1.1、Spring核心组件之MetadataReader-优快云博客

在Spring框架中，类路径扫描和BeanDefinition解析是一个核心流程。为了高效地管理资源，Spring不会将扫描路径下的所有类直接加载到JVM内存中，而是采用了基于字节码分析的技术来实现这一过程。具体来说，Spring利用ASM（字节码 manipulator）技术，直接解析Class文件的字节码，提取所需的元数据信息。
这种设计理念有两个关键优势：

避免了不必要的类加载操作，减少了内存占用；
能够以更高效的方式获取注解信息和接口实现，而无需将完整的类加载到JVM中。

通过这种方式，Spring能够在类加载阶段就筛选出需要注册为Bean的类，从而优化了资源使用效率，既保证了功能的灵活性，又实现了对系统资源的有效管理。

MetaDataReader

MetadataReader是一个接口，它主要定义了三个方法

getResource()
getClassMetadata()
getAnnotationMetadata()

Spring在扫描解析类时，会通过ASM解析并生成MetadataReader的实现类SimpleMetadataReader，而AnnotationMetadata是继承自ClassMetadata的接口，因此通过SimpleMetadataReader 的getClassMetadata()和getAnnotationMetadata()返回的其实都是AnnotationMetadata对象

final class SimpleMetadataReader implements MetadataReader {

	private static final int PARSING_OPTIONS =
			(ClassReader.SKIP_DEBUG | ClassReader.SKIP_CODE | ClassReader.SKIP_FRAMES);

	private final Resource resource;

	private final AnnotationMetadata annotationMetadata;


	SimpleMetadataReader(Resource resource, @Nullable ClassLoader classLoader) throws IOException {
		SimpleAnnotationMetadataReadingVisitor visitor = new SimpleAnnotationMetadataReadingVisitor(classLoader);
		// 这里通过classReader读取resource对应的文件，然后将信息存入visitor中
		getClassReader(resource).accept(visitor, PARSING_OPTIONS);
		this.resource = resource;
		this.annotationMetadata = visitor.getMetadata();
	}

	private static ClassReader getClassReader(Resource resource) throws IOException {
		try (InputStream is = resource.getInputStream()) {
			try {
				return new ClassReader(is);
			}
			catch (IllegalArgumentException ex) {
				throw new ClassFormatException("ASM ClassReader failed to parse class file - " +
						"probably due to a new Java class file version that is not supported yet. " +
						"Consider compiling with a lower '-target' or upgrade your framework version. " +
						"Affected class: " + resource, ex);
			}
		}
	}


	@Override
	public Resource getResource() {
		return this.resource;
	}

	@Override
	public ClassMetadata getClassMetadata() {
		return this.annotationMetadata;
	}

	@Override
	public AnnotationMetadata getAnnotationMetadata() {
		return this.annotationMetadata;
	}

}

ClassMetadata

ClassMetadata主要存储类相关的信息，包括类名，父类名，实现了那些接口的接口名等。具体例子如下

public static void main(String[] args) throws IOException {
        SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.ww.Order");
    
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
        // 类名
        String className = classMetadata.getClassName();
        // 实现了那些接口
        String[] interfaceNames = classMetadata.getInterfaceNames();
    
        System.out.println(className);
        System.out.println(interfaceNames[0]);

		// 用SimpleMetadataReaderFactory的类加载器，验证JVM没有加载Order类
		// 使用ClassLoader的findLoadedClass方法，如果jvm加载过类了，该方法将返回类的class对象，没加载过则返回null
		ClassLoader classLoader = SimpleMetadataReaderFactory.class.getClassLoader();
		Method findLoadedClass = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("findLoadedClass", String.class);
		findLoadedClass.setAccessible(true);
		System.out.println(findLoadedClass.invoke(classLoader, className) != null);
}

@Service
public class Order implements PriorityOrdered {

	@Value("李四")
	private User user;

	public User getUser() {
		return user;
	}

	public void setUser(User user) {
		this.user = user;
	}

	public void print() {
		System.out.println(user.getName());
	}

	@Override
	public int getOrder() {
		return 10;
	}

	@Component
	@Scope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE)
	public class Good{
		private String goodName;

		public String getGoodName() {
			return goodName;
		}

		public void setGoodName(String goodName) {
			this.goodName = goodName;
		}
	}
}

可以看到分别获取到了类名和实现的接口名，同时findLoadedClass方法返回的是null，表示没有加载Order类

AnnotationMetadata

AnnotationMetadata接口，主要保存的是类上注解的相关信息，同时，因为它继承自ClassLoader，因此也有ClassLoader对应的方法。

这里Order类还是上面的类，注意一下Order类上的注解是@Service

	public static void main(String[] args) throws IOException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
		SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
		MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.ww.Order");

//		ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
//		// 类名
//		String className = classMetadata.getClassName();
//		// 实现了那些接口
//		String[] interfaceNames = classMetadata.getInterfaceNames();
//
//		System.out.println(className);
//		System.out.println(interfaceNames[0]);
//		// 验证JVM没有加载Order类
//		// 使用ClassLoader的findLoadedClass方法，如果jvm加载过类了，该方法将返回类的class对象，没加载过则返回null
//		ClassLoader classLoader = SimpleMetadataReaderFactory.class.getClassLoader();
//		Method findLoadedClass = ClassLoader.class.getDeclaredMethod("findLoadedClass", String.class);
//		findLoadedClass.setAccessible(true);
//		System.out.println(findLoadedClass.invoke(classLoader, className) != null);
//
//		System.out.println("===========");

		AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
		System.out.println(annotationMetadata.getClassName());
		System.out.println(annotationMetadata.hasMetaAnnotation(Component.class.getName()));
		System.out.println(annotationMetadata.hasAnnotation(Component.class.getName()));


	}

这里同样能获取类的名字以及是否存在某个注解

hasMetaAnnotation(String metaAnnotationName)方法

hasMetaAnnotation(String metaAnnotationName)方法，主要检查类上注解的元信息中是否存在给定的metaAnnotationName名字的注解。比如现在Order类上的@Service注解中，就包括了@Component注解。因此这个方法这里返回的true