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1.从Spring2.0以后的版本中,Spring也引入了基于注解(Annotation)方式的配置,注解(Annotation)是JDK1.5中引入的一个新特性,用于简化Bean的配置,某些场合可以取代XML配置文件。开发人员对注解(Annotation)的态度也是萝卜青菜各有所爱,个人认为注解可以大大简化配置,提高开发速度,同时也不能完全取代XML配置方式,XML 方式更加灵活,并且发展的相对成熟,这种配置方式为大多数 Spring 开发者熟悉;注解方式使用起来非常简洁,但是尚处于发展阶段,XML配置文件和注解(Annotation)可以相互配合使用。
应某些人员的要求,本文章就分析Spring对注解(Annotation)的解析过程,如果你对注解还不熟悉,请参考:http://blog.csdn.net/chjttony/archive/2010/11/22/6026079.aspx中8以后的对于注解的简单介绍和前一篇博客中转载的对Spring注解基本知识介绍:http://blog.csdn.net/chjttony/archive/2011/03/29/6286144.aspx.
Spring IoC容器对于类级别的注解和类内部的注解分以下两种处理策略:
(1).类级别的注解:如@Component、@Repository、@Controller、@Service以及JavaEE6的@ManagedBean和@Named注解,都是添加在类上面的类级别注解,Spring容器根据注解的过滤规则扫描读取注解Bean定义类,并将其注册到Spring IoC容器中。
(2).类内部的注解:如@Autowire、@Value、@Resource以及EJB和WebService相关的注解等,都是添加在类内部的字段或者方法上的类内部注解,Spring IoC容器通过Bean后置注解处理器解析Bean内部的注解。
下面将根据这两种处理策略,分别分析Spring处理注解相关的源码。
2.AnnotationConfigApplicationContext对注解Bean初始化:
Spring中,管理注解Bean定义的容器有两个:AnnotationConfigApplicationContext 和AnnotationConfigWebApplicationContex。这两个类是专门处理Spring注解方式配置的容器,直接依赖于注解作为容器配置信息来源的IoC容器。AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的web版本,两者的用法以及对注解的处理方式几乎没有什么差别,因此本文将以AnnotationConfigApplicationContext为例进行讲解。
AnnotationConfigApplicationContext的源码如下:
public class AnnotationConfigApplicationContext extends GenericApplicationContext { //创建一个读取注解的Bean定义读取器,并将其设置到容器中 private final AnnotatedBeanDefinitionReader reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this); //创建一个扫描指定类路径中注解Bean定义的扫描器,并将其设置到容器中 private final ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this); //默认构造函数,初始化一个空容器,容器不包含任何 Bean 信息,需要在稍后通过调用其register() //方法注册配置类,并调用refresh()方法刷新容器,触发容器对注解Bean的载入、解析和注册过程 public AnnotationConfigApplicationContext() { } //最常用的构造函数,通过将涉及到的配置类传递给该构造函数,以实现将相应配置类中的Bean //自动注册到容器中 public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) { register(annotatedClasses); refresh(); } //该构造函数会自动扫描以给定的包及其子包下的所有类,并自动识别所有的Spring Bean,将其 //注册到容器中 public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) { scan(basePackages); refresh(); } //为容器的注解Bean读取器和注解Bean扫描器设置Bean名称产生器 public void setBeanNameGenerator(BeanNameGenerator beanNameGenerator) { this.reader.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator); this.scanner.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator); } //为容器的注解Bean读取器和注解Bean扫描器设置作用范围元信息解析器 public void setScopeMetadataResolver(ScopeMetadataResolver scopeMetadataResolver) { this.reader.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver); this.scanner.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver); } //为容器注册一个要被处理的注解Bean,新注册的Bean,必须手动调用容器的 //refresh()方法刷新容器,触发容器对新注册的Bean的处理 public void register(Class<?>... annotatedClasses) { this.reader.register(annotatedClasses); } //扫描指定包路径及其子包下的注解类,为了使新添加的类被处理,必须手动调用 //refresh()方法刷新容器 public void scan(String... basePackages) { this.scanner.scan(basePackages); } }
通过对AnnotationConfigApplicationContext的源码分析,我们了解到Spring对注解的处理分为两种方式:
(1).直接将注解Bean注册到容器中:
可以在初始化容器时注册;也可以在容器创建之后手动调用注册方法向容器注册,然后通过手动刷新容器,使得容器对注册的注解Bean进行处理。
(2).通过扫描指定的包及其子包下的所有类:
在初始化注解容器时指定要自动扫描的路径,如果容器创建以后向给定路径动态添加了注解Bean,则需要手动调用容器扫描的方法,然后手动刷新容器,使得容器对所注册的Bean进行处理。
接下来,将会对两种处理方式详细分析其实现过程。
3.AnnotationConfigApplicationContext注册注解Bean:
当创建注解处理容器时,如果传入的初始参数是具体的注解Bean定义类时,注解容器读取并注册。
(1).AnnotationConfigApplicationContext通过调用注解Bean定义读取器AnnotatedBeanDefinitionReader的register方法向容器注册指定的注解Bean,注解Bean定义读取器向容器注册注解Bean的源码如下:
//注册多个注解Bean定义类 public void register(Class<?>... annotatedClasses) { for (Class<?> annotatedClass : annotatedClasses) { registerBean(annotatedClass); } } //注册一个注解Bean定义类 public void registerBean(Class<?> annotatedClass) { registerBean(annotatedClass, null, (Class<? extends Annotation>[]) null); } //Bean定义读取器注册注解Bean定义的入口方法 public void registerBean(Class<?> annotatedClass, Class<? extends Annotation>... qualifiers) { registerBean(annotatedClass, null, qualifiers); } //Bean定义读取器向容器注册注解Bean定义类 public void registerBean(Class<?> annotatedClass, String name, Class<? extends Annotation>... qualifiers) { //根据指定的注解Bean定义类,创建Spring容器中对注解Bean的封装的数据结构 AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(annotatedClass); //解析注解Bean定义的作用域,若@Scope("prototype"),则Bean为原型类型; //若@Scope("singleton"),则Bean为单态类型 ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd); //为注解Bean定义设置作用域 abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName()); //为注解Bean定义生成Bean名称 String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry)); //处理注解Bean定义中的通用注解 AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd); //如果在向容器注册注解Bean定义时,使用了额外的限定符注解,则解析限定符注解。 //主要是配置的关于autowiring自动依赖注入装配的限定条件,即@Qualifier //注解,Spring自动依赖注入装配默认是按类型装配,如果使用@Qualifier则按名称 if (qualifiers != null) { for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) { //如果配置了@Primary注解,设置该Bean为autowiring自动依赖注入装//配时的首选 if (Primary.class.equals(qualifier)) { abd.setPrimary(true); } //如果配置了@Lazy注解,则设置该Bean为非延迟初始化,如果没有配置, //则该Bean为预实例化 else if (Lazy.class.equals(qualifier)) { abd.setLazyInit(true); } //如果使用了除@Primary和@Lazy以外的其他注解,则为该Bean添加一 //个autowiring自动依赖注入装配限定符,该Bean在进autowiring //自动依赖注入装配时,根据名称装配限定符指定的Bean else { abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier)); } } } //创建一个指定Bean名称的Bean定义对象,封装注解Bean定义类数据 BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName); //根据注解Bean定义类中配置的作用域,创建相应的代理对象 definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry); //向IoC容器注册注解Bean类定义对象 BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry); }
从上面的源码我们可以看出,注册注解Bean定义类的基本步骤:
a,需要使用注解元数据解析器解析注解Bean中关于作用域的配置。
b,使用AnnotationConfigUtils的processCommonDefinitionAnnotations方法处理注解Bean定义类中通用的注解。
c,使用AnnotationConfigUtils的applyScopedProxyMode方法创建对于作用域的代理对象。
d,通过BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean。
下面我们继续分析这3步的具体实现过程
(2).AnnotationScopeMetadataResolver解析作用域元数据:
AnnotationScopeMetadataResolver通过processCommonDefinitionAnnotations方法解析注解Bean定义类的作用域元信息,即判断注册的Bean是原生类型(prototype)还是单态(singleton)类型,其源码如下:
//解析注解Bean定义类中的作用域元信息 public ScopeMetadata resolveScopeMetadata(BeanDefinition definition) { ScopeMetadata metadata = new ScopeMetadata(); if (definition instanceof AnnotatedBeanDefinition) { AnnotatedBeanDefinition annDef = (AnnotatedBeanDefinition) definition; //从注解Bean定义类的属性中查找属性为”Scope”的值,即@Scope注解的值 // annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes方法将Bean //中所有的注解和注解的值存放在一个map集合中 Map<String, Object> attributes = annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes(this.scopeAnnotationType.getName()); //将获取到的@Scope注解的值设置到要返回的对象中 if (attributes != null) { metadata.setScopeName((String) attributes.get("value")); //获取@Scope注解中的proxyMode属性值,在创建代理对象时会用到 ScopedProxyMode proxyMode = (ScopedProxyMode) attributes.get("proxyMode"); //如果@Scope的proxyMode属性值为null、DEFAULT或者NO if (proxyMode == null || proxyMode == ScopedProxyMode.DEFAULT) { //设置proxyMode为NO proxyMode = this.defaultProxyMode; } //为返回的元数据设置proxyMode metadata.setScopedProxyMode(proxyMode); } } //返回解析的作用域元信息对象 return metadata; }
上述代码中的annDef.getMetadata().getAnnotationAttributes方法就是获取对象中指定类型的注解的值。
(3).AnnotationConfigUtils处理注解Bean定义类中的通用注解:
AnnotationConfigUtils类的processCommonDefinitionAnnotations在向容器注册Bean之前,首先对注解Bean定义类中的通用Spring注解进行处理,源码如下:
(4).AnnotationConfigUtils根据注解Bean定义类中配置的作用域为其应用相应的代理策略:
AnnotationConfigUtils类的applyScopedProxyMode方法根据注解Bean定义类中配置的作用域@Scope注解的值,为Bean定义应用相应的代理模式,主要是在Spring面向切面编程(AOP)中使用。源码如下:
//根据作用域为Bean应用引用的代码模式 static BeanDefinitionHolder applyScopedProxyMode( ScopeMetadata metadata, BeanDefinitionHolder definition, BeanDefinitionRegistry registry) { //获取注解Bean定义类中@Scope注解的proxyMode属性值 ScopedProxyMode scopedProxyMode = metadata.getScopedProxyMode(); //如果配置的@Scope注解的proxyMode属性值为NO,则不应用代理模式 if (scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.NO)) { return definition; } //获取配置的@Scope注解的proxyMode属性值,如果为TARGET_CLASS,则返 //回true,如果为INTERFACES,则返回false boolean proxyTargetClass = scopedProxyMode.equals(ScopedProxyMode.TARGET_CLASS); //为注册的Bean创建相应模式的代理对象 return ScopedProxyCreator.createScopedProxy(definition, registry, proxyTargetClass); }
这段为Bean引用创建相应模式的代理,如果在Spring面向切面编程(AOP)中涉及到再详细分析,这里不做深入的分析。
(5).BeanDefinitionReaderUtils向容器注册Bean:
BeanDefinitionReaderUtils向容器注册载入的Bean我们在第4篇博客中已经分析过,主要是校验Bean定义,然后将Bean添加到容器中一个管理Bean定义的HashMap中,这里就不做分析。
4.AnnotationConfigApplicationContext扫描指定包及其子包下的注解Bean:
当创建注解处理容器时,如果传入的初始参数是注解Bean定义类所在的包时,注解容器将扫描给定的包及其子包,将扫描到的注解Bean定义载入并注册。
(1).Spring中常用的注解:
a.Component注解:
@Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented public @interface Component { String value() default ""; }
b.Service注解:
@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Component public @interface Service { String value() default ""; }
c.Controller注解:
@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Component public @interface Controller { String value() default ""; }
d.Repository注解:
@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Component public @interface Repository { String value() default ""; }
通过分析Spring这4个常用的注解源码,我们看到:@Service、@Controller和@Repository注解都添加了一个@Component注解,因此他们都属于@Component
注解。
(2).ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定的包及其子包:
AnnotationConfigApplicationContext通过调用类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner扫描给定包及其子包下的所有类,主要源码如下:
类路径Bean定义扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner主要通过findCandidateComponents方法调用其父类ClassPathScanningCandidateComponentProvider类来扫描获取给定包及其子包下的类。
(3).ClassPathScanningCandidateComponentProvider扫描给定包及其子包的类:
ClassPathScanningCandidateComponentProvider类的findCandidateComponents方法具体实现扫描给定类路径包的功能,主要源码如下:
public class ClassPathScanningCandidateComponentProvider implements ResourceLoaderAware { //保存过滤规则要包含的注解,即Spring默认的@Component、@Repository、@Service、//@Controller注解的Bean,以及JavaEE6的@ManagedBean和JSR-330的@Named注解 private final List<TypeFilter> includeFilters = new LinkedList<TypeFilter>(); //保存过滤规则要排除的注解 private final List<TypeFilter> excludeFilters = new LinkedList<TypeFilter>(); //构造方法,该方法在子类ClassPathBeanDefinitionScanner的构造方法中被调用 public ClassPathScanningCandidateComponentProvider(boolean useDefaultFilters) { //如果使用Spring默认的过滤规则,则向容器注册过滤规则 if (useDefaultFilters) { registerDefaultFilters(); } } //向容器注册过滤规则 protected void registerDefaultFilters() { //向要包含的过滤规则中添加@Component注解类,注意Spring中@Repository //@Service和@Controller都是Component,因为这些注解都添加了@Component注解 this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class)); //获取当前类的类加载器 ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader(); try { //向要包含的过滤规则添加JavaEE6的@ManagedBean注解 this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter( ((Class<? extends Annotation>) cl.loadClass("javax.annotation.ManagedBean")), false)); logger.info("JSR-250 ‘javax.annotation.ManagedBean‘ found and supported for component scanning"); } catch (ClassNotFoundException ex) { // JSR-250 1.1 API (as included in Java EE 6) not available - simply skip. } try { //向要包含的过滤规则添加@Named注解 this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter( ((Class<? extends Annotation>) cl.loadClass("javax.inject.Named")), false)); logger.info("JSR-330 ‘javax.inject.Named‘ annotation found and supported for component scanning"); } catch (ClassNotFoundException ex) { // JSR-330 API not available - simply skip. } } //扫描给定类路径的包 public Set<BeanDefinition> findCandidateComponents(String basePackage) { //创建存储扫描到的类的集合 Set<BeanDefinition> candidates = new LinkedHashSet<BeanDefinition>(); try { //解析给定的包路径,this.resourcePattern=” **/*.class”, //ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX=“classpath:” //resolveBasePackage方法将包名中的”.”转换为文件系统的”/” String packageSearchPath = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX + resolveBasePackage(basePackage) + "/" + this.resourcePattern; //将给定的包路径解析为Spring资源对象 Resource[] resources = this.resourcePatternResolver.getResources(packageSearchPath); boolean traceEnabled = logger.isTraceEnabled(); boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled(); //遍历扫描到的资源 for (Resource resource : resources) { if (traceEnabled) { logger.trace("Scanning " + resource); } if (resource.isReadable()) { try { //为指定资源获取元数据读取器,元信息读取器通过汇编(ASM)读//取资源元信息 MetadataReader metadataReader = this.metadataReaderFactory.getMetadataReader(resource); //如果扫描到的类符合容器配置的过滤规则 if (isCandidateComponent(metadataReader)) { //通过汇编(ASM)读取资源字节码中的Bean定义元信息 ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader); //设置Bean定义来源于resource sbd.setResource(resource); //为元数据元素设置配置资源对象 sbd.setSource(resource); //检查Bean是否是一个可实例化的对象 if (isCandidateComponent(sbd)) { if (debugEnabled) { logger.debug("Identified candidate component class: " + resource); } candidates.add(sbd); } else { if (debugEnabled) { logger.debug("Ignored because not a concrete top-level class: " + resource); } } } else { if (traceEnabled) { logger.trace("Ignored because not matching any filter: " + resource); } } } catch (Throwable ex) { throw new BeanDefinitionStoreException( "Failed to read candidate component class: " + resource, ex); } } else { if (traceEnabled) { logger.trace("Ignored because not readable: " + resource); } } } } catch (IOException ex) { throw new BeanDefinitionStoreException("I/O failure during classpath scanning", ex); } return candidates; } //判断元信息读取器读取的类是否符合容器定义的注解过滤规则 protected boolean isCandidateComponent(MetadataReader metadataReader) throws IOException { //如果读取的类的注解在排除注解过滤规则中,返回false for (TypeFilter tf : this.excludeFilters) { if (tf.match(metadataReader, this.metadataReaderFactory)) { return false; } } //如果读取的类的注解在包含的注解的过滤规则中,则返回ture for (TypeFilter tf : this.includeFilters) { if (tf.match(metadataReader, this.metadataReaderFactory)) { return true; } } //如果读取的类的注解既不在排除规则,也不在包含规则中,则返回false return false; } …… }
4.AnnotationConfigWebApplicationContext载入注解Bean定义:
AnnotationConfigWebApplicationContext是AnnotationConfigApplicationContext的Web版,它们对于注解Bean的注册和扫描是基本相同的,但是AnnotationConfigWebApplicationContext对注解Bean定义的载入稍有不同,AnnotationConfigWebApplicationContext注入注解Bean定义源码如下:
//载入注解Bean定义资源 protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) { //为容器设置注解Bean定义读取器 AnnotatedBeanDefinitionReader reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(beanFactory); //为容器设置类路径Bean定义扫描器 ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(beanFactory); //获取容器的Bean名称生成器 BeanNameGenerator beanNameGenerator = getBeanNameGenerator(); //获取容器的作用域元信息解析器 ScopeMetadataResolver scopeMetadataResolver = getScopeMetadataResolver(); //为注解Bean定义读取器和类路径扫描器设置Bean名称生成器 if (beanNameGenerator != null) { reader.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator); scanner.setBeanNameGenerator(beanNameGenerator); } //为注解Bean定义读取器和类路径扫描器设置作用域元信息解析器 if (scopeMetadataResolver != null) { reader.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver); scanner.setScopeMetadataResolver(scopeMetadataResolver); } //获取容器定义的Bean定义资源路径 String[] configLocations = getConfigLocations(); //如果定位的Bean定义资源路径不为空 if (configLocations != null) { for (String configLocation : configLocations) { try { //使用当前容器的类加载器加载定位路径的字节码类文件 Class<?> clazz = getClassLoader().loadClass(configLocation); if (logger.isInfoEnabled()) { logger.info("Successfully resolved class for [" + configLocation + "]"); } reader.register(clazz); } catch (ClassNotFoundException ex) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Could not load class for config location [" + configLocation + "] - trying package scan. " + ex); } //如果容器类加载器加载定义路径的Bean定义资源失败,则启用 //容器类路径扫描器扫描给定路径包及其子包中的类 int count = scanner.scan(configLocation); if (logger.isInfoEnabled()) { if (count == 0) { logger.info("No annotated classes found for specified class/package [" + configLocation + "]"); } else { logger.info("Found " + count + " annotated classes in package [" + configLocation + "]"); } } } } } }
(转)Spring对注解(Annotation)处理源码分析1——扫描和读取Bean定义
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原文地址:http://www.cnblogs.com/q446223455/p/3948631.html