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java之Spring中的BeanDefinition是什么样的
laojean
发布于 2020-9-3 18:10
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简介
为什么要阅读Spring源代码？ 有些人想学习Spring高级思想，有些人想更好地了解设计模式。 当然，也有大量的小伙伴来应对采访。 Spring Bean的生命周期，Spring AOP Spring IoC的原理，Spring IoC的原理，进行采访，阅读一些博客并查看源代码，应该没有问题，但是如果您想真正地了解Spring ，这需要很多时间，您需要花很多时间从最基本的角度出发，今天我们来看看Spring-BeanDefinition的基础。
什么是BeanDefinition
Spring官网中有详细的说明，我们来翻译下：
SpringIoc容器管理一个Bean或多个Bean，这些Bean通过我们提供给容器的配置元数据被创建出来（例如，在xml中的定义）
在容器中，这些Bean的定义用BeanDefinition对象来表示，包含以下元数据：
全限定类名， 通常是Bean的实际实现类；
Bean行为配置元素，它们说明Bean在容器中的行为（作用域、生命周期回调等等）；
Bean执行工作所需要的的其他Bean的引用，这些Bean也称为协作者或依赖项；
其他配置信息，例如，管理连接池的bean中，限制池的大小或者使用的连接的数量。
Spring官网中对BeanDefinition的解释还是很详细的，但是不是那么通俗易懂，其实BeanDefinition是比较容易解释的：BeanDefinition就是用来描述一个Bean或者BeanDefinition就是Bean的定义。
创建一个Java Bean，大概是下面这个酱紫：
我们写的Java文件，会编译为Class文件，运行程序，类加载器会加载Class文件，放入JVM的方法区，我们就可以愉快的new对象了。
创建一个Spring Bean，大概是下面这个酱紫：
我们写的Java文件，会编译为Class文件，运行程序，类加载器会加载Class文件，放入JVM的方法区，这一步还是保持不变（当然这个也没办法变。。。）
下面就是Spring的事情了，Spring会解析我们的配置类（配置文件），假设现在只配置了A，解析后，Spring会把A的BeanDefinition放到一个map中去，随后，由一个一个的BeanPostProcessor进行加工，最终把经历了完整的Spring生命周期的Bean放入了singleObjects。
BeanDefinition类图鸟瞰
大家可以看到，Spring中BeanDefinition的类图还是相当复杂的，我刚开始读Spring源码的时候，觉得BeanDefinition应该是一个特别简单的东西，但是后面发觉并不是那么回事。
下面我将对涉及到的类逐个进行解读。
AttributeAccessor
AttributeAccessor是一个接口：
/**
* Interface defining a generic contract for attaching and accessing metadata
* to/from arbitrary objects.
*
* @author Rob Harrop
* @since 2.0
*/
public interface AttributeAccessor {
void setAttribute(String name, @Nullable Object value);
Object getAttribute(String name);
Object removeAttribute(String name);
boolean hasAttribute(String name);
String[] attributeNames();
}我们来看下类上面的注释：接口定义了通用的方法来保存或者读取元数据。既然是接口，那么一定会有实现类，我们先把这个放一边。
BeanMetadataElement
BeanMetadataElement也是一个接口，里面只定义了一个方法：
/**
* Interface to be implemented by bean metadata elements
* that carry a configuration source object.
*
* @author Juergen Hoeller
* @since 2.0
*/
public interface BeanMetadataElement {
@Nullable
Object getSource();
}我们还是来看下类上的注释：接口提供了一个方法来获取Bean的源对象，这个源对象就是源文件，怎么样，是不是不太好理解，没关系，我们马上写个代码来看下：
@Configuration
@ComponentScan
public class AppConfig {
}
@Service
public class BookService {
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
System.out.println(context.getBeanDefinition("bookService").getSource());
}
}file [D:\cycleinject\target\classes\com\codebear\springcycle\BookService.class]
怎么样，现在理解了把。
AttributeAccessorSupport
AttributeAccessorSupport类是一个抽象类，实现了AttributeAccessor接口，这个AttributeAccessor还记得吧，里面定义了通用的方法来保存或者读取元数据的虚方法，AttributeAccessorSupport便实现了这个虚方法，AttributeAccessorSupport定义了一个map容器，元数据就被保存在这个map里面。
为什么要有这个map
初次读Spring源码，看到这个map的时候，觉得有点奇怪，元数据不应该是保存在BeanDefinition的beanClass、scope、lazyInit这些字段里面吗？这个map不是多次一举吗？
后面才知道，Spring是为了方便扩展，不然BeanDefinition有新的特性，就要新增字段，这是其一；其二，如果程序员要扩展Spring，而BeanDefinition中定义的字段已经无法满足扩展了呢？
那Spring自己有使用这个map吗，答案是有的，我们来看下，Spring在这个map中放了什么数据：
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
BeanDefinition appConfig = context.getBeanDefinition("appConfig");
for (String item : appConfig.attributeNames()) {
System.out.println(item + ":" + appConfig.getAttribute(item));
}
}org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor.configurationClass:full
org.springframework.aop.framework.autoproxy.AutoProxyUtils.preserveTargetClass:true
可以看到，Spring在里面放了两个item：
第一个item保存着这个配置类是否是一个Full配置类，关于Full配置类，我在先前的博客有简单的介绍过：Spring中你可能不知道的事（二）
第二个item，从名字上就可以知道和AOP相关。
BeanDefinition
BeanDefinition是一个接口，继承了AttributeAccessor、BeanMetadataElement，这两个类上面已经介绍过了。
BeanDefinition定义了很多方法，比如setBeanClassName、getBeanClassName、setScope、getScope、setLazyInit、isLazyInit等等，这些方法一眼就知道是什么意思了，这里就不解释了。
BeanMetadataAttributeAccessor
BeanMetadataAttributeAccessor继承了AttributeAccessorSupport，对保存或者读取元数据的方法进行了进一步的封装。
AbstractBeanDefinition
AbstractBeanDefinition是一个抽象类，继承了BeanMetadataAttributeAccessor，实现了BeanDefinition。
BeanDefinition实现了BeanDefinition定义的大部分虚方法，同时定义了很多常量和默认值。
AbstractBeanDefinition有三个子类，下面我们来看看这三个子类。
ChildBeanDefinition
从Spring2.5开始，ChildBeanDefinition已经不再使用，取而代之的是GenericBeanDefinition。
GenericBeanDefinition
GenericBeanDefinition替代了ChildBeanDefinition，ChildBeanDefinition从字面上，就可以看出有“子BeanDefinition”的意思，难道BeanDefinition还有“父子关系”吗？当然有。
public class ChildService {
private int id;
private String name;
public ChildService(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class ParentService {
private int id;
private String name;
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public ParentService(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
}public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
GenericBeanDefinition parentBeanDefinition = new GenericBeanDefinition();
parentBeanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_SINGLETON);
parentBeanDefinition.setAttribute("name", "codebear");
parentBeanDefinition.setAbstract(true);
parentBeanDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(1);
parentBeanDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue("CodeBear");
GenericBeanDefinition childBeanDefinition = new GenericBeanDefinition();
childBeanDefinition.setParentName("parent");
childBeanDefinition.setBeanClass(ChildService.class);
context.registerBeanDefinition("parent", parentBeanDefinition);
context.registerBeanDefinition("child", childBeanDefinition);
context.refresh();
BeanDefinition child = context.getBeanFactory().getMergedBeanDefinition("child");
for (String s : child.attributeNames()) {
System.out.println(s + ":" + child.getAttribute(s));
}
System.out.println("scope:" + child.getScope());
System.out.println("-------------------");
ChildService service = context.getBean(ChildService.class);
System.out.println(service.getName());
System.out.println(service.getId());
}运行结果：
name:codebear
scope:singleton
-------------------
CodeBear
1来分析下代码：
创建了GenericBeanDefinition对象parentBeanDefinition，设置为了单例模式，设置了Attribute，声明了构造方法的两个参数值；
创建了GenericBeanDefinition对象childBeanDefinition，设置parentName为parent，BeanClass为ChildService；
注册parentBeanDefinition，beanName为parent，childBeanDefinition，beanName为child；
刷新容器；
从mergedBeanDefinitions取出了child，mergedBeanDefinitions存放的是合并后的BeanDefinition；
打印出child的attribute、scope、构造方法的两个参数值。
大家可以看到，childBeanDefinition继承了parentBeanDefinition。
如果没有父子关系，单独作为BeanDefinition，也可以用GenericBeanDefinition来表示：
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
GenericBeanDefinition genericBeanDefinition = new GenericBeanDefinition();
genericBeanDefinition.setBeanClass(AuthorService.class);
genericBeanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
context.registerBeanDefinition("authorService", genericBeanDefinition);
context.refresh();
BeanDefinition mergedBeanDefinition = context.getBeanFactory().getMergedBeanDefinition("authorService");
BeanDefinition beanDefinition = context.getBeanFactory().getMergedBeanDefinition("authorService");
System.out.println(mergedBeanDefinition);
System.out.println(beanDefinition);运行结果：
Root bean: class [com.codebear.springcycle.AuthorService]; scope=prototype; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null
Root bean: class [com.codebear.springcycle.AuthorService]; scope=prototype; abstract=false; lazyInit=false; autowireMode=0; dependencyCheck=0; autowireCandidate=true; primary=false; factoryBeanName=null; factoryMethodName=null; initMethodName=null; destroyMethodName=null可以看到，当没有父子关系，beanDefinition依旧会被保存在mergedBeanDefinitions中，只是存储的内容和beanDefinitions中所存储的内容是一模一样的。
GenericBeanDefinition总结
GenericBeanDefinition替代了低版本Spring的ChildBeanDefinition，GenericBeanDefinition比ChildBeanDefinition、RootBeanDefinition更加灵活，既可以单独作为BeanDefinition，也可以作为父BeanDefinition，还可以作为子GenericBeanDefinition。
RootBeanDefinition
在介绍GenericBeanDefinition的时候，写了两段代码。
给第一个代码打上断点，观察下mergedBeanDefinitions，会发现parentBeanDefinition和
childBeanDefinition在mergedBeanDefinitions都变为了RootBeanDefinition：
给第二个代码打上断点，也观察下mergedBeanDefinitions，会发现authorService在mergedBeanDefinitions也变为了RootBeanDefinition：
可以看到在mergedBeanDefinitions存放的都是RootBeanDefinition。
RootBeanDefinition也可以用来充当父BeanDefinition，就像下面的酱紫：
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
RootBeanDefinition genericBeanDefinition = new RootBeanDefinition();
genericBeanDefinition.setBeanClass(ParentService.class);
genericBeanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
context.registerBeanDefinition("parent", genericBeanDefinition);
GenericBeanDefinition rootBeanDefinition = new GenericBeanDefinition();
rootBeanDefinition.setBeanClass(ChildService.class);
rootBeanDefinition.setParentName("parent");
context.refresh();
}但是RootBeanDefinition不可以充当子BeanDefinition：
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
RootBeanDefinition genericBeanDefinition = new RootBeanDefinition();
genericBeanDefinition.setBeanClass(ParentService.class);
genericBeanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
context.registerBeanDefinition("parent", genericBeanDefinition);
RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition();
rootBeanDefinition.setBeanClass(ChildService.class);
rootBeanDefinition.setParentName("parent");
context.refresh();
}运行结果：
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Root bean cannot be changed into a child bean with parent reference
at org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition.setParentName(RootBeanDefinition.java:260)
at com.codebear.springcycle.Main.main(Main.java:20)抛出了异常。
查询源码：
@Override
public void setParentName(@Nullable String parentName) {
if (parentName != null) {
throw new IllegalArgumentException("Root bean cannot be changed into a child bean with parent reference");
}
}发现调用RootBeanDefinition的setParentName方法，直接抛出了异常。
RootBeanDefinition总结
RootBeanDefinition可以作为其他BeanDefinition的父BeanDefinition，也可以单独作为BeanDefinition，但是不能作为其他BeanDefinition的子BeanDefinition，在mergedBeanDefinitions存储的都是RootBeanDefinition。
ScannedGenericBeanDefinition
@Configuration
@ComponentScan
public class AppConfig {
}
@Service
public class AuthorService {
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
System.out.println(context.getBeanDefinition("authorService").getClass());
}
}运行结果：
class org.springframework.context.annotation.ScannedGenericBeanDefinition
通过注解扫描出来的Bean的BeanDefinition用ScannedGenericBeanDefinition来表示。
AnnotatedGenericBeanDefinition
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
System.out.println(context.getBeanDefinition("appConfig").getClass());
}
运行结果：
class org.springframework.beans.factory.annotation.AnnotatedGenericBeanDefinition
配置类的BeanDefinition用AnnotatedGenericBeanDefinition来表示。
ConfigurationClassBeanDefinition
public class AuthorService {
}
@Configuration
@ComponentScan
public class AppConfig {
@Bean
public AuthorService authorService() {
return null;
}
}
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
System.out.println(context.getBeanDefinition("authorService").getClass());
}运行结果：
class org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassBeanDefinitionReader$ConfigurationClassBeanDefinition
用@Bean声明的Bean的BeanDefinition用ConfigurationClassBeanDefinition来表示。
是不是完全没想到，一个BeanDefinition可以牵涉到这么多的内容，这些内容说没用，确实没什么用；说有用，也有用。不明白这些内容，阅读Spring源码会比较懵逼，为什么会有那么多的BeanDefinition。这个时候，你就会卡壳，拼命的想弄懂这些BeanDefinition都是用来干嘛的，但是网上关于BeanDefinition的博客不算太多，比较好的博客就更少了，希望此篇文章可以填充这块空白。
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已于2020-9-3 18:10:28修改
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