Spring源码深度解析（一）Spring整体架构和容器基本实现

Spring整体架构

Spring框架是一个分层架构，包含一系列的功能要素，包括大约20个模块，被总结为以下几个部分：

（1）Core Container:包括Core、Beans、Context、Expression language

  　   Core:主要包含Spring框架基本的核心工具类。

 　　Beans：包含访问配置文件、创建和管理bean以及进行IOC/DI操作相关的所有类

 　   Context：提供一种类似于JNDI注册器的框架式的对象访问方法。ApplicationContext是Context模块核心。

　　Expression Language：提供一个强大的表达式语言用于在运行时查询和操纵对象。

（2）Data Access/Integration：包括JDBC、ORM、OXM、JMS、Transaction

　　JDBC：提供一个JDBC抽象层,这个模块包含了Spring对JDBC数据访问进行封装的所有类

　　ORM：为流行的对象关系映射框架提供了一个交互层，利用ORM封装包，可以混合使用所有Spring提供的特性进行O/R映射。

　　Spring框架插入了若干个ORM框架，从而提供了ORM的对象关系工具，其中包括hibernate、JDO、iBatisSQL Map，所有这些都遵从Spring的通用事务和DAO异常层次结构。

　　OXM：提供了一个对Obejct/XML映射实现的抽象层

　　JMS（Java Messaging Service）：主要包含了一些制造和消费消息的特性

　　Transaction：支持编程和声明性的事务管理，这些事务类必须实现特定的接口，并且对所有的POJO都适用

（3）Web

　　Web：提供了基础的面向web的集成特性

　　Web-Servlet：该模块包含Spring的MVC实现

　　Web-Structs：该模块提供了对Structs的支持

　　Web-Porlet：提供了用于Porlet环境和Web-Servlet模块的MVC实现

（4）AOP：AOP模块提供了一个符合AOP联盟标准的面向切面编程的实现，它让你可以定义例如方法拦截器的切点，从而将逻辑代码分开，降低他们之间的耦合性，利用source-level的元数据功能，还可以将各种行为信息合并到你的代码中。通过配置管理特性，SpringAOP模块直接将面向切面的编程功能集成到了Spring的框架中，所以很容易使使Spring框架管理的任何对象支持AOP。

（5）Test：支持JUnit和TestNG对Spring组件的测试

容器的基本实现

Spring的结构组成：

介绍以下两个核心类：

1、DefaultListableBeanFactory

　　此类是XmlBeanFactory的父类，该类是整个bean加载的核心部分，是Spring注册及加载bean的默认实现。XmlBeanFactory对DefaultListableBeanFactory类进行了拓展，主要用于从XML文档中读取BeanDefinition，对于注册及获取Bean都是使用从父类DefaultListableBeanFactory继承的方法去实现，唯独与父类不同的个性化实现是增加了XmlBeanDefinitionReader类型的reader属性，在XmlBeanFactory中主要使用reader属性对资源文件进行读取和注册。

　　//todo   DefaultListableBeanFactory继承脉络

2、XmlBeanDefinitionReader

　　XML配置文件的读取是Spring重要的功能，由于Spring的大部分功能都是以配置作为切入点，可以从XmlBeanDefinitionReader梳理一下资源文件读取、解析及注册的大致脉络。可以梳理出整个XML配置文件读取的大致流程如下：

　　（1）通过继承自AbstactBeanDefinitionReader中的方法，使用ResourceLoader将资源文件路径转换为对应的Resource文件。

　　（2）通过Document对Resource文件进行转换，将Resource文件转换为Document文件。

　　（3）通过实现接口BeanDefinitionDocumentReader的DefaultBeanDefinitionDocumentReader类对Document进行解析，并使用BeanDefinitionParserDelegate对Element进行解析。

容器基础XmlBeanFactory

public class BeanFactoryTest {
     @Test
     public void testSimpleLoad(){
          BeanFactory bf  = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("beanFactoryTest.xml"));
          MyTestBean bean = (MyTestBean) bf.getBean("myTestBean");
          assertEquals("testStr",bean.getTestStr());
     }
}

　　先来看上面这一组代码，该代码是Spring的入门测试代码，分析一下代码的执行逻辑，首先调用了ClassPathResource的构造函数来构造Resource资源文件的示例对象，这样后续的资源处理就可以用Resoure提供的各种服务来进行操作，当我们有Resource后，就可以对XmlBeanFactory进行初始化了。

　　现在我们讨论一下Resource资源是如何进行封装的，要弄清楚Resource资源封装我们必须了解ClassPathResource完成了什么事情。在Java中，将不同来源的资源抽象成URL，通过注册不同的handler（URLStreamHandler）来处理不同来源的资源的读取逻辑，一般handler的类型使用不同前缀来识别，如file:、http:、jar:等。然而URL没有默认定义相对ClassPath或ServletContext等资源的handler，所以Spring对其内部使用到的资源实现了自己的抽象结构，Resource接口来封装底层资源：代码如下：

public interface InputStreamSource{
    InputSteam getInputStream() throws IOException;
}

public interface Resource extends InputStreamSource {
     boolean exists();
     boolean isReadable();
     boolean isOpen();
     URL getURL() throws IOException;
     URI getURI() throws IOException;
     File getFile() throws IOException;
     long lastModified() throws IOException;
     Resource createRelative(String relativePath) throws IOException;
     String getFilename();
     String getDescription();
}

　　InputStreamSource封装任何能返回InputStream的类，比如File,ClassPath下的资源和Byte Array等，它只有一个方法定义：getInputStream()，该方法返回一个新的InputStream对象。

　　Resource接口抽象了所有Spring内部使用到的资源，它定义了3个判断当前资源状态的方法：存在性、可读性、是否处于打开状态。另外Resource接口还提供了不同资源到URL、URI、File类型的转换。

　　日常开发过程中，对于资源文件的加载就可以使用如下方法：

Resource resource  = new ClassPathResource("beanFactoryTest.xml");
InputStream inputStream = resource.getInputStream();

　　ClassPathResource中对getInputStream是通过class或者classLoader提供的底层方法调用实现的，对于FileSystemResource的实现则更加简单，直接使用FileInputStream对文件进行实例化。

　　当通过Resource相关类完成对配置文件进行封装后，配置文件的读取工作就全权交给XmlBeanDefinitionReader来处理了。

　　了解了Spring中将配置文件封装为Resource类型的实例方法后，接下来就可以继续分析XmlBeanFactory的初始化过程了，在上面的代码中，初始化是使用Resource示例作为构造函数的参数方法：代码如下：

public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException{
        //调用XmlBeanFactory(Resource resource)的构造方法
        this(resource,null);
}

　　构造函数内部再次调用内部构造函数

//parentBeanFactory为父类BeanFactory用于factory合并，可以为空
public XmlBeanFactory(Resource resource,BeanFactory parentBeanFactory) throws BeanException{
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
}

　　上面代码中loadBeanDefinitions(resource)才是资源加载的真正实现，XmlBeanDefinitionReader加载数据就是在这里完成的。

　　然后在这个方法之前有一个调用父类的构造函数初始化过程super(parentBeanFactory)。