Spring5源码分析（三） IOC容器的依赖注入— 基于XML的依赖注入（二）

素颜马尾好姑娘i 2022-05-23 04:11 194阅读 0赞

### 四、createBeanInstance 方法创建Bean的java 实例对象 ###

在createBeanInstance方法中，根据指定的初始化策略，使用静态工厂、工厂方法或者容器的自动装配特性生成java实例对象，创建对象的源码如下：

//创建Bean的实例对象
    protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
        // Make sure bean class is actually resolved at this point.
        //检查确认Bean是可实例化的
        Class<?> beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
    
        //使用工厂方法对Bean进行实例化
        if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
            throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                    "Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
        }
    
        Supplier<?> instanceSupplier = mbd.getInstanceSupplier();
        if (instanceSupplier != null) {
            return obtainFromSupplier(instanceSupplier, beanName);
        }
    
        if (mbd.getFactoryMethodName() != null)  {
            //调用工厂方法实例化
            return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
        }
    
        // Shortcut when re-creating the same bean...
        //使用容器的自动装配方法进行实例化
        boolean resolved = false;
        boolean autowireNecessary = false;
        if (args == null) {
            synchronized (mbd.constructorArgumentLock) {
                if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null) {
                    resolved = true;
                    autowireNecessary = mbd.constructorArgumentsResolved;
                }
            }
        }
        if (resolved) {
            if (autowireNecessary) {
                //配置了自动装配属性，使用容器的自动装配实例化
                //容器的自动装配是根据参数类型匹配Bean的构造方法
                return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null);
            }
            else {
                //使用默认的无参构造方法实例化
                return instantiateBean(beanName, mbd);
            }
        }
    
        // Need to determine the constructor...
        //使用Bean的构造方法进行实例化
        Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
        if (ctors != null ||
                mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
                mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args))  {
            //使用容器的自动装配特性，调用匹配的构造方法实例化
            return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
        }
    
        // No special handling: simply use no-arg constructor.
        //使用默认的无参构造方法实例化
        return instantiateBean(beanName, mbd);
    }
    
    
    //使用默认的无参构造方法实例化Bean对象
    protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) {
        try {
            Object beanInstance;
            final BeanFactory parent = this;
            //获取系统的安全管理接口，JDK标准的安全管理API
            if (System.getSecurityManager() != null) {
                //这里是一个匿名内置类，根据实例化策略创建实例对象
                beanInstance = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () ->
                        getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent),
                        getAccessControlContext());
            }
            else {
    
                beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
            }
            //将实例化的对象封装起来
            BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance);
            initBeanWrapper(bw);
            return bw;
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new BeanCreationException(
                    mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex);
        }
    }

经过对上面的代码分析，我们可以看出，对使用工厂方法和自动装配特性的Bean的实例化相当比较清楚，调用相应的工厂方法或者参数匹配的构造方法即可完成实例化对象的工作，但是对于我们最常使用的默认无参构造方法就需要使用相应的初始化策略(JDK 的反射机制或者 CGLIB)来进行初始化了，在方  
法 getInstantiationStrategy().instantiate()中就具体实现类使用初始策略实例化对象。

### 四、SimpleInstantiationStrategy类使用默认的无参构造方法创建Bean实例化对象 ###

在使用默认的无参构造方法创建Bean的实例化对象时，方法getInstantiationStrategy().instantiate()调用了 SimpleInstantiationStrategy 类中的实  
例化 Bean 的方法，其源码如下：

//使用初始化策略实例化Bean对象
    @Override
    public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, @Nullable String beanName, BeanFactory owner) {
        // Don't override the class with CGLIB if no overrides.
        //如果Bean定义中没有方法覆盖，则就不需要CGLIB父类类的方法
        if (!bd.hasMethodOverrides()) {
            Constructor<?> constructorToUse;
            synchronized (bd.constructorArgumentLock) {
                //获取对象的构造方法或工厂方法
                constructorToUse = (Constructor<?>) bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod;
                //如果没有构造方法且没有工厂方法
                if (constructorToUse == null) {
                    //使用JDK的反射机制，判断要实例化的Bean是否是接口
                    final Class<?> clazz = bd.getBeanClass();
                    if (clazz.isInterface()) {
                        throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
                    }
                    try {
                        if (System.getSecurityManager() != null) {
                            //这里是一个匿名内置类，使用反射机制获取Bean的构造方法
                            constructorToUse = AccessController.doPrivileged(
                                    (PrivilegedExceptionAction<Constructor<?>>) () -> clazz.getDeclaredConstructor());
                        }
                        else {
                            constructorToUse =  clazz.getDeclaredConstructor();
                        }
                        bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
                    }
                    catch (Throwable ex) {
                        throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
                    }
                }
            }
            //使用BeanUtils实例化，通过反射机制调用”构造方法.newInstance(arg)”来进行实例化
            return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
        }
        else {
            // Must generate CGLIB subclass.
            //使用CGLIB来实例化对象
            return instantiateWithMethodInjection(bd, beanName, owner);
        }
    }

通过上面的代码分析，我们看到了如果 Bean 有方法被覆盖了，则使用 JDK 的反射机制进行实例化，否则，使用CGLIB进行实例化。  
instantiateWithMethodInjection 方法调用SimpleInstantiationStrategy 的子类CglibSubclassingInstantiationStrategy 使用 CGLIB 来进行初始化，其源码如下：

//使用CGLIB进行Bean对象实例化
    public Object instantiate(@Nullable Constructor<?> ctor, @Nullable Object... args) {
        //创建代理子类
        Class<?> subclass = createEnhancedSubclass(this.beanDefinition);
        Object instance;
        if (ctor == null) {
     instance = BeanUtils.instantiateClass(subclass); } else { try { Constructor<?> enhancedSubclassConstructor = subclass.getConstructor(ctor.getParameterTypes()); instance = enhancedSubclassConstructor.newInstance(args); } catch (Exception ex) { throw new BeanInstantiationException(this.beanDefinition.getBeanClass(), "Failed to invoke constructor for CGLIB enhanced subclass [" + subclass.getName() + "]", ex); } } // SPR-10785: set callbacks directly on the instance instead of in the // enhanced class (via the Enhancer) in order to avoid memory leaks. Factory factory = (Factory) instance; factory.setCallbacks(new Callback[] { NoOp.INSTANCE, new LookupOverrideMethodInterceptor(this.beanDefinition, this.owner), new ReplaceOverrideMethodInterceptor(this.beanDefinition, this.owner)}); return instance; } private Class<?> createEnhancedSubclass(RootBeanDefinition beanDefinition) { //CGLIB中的类 Enhancer enhancer = new Enhancer(); //将Bean本身作为其基类 enhancer.setSuperclass(beanDefinition.getBeanClass()); enhancer.setNamingPolicy(SpringNamingPolicy.INSTANCE); if (this.owner instanceof ConfigurableBeanFactory) { ClassLoader cl = ((ConfigurableBeanFactory) this.owner).getBeanClassLoader(); enhancer.setStrategy(new ClassLoaderAwareGeneratorStrategy(cl)); } enhancer.setCallbackFilter(new MethodOverrideCallbackFilter(beanDefinition)); enhancer.setCallbackTypes(CALLBACK_TYPES); //使用CGLIB的createClass方法生成实例对象 return enhancer.createClass(); } }

CGLIB 是一个常用的字节码生成器的类库，它提供了一系列 API 实现 java 字节码的生成和转换功能。我们在学习 JDK 的动态代理时都知道，JDK 的动态代理只能针对接口，如果一个类没有实现任何接口，要对其进行动态代理只能使用 CGLIB。

### 六、populateBean 方法对Bean属性的依赖注入 ###

在第 3 步的分析中我们已经了解到 Bean 的依赖注入分为以下两个过程：  
(1).createBeanInstance：生成 Bean 所包含的 Java 对象实例。  
(2).populateBean：对 Bean 属性的依赖注入进行处理。  
上面我们已经分析了容器初始化生成 Bean 所包含的 Java 实例对象的过程，现在我们继续分析生成对象后，Spring IOC 容器是如何将 Bean 的属性依赖关系注入 Bean实例对象中并设置好的，属性依赖注入的代码如下：

//将Bean属性设置到生成的实例对象上
    protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
        if (bw == null) {
            if (mbd.hasPropertyValues()) {
                throw new BeanCreationException(
                        mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance");
            }
            else {
                // Skip property population phase for null instance.
                return;
            }
        }
    
        // Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the
        // state of the bean before properties are set. This can be used, for example,
        // to support styles of field injection.
        boolean continueWithPropertyPopulation = true;
    
        if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
            for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
                if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                    InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                    if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
                        continueWithPropertyPopulation = false;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
    
        if (!continueWithPropertyPopulation) {
            return;
        }
        //获取容器在解析Bean定义资源时为BeanDefiniton中设置的属性值
        PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);
    
        //对依赖注入处理，首先处理autowiring自动装配的依赖注入
        if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME ||
                mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
            MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);
    
            // Add property values based on autowire by name if applicable.
            //根据Bean名称进行autowiring自动装配处理
            if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
                autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
            }
    
            // Add property values based on autowire by type if applicable.
            //根据Bean类型进行autowiring自动装配处理
            if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
                autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
            }
    
            pvs = newPvs;
        }
    
        //对非autowiring的属性进行依赖注入处理
    
        boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
        boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != RootBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);
    
        if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
            if (pvs == null) {
                pvs = mbd.getPropertyValues();
            }
            PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
            if (hasInstAwareBpps) {
                for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
                    if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                        InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                        pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
                        if (pvs == null) {
                            return;
                        }
                    }
                }
            }
            if (needsDepCheck) {
                checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
            }
        }
    
        if (pvs != null) {
            //对属性进行注入
            applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
        }
    }
    
    
    
    //解析并注入依赖属性的过程
    protected void applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs) {
        if (pvs.isEmpty()) {
            return;
        }
    
        //封装属性值
        MutablePropertyValues mpvs = null;
        List<PropertyValue> original;
    
        if (System.getSecurityManager() != null) {
            if (bw instanceof BeanWrapperImpl) {
                //设置安全上下文，JDK安全机制
                ((BeanWrapperImpl) bw).setSecurityContext(getAccessControlContext());
            }
        }
    
        if (pvs instanceof MutablePropertyValues) {
            mpvs = (MutablePropertyValues) pvs;
            //属性值已经转换
            if (mpvs.isConverted()) {
                // Shortcut: use the pre-converted values as-is.
                try {
                    //为实例化对象设置属性值
                    bw.setPropertyValues(mpvs);
                    return;
                }
                catch (BeansException ex) {
                    throw new BeanCreationException(
                            mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
                }
            }
            //获取属性值对象的原始类型值
            original = mpvs.getPropertyValueList();
        }
        else {
            original = Arrays.asList(pvs.getPropertyValues());
        }
    
        //获取用户自定义的类型转换
        TypeConverter converter = getCustomTypeConverter();
        if (converter == null) {
            converter = bw;
        }
        //创建一个Bean定义属性值解析器，将Bean定义中的属性值解析为Bean实例对象的实际值
        BeanDefinitionValueResolver valueResolver = new BeanDefinitionValueResolver(this, beanName, mbd, converter);
    
        // Create a deep copy, resolving any references for values.
    
        //为属性的解析值创建一个拷贝，将拷贝的数据注入到实例对象中
        List<PropertyValue> deepCopy = new ArrayList<>(original.size());
        boolean resolveNecessary = false;
        for (PropertyValue pv : original) {
            //属性值不需要转换
            if (pv.isConverted()) {
                deepCopy.add(pv);
            }
            //属性值需要转换
            else {
                String propertyName = pv.getName();
                //原始的属性值，即转换之前的属性值
                Object originalValue = pv.getValue();
                //转换属性值，例如将引用转换为IOC容器中实例化对象引用
                Object resolvedValue = valueResolver.resolveValueIfNecessary(pv, originalValue);
                //转换之后的属性值
                Object convertedValue = resolvedValue;
                //属性值是否可以转换
                boolean convertible = bw.isWritableProperty(propertyName) &&
                        !PropertyAccessorUtils.isNestedOrIndexedProperty(propertyName);
                if (convertible) {
                    //使用用户自定义的类型转换器转换属性值
                    convertedValue = convertForProperty(resolvedValue, propertyName, bw, converter);
                }
                // Possibly store converted value in merged bean definition,
                // in order to avoid re-conversion for every created bean instance.
                //存储转换后的属性值，避免每次属性注入时的转换工作
                if (resolvedValue == originalValue) {
                    if (convertible) {
                        //设置属性转换之后的值
                        pv.setConvertedValue(convertedValue);
                    }
                    deepCopy.add(pv);
                }
                //属性是可转换的，且属性原始值是字符串类型，且属性的原始类型值不是
                //动态生成的字符串，且属性的原始值不是集合或者数组类型
                else if (convertible && originalValue instanceof TypedStringValue &&
                        !((TypedStringValue) originalValue).isDynamic() &&
                        !(convertedValue instanceof Collection || ObjectUtils.isArray(convertedValue))) {
                    pv.setConvertedValue(convertedValue);
                    //重新封装属性的值
                    deepCopy.add(pv);
                }
                else {
                    resolveNecessary = true;
                    deepCopy.add(new PropertyValue(pv, convertedValue));
                }
            }
        }
        if (mpvs != null && !resolveNecessary) {
            //标记属性值已经转换过
            mpvs.setConverted();
        }
    
        // Set our (possibly massaged) deep copy.
        //进行属性依赖注入
        try {
            bw.setPropertyValues(new MutablePropertyValues(deepCopy));
        }
        catch (BeansException ex) {
            throw new BeanCreationException(
                    mbd.getResourceDescription(), beanName, "Error setting property values", ex);
        }
    }

分析上述代码，我们可以看出，对属性的注入过程分以下两种情况：  
(1).属性值类型不需要转换时，不需要解析属性值，直接准备进行依赖注入。  
(2).属性值需要进行类型转换时，如对其他对象的引用等，首先需要解析属性值，然后对解析后的属性值进行依赖注入。

对属性值的解析是在BeanDefinitionValueResolver类中的resolveValueIfNecessary方法中进行的，对属性值的依赖注入是通过bw.setPropertyValues方法实现的，在分析属性值的依赖注入之前，我们先分析一下对属性值的解析过程。

Spring5源码分析（三） IOC容器的依赖注入—基于XML的依赖注入 文章比较长所以分几篇来写，此篇为第二篇！下面会接着更新。

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