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  • Spring源码分析
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    2019-01-19 01:01:11

    一、概述

    • 对于大多数第一次看spring源码的人来说,都会感觉不知从哪开始看起,因为spring项目源码由多个子项目组成,如spring-beans,spring-context,spring-core,spring-aop,spring-web,spring-webmvc等,整个项目结构如图:
      在这里插入图片描述
    • 可能有人会觉得,既然spring是一个IOC容器或者说是一个bean的容器,那么应该从spring-beans看起,先了解spring是如何从xml文件配置获取需要创建的bean的信息,但是这里有个问题就是虽然知道怎么遍历初始化,但是不知道哪里用到或者说哪里让这些初始化开始,而且像BeanFactory,FactoryBean,Environment,PropertySource等接口还是比较抽象的,比较难看懂,所以很容易让人感觉枯燥,然后就放弃了。
    • 我们可以换个思路,从能接触到的角度开始,即我们通常会使用spring-mvc来进行web开发,如@Controller,@RequestMapping都是再熟悉不过的了。如果搭过spring-mvc项目都知道,通常需要在web.xml文件中,配置一个ContextLoaderListener,contextConfigLocation,DispatcherServlet,可能很多人都是从网上copy了一份配置过来或者知道contextConfigLocation是指定spring配置文件的位置,DispatcherServlet是接收所有请求的前端控制器,需要指定拦截路由:“/”,从而拦截所有URL中带“/”的请求,但是在spring源码中是怎么使用这些组件的呢?以及怎么配置了一个@Controller,@RequestMapping中指定了一个url,就可以访问了呢?还有就是通常我们的web项目都会部署在web容器,如tomcat当中,那么tomcat和spring有啥关系呢?所以我们可以带着这些问题去查看spring源码找到答案。
    • 所以我推荐是从spring-mvc开始看spring源码,因为这个是我们使用得比较多,比较容易理解的一个模块,然后一层一层往上剥,找到与spring-context,spring-beans,spring-aop等的关系。如果真的对JavaWeb开发,Java EE很感兴趣,或者更容易读懂spring的源码,可以先看servlet规范和Tomcat的设计与Tomcat的请求处理工作流。我目前也在结合这两个方面看,也可以看下我的Tomcat源码分析系列。

    二、Servlet规范

    • 在servlet的规范当中,servlet容器或者叫web容器,如tomcat,中运行的每个应用都由一个ServletContext表示,在web容器中可以包含多个ServletContext,即可以有多个web应用在web容器中运行。如在tomcat的webapp目录下,每个war包都对应一个web应用,tomcat启动时会解压war包,并启动相关的应用。
    • 在web容器启动的时候,会初始化web应用,即创建ServletContext对象,加载解析web.xml文件,获取该应用的Filters,Listener,Servlet等组件的配置并创建对象实例,作为ServletContext的属性,保存在ServletContext当中。之后web容器接收到客户端请求时,则会根据请求信息,匹配到处理这个请求的Servlet,同时在交给servlet处理之前,会先使用应用配置的Filters对这个请求先进行过滤,最后才交给servlet处理。
    • 了解web容器启动,之后接受客户端请求这些知识有啥用处呢?这里我们需要回过头来看我们的spring项目。我们在日常开发中,直接接触的是spring相关的组件,然后打成war包,放到web容器中,如拷贝到tomcat的webapp目录,并不会直接和web容器打交道。经过以上的分析,其实一个spring项目就是对应web容器里的一个ServletContext,所以在ServletContext对象的创建和初始化的时候,就需要一种机制来触发spring相关组件的创建和初始化,如包含@Controller和@RequestMapping注解的类和方法,这样才能处理请求。

    三、Listener监听器机制:ContextLoaderListener

    • servlet规范当中,使用了Listener监听器机制来进行web容器相关组件的生命周期管理以及Event事件监听器来实现组件之间的交互。
    • 其中一个重要的生命周期监听器是ServletContextListener。web容器在创建和初始化ServletContext的时候,会产生一个ServletContextEvent事件,其中ServletContextEvent包含该ServletContext的引用。然后交给在web.xml中配置的,注册到这个ServletContext的监听器ServletContextListener。ServletContextListener在其contextInitialized方法中定义处理逻辑,接口定义如下:
      /**
       * Implementations of this interface receive notifications about changes to the
       * servlet context of the web application they are part of. To receive
       * notification events, the implementation class must be configured in the
       * deployment descriptor for the web application.
       *
       * @see ServletContextEvent
       * @since v 2.3
       */
      public interface ServletContextListener extends EventListener {
      
          /**
           ** Notification that the web application initialization process is starting.
           * All ServletContextListeners are notified of context initialization before
           * any filter or servlet in the web application is initialized.
           * @param sce Information about the ServletContext that was initialized
           */
          public void contextInitialized(ServletContextEvent sce);
      
          /**
           ** Notification that the servlet context is about to be shut down. All
           * servlets and filters have been destroy()ed before any
           * ServletContextListeners are notified of context destruction.
           * @param sce Information about the ServletContext that was destroyed
           */
          public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce);
      }
      
      从contextInitialized的注释可知:通知所有的ServletContextListeners,当前的web应用正在启动,而且这些ServletContextListeners是在Filters和Servlets创建之前接收到通知的。所以在这个时候,web应用还不能接收请求,故可以在这里完成底层处理请求的组件的加载,这样等之后接收请求的Filters和Servlets创建时,则可以使用这些创建好的组件了。spring相关的bean就是这里所说的底层处理请求的组件,如数据库连接池,数据库事务管理器等。
    • ContextLoaderListener:spring-web包的ContextLoaderListener就是一个ServletContextListener的实现类。ContextLoaderListener主要用来获取spring项目的整体配置信息,并创建对应的WebApplicationContext来保存bean的信息,以及创建这些bean的对象实例。默认去WEB-INF下加载applicationContext.xml配置,如果applicationContext.xml放在其他位置,或者使用其他不同的名称,或者使用多个xml文件,则与指定contextConfigLocation。具体spring源码的实现过程后续文章详细分析。
      <listener>
          <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
      </listener>
      <!-- 修改配置文件路径 -->
      <context-param>
          <param-name>contextConfigLocation</param-name>
          <param-value>classpath:spring/applicationContext.xml</param-value>
      </context-param>
      

    四、DispatcherServlet:前端控制器

    • 在web容器中,web.xml中的加载顺序:context-param -> listener -> filter -> servlet。其中ContextLoaderListener是属于listener阶段。我们通常需要在项目的web.xml中配置一个DispatcherServlet,并配置拦截包含“/”路径的请求,即拦截所有请求。这样在web容器启动应用时,在servlet阶段会创建这个servlet,由Servlet规范中servlet的生命周期方法可知:
      public interface Servlet {
          void init(ServletConfig var1) throws ServletException;
      
          ServletConfig getServletConfig();
      
          void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;
      
          String getServletInfo();
      
          void destroy();
      }
      
      web容器在创建这个servlet的时候,会调用其init方法,故可以在DispatcherServlet的init方法中定义初始化逻辑,核心实现了创建DispatcherServlet自身的一个WebApplicationContext,注意在spring中每个servlet可以包含一个独立的WebApplicationContext来维护自身的组件,而上面通过ContextLoaderListener创建的WebApplicationContext为共有的,通常也是最顶层,即root WebApplicationContext,servlet的WebApplicationContext可以通过setParent方法设值到自身的一个属性。DispatcherServlet默认是加载WEB-INF下面的“servletName”-servlet.xml,来获取配置信息的,也可以与ContextLoaderListener一样通过contextLoaderConfig来指定位置。DispatcherServlet具体的源码设计在之后文章详细分析。

    五、总结

    • 从上面的分析,可知spring相关配置解析和组件创建其实是在web容器中,启动一个web应用的时候,即在其ServletContext组件创建的时候,首先解析web.xml获取该应用配置的listeners列表和servlet列表,然后保存在自身的一个属性中,然后通过分发生命周期事件ServletContextEvent给这些listeners,从而在listeners感知到应用在启动了,然后自定义自身的处理逻辑,如spring的ContextLoaderListener就是解析spring的配置文件并创建相关的bean,这样其实也是实现了一种代码的解耦;其次是创建配置的servlet列表,调用servlet的init方法,这样servlet可以自定义初始化逻辑,DispatcherServlet就是其中一个servlet。
    • 所以在ContextLoaderListener和DispatcherServlet的创建时,都会进行WebApplicationContext的创建,这里其实就是IOC容器的创建了,即会交给spring-context,spring-beans包相关的类进行处理了,故可以从这里作为一个入口,一层一层地剥spring的源码了。
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