spring源码深度解析---容器的功能扩展（上）

spring源码深度解析—容器的功能扩展（上）

在之前的博文中我们一直以BeanFactory接口以及它的默认实现类XmlBeanFactory为例进行分析，但是Spring中还提供了另一个接口ApplicationContext，用于扩展BeanFactory中现有的功能。
ApplicationContext和BeanFactory两者都是用于加载Bean的，但是相比之下，ApplicationContext提供了更多的扩展功能，简而言之：ApplicationContext包含BeanFactory的所有功能。通常建议比优先使用ApplicationContext，除非在一些限制的场合，比如字节长度对内存有很大的影响时（Applet），绝大多数“典型的”企业应用系统，ApplicationContext就是需要使用的。
那么究竟ApplicationContext比BeanFactory多了哪些功能？首先我们来看看使用两个不同的类去加载配置文件在写法上的不同如下代码：

使用BeanFactory方式加载XML.
BeanFactory bf = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("beanFactoryTest.xml"));

使用ApplicationContext方式加载XML.
ApplicationContext bf = new ClassPathXmlApplicationContext("beanFactoryTest.xml");

接下来我们就以ClassPathXmlApplicationContext作为切入点，开始对整体功能进行分析。首先看下其构造函数：

public ClassPathXmlApplicationContext() {
}

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

public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
    this(new String[] {configLocation}, true, null);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
    this(configLocations, true, null);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, @Nullable ApplicationContext parent)
        throws BeansException {

    this(configLocations, true, parent);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh) throws BeansException {
    this(configLocations, refresh, null);
}

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
        throws BeansException {
    super(parent);
    setConfigLocations(configLocations);
    if (refresh) {
        refresh();
    }
}

设置路径是必不可少的步骤，ClassPathXmlApplicationContext中可以将配置文件路径以数组的方式传入，ClassPathXmlApplicationContext可以对数组进行解析并进行加载。而对于解析及功能实现都在refresh()中实现。下图是ClassPathXmlApplicationContext类层次图：

1. 设置配置路径

在ClassPathXmlApplicationContext中支持多个配置文件以数组方式同时传入，以下是设置配置路径方法代码：

public void setConfigLocations(@Nullable String... locations) {
    if (locations != null) {
        Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
        this.configLocations = new String[locations.length];
        for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
            this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
        }
    }
    else {
        this.configLocations = null;
    }
}

其中如果给定的路径中包含特殊符号，如${var}，那么会在方法resolvePath中解析系统变量并替换

2. 扩展功能

设置了路径之后，便可以根据路径做配置文件的解析以及各种功能的实现了。可以说refresh函数中包含了几乎ApplicationContext中提供的全部功能，而且此函数中逻辑非常清晰明了，使我们很容易分析对应的层次及逻辑，我们看下方法代码：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // Prepare this context for refreshing.
        //准备刷新的上下文 环境  
        /* 
         * 初始化前的准备工作，例如对系统属性或者环境变量进行准备及验证。 
         * 在某种情况下项目的使用需要读取某些系统变量，而这个变量的设置很可能会影响着系统 
         * 的正确性，那么ClassPathXmlApplicationContext为我们提供的这个准备函数就显得非常必要， 
         * 它可以在Spring启动的时候提前对必须的变量进行存在性验证。 
         */ 
        prepareRefresh();
        // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
        //初始化BeanFactory，并进行XML文件读取  
        /* 
         * ClassPathXMLApplicationContext包含着BeanFactory所提供的一切特征，在这一步骤中将会复用 
         * BeanFactory中的配置文件读取解析及其他功能，这一步之后，ClassPathXmlApplicationContext 
         * 实际上就已经包含了BeanFactory所提供的功能，也就是可以进行Bean的提取等基础操作了。 
         */  
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        // Prepare the bean factory for use in this context.
        //对beanFactory进行各种功能填充  
        /* 
         * @Qualifier与@Autowired等注解正是在这一步骤中增加的支持 
         */  
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            //子类覆盖方法做额外处理  
            /* 
             * Spring之所以强大，为世人所推崇，除了它功能上为大家提供了便利外，还有一方面是它的 
             * 完美架构，开放式的架构让使用它的程序员很容易根据业务需要扩展已经存在的功能。这种开放式 
             * 的设计在Spring中随处可见，例如在本例中就提供了一个空的函数实现postProcessBeanFactory来 
             * 方便程序猿在业务上做进一步扩展 
             */ 
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            //激活各种beanFactory处理器  
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // Register bean processors that intercept bean creation.
            //注册拦截Bean创建的Bean处理器，这里只是注册，真正的调用实在getBean时候 
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // Initialize message source for this context.
            //为上下文初始化Message源，即不同语言的消息体，国际化处理  
            initMessageSource();
            // Initialize event multicaster for this context.
            //初始化应用消息广播器，并放入“applicationEventMulticaster”bean中  
            initApplicationEventMulticaster();
            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            //留给子类来初始化其它的Bean  
            onRefresh();
            // Check for listener beans and register them.
            //在所有注册的bean中查找Listener bean，注册到消息广播器中  
            registerListeners();
            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
            //初始化剩下的单实例（非惰性的）  
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            // Last step: publish corresponding event.
            //完成刷新过程，通知生命周期处理器lifecycleProcessor刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent通知别人  
            finishRefresh();
        }
        catch (BeansException ex) {
            if (logger.isWarnEnabled()) {
                logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                        "cancelling refresh attempt: " + ex);
            }
            // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
            destroyBeans();
            // Reset 'active' flag.
            cancelRefresh(ex);
            // Propagate exception to caller.
            throw ex;
        }
        finally {
            // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
            // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
            resetCommonCaches();
        }
    }
}

我们简单的分析下代码的步骤：
（1）初始化前的准备工作，例如对系统属性或者环境变量进行准备及验证。
在某种情况下项目的使用需要读取某些系统变量，而这个变量的设置很可能会影响着系统的正确性，那么ClassPathXmlApplicationContext为我们提供的这个准备函数就显得非常必要，他可以在spring启动的时候提前对必须的环境变量进行存在性验证。
（2）初始化BeanFactory，并进行XML文件读取。
之前提到ClassPathXmlApplicationContext包含着对BeanFactory所提供的一切特征，那么这一步中将会复用BeanFactory中的配置文件读取解析其他功能，这一步之后ClassPathXmlApplicationContext实际上就已经包含了BeanFactory所提供的功能，也就是可以进行Bean的提取等基本操作了。
（3）对BeanFactory进行各种功能填充
@Qualifier和@Autowired应该是大家非常熟悉的注解了，那么这两个注解正是在这一步骤中增加支持的。
（4）子类覆盖方法做额外处理。
spring之所以强大，为世人所推崇，除了它功能上为大家提供了遍历外，还有一方面是它完美的架构，开放式的架构让使用它的程序员很容易根据业务需要扩展已经存在的功能。这种开放式的设计在spring中随处可见，例如本利中就提供了一个空的函数实现postProcessBeanFactory来方便程序员在业务上做进一步的扩展。
（5）激活各种BeanFactory处理器
（6）注册拦截bean创建的bean处理器，这里只是注册，真正的调用是在getBean时候
（7）为上下文初始化Message源，及对不同语言的小西天进行国际化处理
（8）初始化应用消息广播器，并放入“applicationEventMulticaster”bean中
（9）留给子类来初始化其他的bean
（10）在所有注册的bean中查找listener bean，注册到消息广播器中
（11）初始化剩下的单实例（非惰性的）
（12）完成刷新过程，通知生命周期处理器lifecycleProcessor刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent通知别人。
接下来我们就详细的讲解每一个过程

3. 环境准备

prepareRefresh函数主要是做些准备工作，例如对系统属性及环境变量的初始化及验证，其方法体如下；

protected void prepareRefresh() {
    this.startupDate = System.currentTimeMillis();
    this.closed.set(false);
    this.active.set(true);
    if (logger.isInfoEnabled()) {
        logger.info("Refreshing " + this);
    }
    // Initialize any placeholder property sources in the context environment
    initPropertySources();
    // Validate that all properties marked as required are resolvable
    // see ConfigurablePropertyResolver#setRequiredProperties
    getEnvironment().validateRequiredProperties();
    // Allow for the collection of early ApplicationEvents,
    // to be pu