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Spring Bean扫描原理

​ 江粒 ​ 人气:0

前言

在上一章节Spring和Mybatis整合的原理详解中有写到Spring和MyBatis整合时用到的Bean扫描是Spring本身提供的。这一篇文章就写到Spring是如何实现Bean扫描的。
不得不说Bean扫描是一个很重要的技术，在SpringMVC中的Controller扫描，和SpringBoot中的Bean扫描，Component扫描，Configuration扫描，原理我这里猜测都是由这个实现的。

环境建设

由于创建包扫描的条件很简单，只要在Xml中配置一个属性即可。

正式开始

在我前面的文章的阅读基础，我们直接这里节省时间，直接定位到ComponentScanBaeanDefinitionParser类中的parse方法。

@Override
@Nullable
public BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) {
   String basePackage = element.getAttribute(BASE_PACKAGE_ATTRIBUTE);
   basePackage = parserContext.getReaderContext().getEnvironment().resolvePlaceholders(basePackage);
   String[] basePackages = StringUtils.tokenizeToStringArray(basePackage,
         ConfigurableApplicationContext.CONFIG_LOCATION_DELIMITERS);
   // Actually scan for bean definitions and register them.
   // 实际上，扫描bean定义并注册它们。
   ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = configureScanner(parserContext, element);
   Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = scanner.doScan(basePackages);
   registerComponents(parserContext.getReaderContext(), beanDefinitions, element);

   return null;
}

这个代码的前半部分比较简单，就是可能当前传进来的basePackage可能是多个，所以这里使用方法去处理这个字符串。比较重要的代码在下半部分。

也就是三个方法：

configureScanner

第一段代码

boolean useDefaultFilters = true;
if (element.hasAttribute(USE_DEFAULT_FILTERS_ATTRIBUTE)) {
   useDefaultFilters = Boolean.parseBoolean(element.getAttribute(USE_DEFAULT_FILTERS_ATTRIBUTE));
}

这一段声明了个变量，默认为True，在下方的If中去会去修改这个值。由于我们在applicatio.xml中没有设置这个属性，这里还是默认值。

第二段代码

// Delegate bean definition registration to scanner class.
// 将 bean 定义注册委托给扫描程序类。
ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = createScanner(parserContext.getReaderContext(), useDefaultFilters);
scanner.setBeanDefinitionDefaults(parserContext.getDelegate().getBeanDefinitionDefaults());
scanner.setAutowireCandidatePatterns(parserContext.getDelegate().getAutowireCandidatePatterns());

createScanner方法中，就是new了一个ClassPathBeanDefinitionScanner对象给返回回来了。 随后又为该扫描器加入了两个属性。

第三段代码

if (element.hasAttribute(RESOURCE_PATTERN_ATTRIBUTE)) {
   scanner.setResourcePattern(element.getAttribute(RESOURCE_PATTERN_ATTRIBUTE));
}

这里判断有无配置ResourcePattern属性，有的话设置。

第四段代码

try {
   parseBeanNameGenerator(element, scanner);
}
catch (Exception ex) {
    // ...
}

try {
   parseScope(element, scanner);
}
catch (Exception ex) {
    // ...
}

这两个方法代码跟进去有个共性。都是判断有没有配置一个属性，然后给sanner设置属性，具体看下方代码截图。

这里这两个方法是干嘛的，我心里想了想，不知道，也不知道在什么地方会用到，所以这里接着往下看。

parseTypeFilters

protected void parseTypeFilters(Element element, ClassPathBeanDefinitionScanner scanner, ParserContext parserContext) {
   // Parse exclude and include filter elements.
   ClassLoader classLoader = scanner.getResourceLoader().getClassLoader();
   NodeList nodeList = element.getChildNodes();
   for (int i = 0; i &lt; nodeList.getLength(); i++) {
      Node node = nodeList.item(i);
      if (node.getNodeType() == Node.ELEMENT_NODE) {
         String localName = parserContext.getDelegate().getLocalName(node);
         try {
            if (INCLUDE_FILTER_ELEMENT.equals(localName)) {
               TypeFilter typeFilter = createTypeFilter((Element) node, classLoader, parserContext);
               scanner.addIncludeFilter(typeFilter);
            }
            else if (EXCLUDE_FILTER_ELEMENT.equals(localName)) {
               TypeFilter typeFilter = createTypeFilter((Element) node, classLoader, parserContext);
               scanner.addExcludeFilter(typeFilter);
            }
         }
         catch (ClassNotFoundException ex) {
            // ...
         }
         catch (Exception ex) {
            // ...
         }
      }
   }
}

首先看这个方法名parseTypeFilters，转换类型类型过滤器。

通过查看Spring的DTD文件，看到component-scan标签下还有两个子标签，想必就是对应上方的代码中解释了。

随后该方法运行完后，就把创建好的scanner对象，给返回回去了。

doScan

protected Set&lt;BeanDefinitionHolder&gt; doScan(String... basePackages) {
   Assert.notEmpty(basePackages, "At least one base package must be specified");
   Set&lt;BeanDefinitionHolder&gt; beanDefinitions = new LinkedHashSet&lt;&gt;();
   for (String basePackage : basePackages) {
      Set&lt;BeanDefinition&gt; candidates = findCandidateComponents(basePackage);
      for (BeanDefinition candidate : candidates) {
         ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate);
         candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
         String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
         if (candidate instanceof AbstractBeanDefinition) {
            postProcessBeanDefinition((AbstractBeanDefinition) candidate, beanName);
         }
         if (candidate instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
            AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations((AnnotatedBeanDefinition) candidate);
         }
         if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
            BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
            definitionHolder =
                  AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
            beanDefinitions.add(definitionHolder);
            registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
         }
      }
   }
   return beanDefinitions;
}

在第一行代码中，创建了个BeanDefinitions的Set，大概是用来存放结果的。

随后根据basePacage，查找到了所有的候选BeanDefinition，至于获取的方法我在下方有讲到。

随后遍历了刚刚获取到的BeanDefinition。

findCandidateComponents

private Set&lt;BeanDefinition&gt; scanCandidateComponents(String basePackage) {
   Set&lt;BeanDefinition&gt; candidates = new LinkedHashSet&lt;&gt;();
   try {
      String packageSearchPath = ResourcePatternResolver.CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX +
            resolveBasePackage(basePackage) + '/' + this.resourcePattern;
      Resource[] resources = getResourcePatternResolver().getResources(packageSearchPath);
      // ... 
      for (Resource resource : resources) {
         // ... 暂时不看
      }
   }
   catch (IOException ex) {
      // ... throw
   }
   return candidates;
}

上面一段代码，方法一进入，创建了一个set集合，这个set机会也就是方法最后的返回值，后续的代码中会向这个set去追加属性。

随后到了packageSearchPath，这里是通过拼接字符串的方式最终得到这个变量，拼接规则如下：

classpath*: + 转换后的xml路径 + **/*.class classpath*:org/springframework/study/**/*.class

随后根据resourceLoader，可以加载上方路径下的所有class文件。

随后进入For遍历环节。

For遍历每一个资源

当前的resource资源也就是读取到的class文件。

for (Resource resource: resources) {
    try {
        MetadataReader metadataReader = getMetadataReaderFactory().getMetadataReader(resource);
        if (isCandidateComponent(metadataReader)) {
           ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader);
           sbd.setSource(resource);
           if (isCandidateComponent(sbd)) {
              // ... 打印日志
              candidates.add(sbd);
           }
           else {
              // ... 打印日志
           }
        }
        else {
           // ... 打印日志
        }
    }
    catch (FileNotFoundException ex) {
    // ... 打印日志
    }
    catch (Throwable ex) {
    // ... throw
    }
}

进入For后，首先获取metadataReader。这里代码简单追一下。

主要做的是两件事，一个new了一个SimpleMetaDataReader。然后把这个MetaDataReader放入了缓存中。随后返回了这个Reader对象。

然后就进入了第一个比较关键的方法代码，isCandidateComponent方法，仔细一看，这个方法怎么被调用了两次，因为这个if进入后还会调用isCandidateComponent方法，然后我看了看入参，不一致，一个入参事Reader，一个入参事BeanDefinition。我们第一个if中点用的Reader的isCandidateComponent方法。

isCandidateComponent(MetadataReader metadataReader)

protected boolean
isCandidateComponent(MetadataReader metadataReader) throws IOException {
   for (TypeFilter tf : this.excludeFilters) {
      if (tf.match(metadataReader, getMetadataReaderFactory())) {
         return false;
      }
   }
   for (TypeFilter tf : this.includeFilters) {
      if (tf.match(metadataReader, getMetadataReaderFactory())) {
         return isConditionMatch(metadataReader);
      }
   }
   return false;
}

上方的excludeFilters排除的我们不用看，主要是看下方的include

后续的代码我就不读了，大概实现我猜测是通过Reader去读到类上的注解，看看有没有当前filter中设置的注解。有的话返回true。

继续后面的逻辑

ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader);
sbd.setSource(resource);
if (isCandidateComponent(sbd)) {
   if (debugEnabled) {
      logger.debug("Identified candidate component class: " + resource);
   }
   candidates.add(sbd);
}

刚刚外层的If为True后，这里会创建一个ScannedGenericBeanDefinition，既然是BeanDefinition，那就可以被Spring加载。

后面把创建的BeanDefinition放入了isCandidateComponent方法。

isCandidateComponent(AnnotatedBeanDefintion)

protected boolean isCandidateComponent(AnnotatedBeanDefinition beanDefinition) {
   AnnotationMetadata metadata = beanDefinition.getMetadata();
   return (metadata.isIndependent() &amp;&amp; (metadata.isConcrete() ||
         (metadata.isAbstract() &amp;&amp; metadata.hasAnnotatedMethods(Lookup.class.getName()))));
}

@Override
public boolean isIndependent() {
   // enclosingClassName 为 null
   return (this.enclosingClassName == null || this.independentInnerClass);
}

default boolean isConcrete() {
   return !(isInterface() || isAbstract());
}

到这个方法基本第一个判断就返回了。isIndependent方法中一开始看到其中的两个单词我有点懵，enclosingClass和innerClass，可能是我英文不好的缘故或者基础差吧，百度搜了才知道的。我这里就不讲了，有兴趣你们可以自己搜索一下。自己搜索的记忆更深刻。只要是普通的Component的时候，这里为True。

至于下民的isConcrete方法，就是判断一下当前类是不是接口，或者抽象类。很明显如果是正常的Component，这里是false，随后取反为True。

继续后面的逻辑

if (isCandidateComponent(sbd)) {
   if (debugEnabled) {
      logger.debug("Identified candidate component class: " + resource);
   }
   candidates.add(sbd);
}

当把BeanDefinition传入后返回为True，进入If，也就是添加当前的BeanDefinition进入结果集，返回结果集。

doScan 继续后面的逻辑

Set&lt;BeanDefinition&gt; candidates = findCandidateComponents(basePackage);
for (BeanDefinition candidate : candidates) {
   ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate);
   candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
   String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
   if (candidate instanceof AbstractBeanDefinition) {
      postProcessBeanDefinition((AbstractBeanDefinition) candidate, beanName);
   }
   if (candidate instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
      AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations((AnnotatedBeanDefinition) candidate);
   }
   if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
      BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
      definitionHolder =
            AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
      beanDefinitions.add(definitionHolder);
      registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
   }
}

把刚刚获取到BeanDefinition拿出来遍历.

第一步获取MetaData，这个在刚刚的代码中有写到。随后把他的ScopeName赋值给了MetaData。

接下来有两个if是对这个BeanDefinition设置一些参数的。可以简单扫一眼。捕捉一些关键信息即可。

这个里面设置一个属性，这里记录一下，后面有用到再看。

这个里面是针对类里添加的一些别的注解，来给BeanDefinition添加一些配置。看到几个比较眼熟的，Lazy，Primary，Description这些注解比较眼熟。

doScan 最后一个IF

if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
   BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
   definitionHolder =
         AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
   beanDefinitions.add(definitionHolder);
   registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}

粗略的扫一眼，这里可以看几个重要的地方，一个是进入If的条件，注册BeanDefinition。
至于applyScopedProxyMode方法，因为我没的类上没有加Scope注解，所以这里都是不会配置代理。也就是直接返回当前传入的BeanDefinition。

checkCandidate方法

protected boolean checkCandidate(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws IllegalStateException {
   if (!this.registry.containsBeanDefinition(beanName)) {
      return true;
   }
   BeanDefinition existingDef = this.registry.getBeanDefinition(beanName);
   BeanDefinition originatingDef = existingDef.getOriginatingBeanDefinition();
   if (originatingDef != null) {
      existingDef = originatingDef;
   }
   if (isCompatible(beanDefinition, existingDef)) {
      return false;
   }
   // ... throw Exception.
}

因为是通过Bean扫描进入的，也就是BeanDefinitionRegister当中是没有这个BeanDefinition的。所以这里直接就返回True，不会有走到下面的机会。
这个时候大家可以思考一下，如果走到下面了会怎么样。欢迎评论区讨论。

继续代码逻辑

beanDefinitions.add(definitionHolder);
registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);

接下来就去registerBeanDefinition了，然后还把registry传进入了方法，那很明显了。这里是去注册BeanDefinition了。

总结

由于在这个环节，扫描器把BeanDefinition放进Registry，那么在之后的Refresh方法中的finishBeanFactoryInitialization方法就会把BeanDefinition都实例化完毕。

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