态代理处理切面,解决了如循环依赖等复杂场景。Spring的源码设计强调可扩展性,开发者可以通过扩展`BeanPostProcessor`或`BeanFactoryPostProcessor`自定义行为。理解这些,有助于优化应用性能和调试问题[^1][^2][^3]。 ### 相关问题 1. Spring如何处理AOP(面向切面编程)的底层实现? 2. Spring的Bean作用域(如Singleton、Prototype)是如何在源码中管理的? 3. Spring MVC的底层请求处理流程是怎样的? 4. Spring Boot如何简化Spring的启动过程?底层源码有何变化? 5. Spring中的循环依赖解决方案有哪些局限性?如何避免?
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