Spring官网阅读（五）BeanDefinition（下）

上篇文章已经对BeanDefinition做了一系列的介绍，这篇文章我们开始学习BeanDefinition合并的一些知识，完善我们整个BeanDefinition的体系，Spring在创建一个bean时多次进行了BeanDefinition的合并，对这方面有所了解也是为以后阅读源码做准备。本文主要对应官网中的1.7小节

在上篇文章中，我们学习了BeanDefinition的一些属性，其中有以下几个属性：

// 是否抽象
boolean isAbstract();
// 获取父BeanDefinition的名称
String getParentName();


上篇文章中说过，这几个属性跟BeanDefinition的合并相关，那么我先考虑一个问题，什么是合并呢？

什么是合并？

我们来看官网上的一段介绍：



大概翻译如下：

一个BeanDefinition包含了很多的配置信息，包括构造参数，setter方法的参数还有容器特定的一些配置信息，比如初始化方法，静态工厂方法等等。一个子的BeanDefinition可以从它的父BeanDefinition继承配置信息，不仅如此，还可以覆盖其中的一些值或者添加一些自己需要的属性。使用BeanDefinition的父子定义可以减少很多的重复属性的设置，父BeanDefinition可以作为BeanDefinition定义的模板。

我们通过一个例子来观察下合并发生了什么，编写一个Demo如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean id="parent" abstract="true"
class="com.dmz.official.merge.TestBean">
<property name="name" value="parent"/>
<property name="age" value="1"/>
</bean>
<bean id="child"
class="com.dmz.official.merge.DerivedTestBean"
parent="parent" >
<property name="name" value="override"/>
</bean>
</beans>


public class DerivedTestBean {
private String name;private int age; // 省略getter setter方法
}public class TestBean {
private String name;private String age; // 省略getter setter方法
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext cc = new ClassPathXmlApplicationContext("application.xml");
DerivedTestBean derivedTestBean = (DerivedTestBean) cc.getBean("child");
System.out.println("derivedTestBean的name = " + derivedTestBean.getName());
System.out.println("derivedTestBean的age = " + derivedTestBean.getAge());
}
}


运行：

---

derivedTestBean的name = override

derivedTestBean的age = 1

---

在上面的例子中，我们将DerivedTestBean的parent属性设置为了parent,指向了我们的TestBean，同时将TestBean的age属性设置为1，但是我们在配置文件中并没有直接设置DerivedTestBean的age属性。但是在最后运行结果，我们可以发现，DerivedTestBean中的age属性已经有了值，并且为1，就是我们在其parent Bean（也就是TestBean）中设置的值。也就是说，子BeanDefinition会从父BeanDefinition中继承没有的属性。另外，DerivedTestBean跟TestBean都指定了name属性，但是可以发现，这个值并没有被覆盖掉，也就是说，子BeanDefinition中已经存在的属性不会被父BeanDefinition中所覆盖。

合并的总结：

所以我们可以总结如下：

• 子BeanDefinition会从父BeanDefinition中继承没有的属性
• 这个过程中，子BeanDefinition中已经存在的属性不会被父BeanDefinition中所覆盖

关于合并需要注意的点：

另外我们需要注意的是：

• 子BeanDefinition中的class属性如果为null，同时父BeanDefinition又指定了class属性，那么子BeanDefinition也会继承这个class属性。
• 子BeanDefinition必须要兼容父BeanDefinition中的所有属性。这是什么意思呢？以我们上面的demo为例，我们在父BeanDefinition中指定了name跟age属性，但是如果子BeanDefinition中子提供了一个name的setter方法，这个时候Spring在启动的时候会报错。因为子BeanDefinition不能承接所有来自父BeanDefinition的属性
• 关于BeanDefinition中abstract属性的说明：
  1. 并不是作为父BeanDefinition就一定要设置abstract属性为true，abstract只代表了这个BeanDefinition是否要被Spring进行实例化并被创建对应的Bean，如果为true，代表容器不需要去对其进行实例化。
  2. 如果一个BeanDefinition被当作父BeanDefinition使用，并且没有指定其class属性。那么必须要设置其abstract为true
  3. abstract=true一般会跟父BeanDefinition一起使用，因为当我们设置某个BeanDefinition的abstract=true时，一般都是要将其当作BeanDefinition的模板使用，否则这个BeanDefinition也没有意义，除非我们使用其它BeanDefinition来继承它的属性

Spring在哪些阶段做了合并？

下文将所有BeanDefinition简称为bd

1、扫描并获取到bd：

这个阶段的操作主要发生在invokeBeanFactoryPostProcessors，对应方法的调用栈如下：

对应的执行该方法的类为：PostProcessorRegistrationDelegate

方法源码如下：

public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory,
List<BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessors) {
// .....
// 省略部分代码，省略的代码主要时用来执行程序员手动调用API注册的容器的后置处理器
// .....// 发生一次bd的合并
// 这里只会获取实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的Bean的名字
String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
// 筛选实现了PriorityOrdered接口的后置处理器
if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
// 去重
processedBeans.add(ppName);
}
}
// .....
// 只存在一个internalConfigurationAnnotationProcessor 处理器，用于扫描
// 这里只会执行了实现了PriorityOrdered跟BeanDefinitionRegistryPostProcessor的后置处理器
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
// .....
// 这里又进行了一个bd的合并
postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
// 筛选实现了Ordered接口的后置处理器
if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
processedBeans.add(ppName);
}
}
// .....
// 执行的是实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口跟Ordered接口的后置处理器
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
boolean reiterate = true;
while (reiterate) {
reiterate = false;
// 这里再次进行了一次bd的合并
postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
if (!processedBeans.contains(ppName)) {
// 筛选只实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor的后置处理器
currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
processedBeans.add(ppName);
reiterate = true;
}
}
sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
// 执行的是普通的后置处理器，即没有实现任何排序接口（PriorityOrdered或Ordered)
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
currentRegistryProcessors.clear();
}
// .....
// 省略部分代码，这部分代码跟BeanfactoryPostProcessor接口相关，这节bd的合并无关，下节容器的扩展点中我会介绍
// .....}


大家可以结合我画的图跟上面的代码过一遍流程，只要弄清楚一点就行，即每次调用beanFactory.getBeanNamesForType都进行了一次bd的合并。getBeanNamesForType这个方法主要目的是为了或者指定类型的bd的名称，之后通过bd的名称去找到指定的bd，然后获取对应的Bean，比如上面方法三次获取的都是BeanDefinitionRegistryPostProcessor这个类型的bd。

我们可以思考一个问题，为什么这一步需要合并呢？大家可以带着这个问题继续往下看，在后文我会解释。

2、实例化

Spring在实例化一个对象也会进行bd的合并。

第一次：

org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
// .....
// 省略跟合并无关的代码
for (String beanName : beanNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
// .....


第二次：

org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean

protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
// .....
// 省略跟合并无关的代码
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args); // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
// ....
}
if (mbd.isSingleton()) {
// ....
}
// ....


我们可以发现这两次合并有一个共同的特点，就是在合并之后立马利用了合并之后的bd我们简称为mbd做了一系列的判断，比如上面的dependsOn != null和mbd.isSingleton()。基于上面几个例子我们来分析：为什么需要合并？

为什么需要合并？

在扫描阶段，之所以发生了合并，是因为Spring需要拿到指定了实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的bd的名称，也就是说，Spring需要用到bd的名称。所以进行了一次bd的合并。在实例化阶段，是因为Spring需要用到bd中的一系列属性做判断所以进行了一次合并。我们总结起来，其实就是一个原因：Spring需要用到bd的属性，要保证获取到的bd的属性是正确的。

那么问题来了，为什么获取到的bd中属性可能不正确呢？

主要两个原因：

1. 作为子bd,属性本身就有可能缺失，比如我们在开头介绍的例子，子bd中本身就没有age属性，age属性在父bd中
2. Spring提供了很多扩展点，在启动容器的时候，可能会修改bd中的属性。比如一个正常实现了BeanFactoryPostProcessor就能修改容器中的任意的bd的属性。在后面的容器的扩展点中我再介绍

合并的代码分析：

因为合并的代码其实很简单，所以一并在这里分析了，也可以加深对合并的理解：

protected RootBeanDefinition getMergedLocalBeanDefinition(String beanName) throws BeansException {
// Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
// 从缓存中获取合并后的bd
RootBeanDefinition mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
if (mbd != null) {
return mbd;
}
// 如何获取不到的话，开始真正的合并
return getMergedBeanDefinition(beanName, getBeanDefinition(beanName));
}


protected RootBeanDefinition getMergedBeanDefinition(
String beanName, BeanDefinition bd, @Nullable BeanDefinition containingBd)
throws BeanDefinitionStoreException {synchronized (this.mergedBeanDefinitions) {
RootBeanDefinition mbd = null;// Check with full lock now in order to enforce the same merged instance.
if (containingBd == null) {
mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
}if (mbd == null) {
// 如果没有parentName的话直接使用自身合并
// 就是new了RootBeanDefinition然后再进行属性的拷贝
if (bd.getParentName() == null) {
if (bd instanceof RootBeanDefinition) {
mbd = ((RootBeanDefinition) bd).cloneBeanDefinition();
}
else {
mbd = new RootBeanDefinition(bd);
}
}
else {
// 需要进行父子的合并
BeanDefinition pbd;
try {
String parentBeanName = transformedBeanName(bd.getParentName());
if (!beanName.equals(parentBeanName)) {
// 这里是递归，在将父子合并时，需要确保父bd已经合并过了
pbd = getMergedBeanDefinition(parentBeanName);
}
else {
// 一般不会进这个判断
// 到父容器中找对应的bean，然后进行合并，合并也发生在父容器中
BeanFactory parent = getParentBeanFactory();
if (parent instanceof ConfigurableBeanFactory) {
pbd = ((ConfigurableBeanFactory) parent).getMergedBeanDefinition(parentBeanName);
}
// 省略异常信息......
}
}
// 省略异常信息......
//
mbd = new RootBeanDefinition(pbd);
//用子bd中的属性覆盖父bd中的属性
mbd.overrideFrom(bd);
}// 默认设置为单例
if (!StringUtils.hasLength(mbd.getScope())) {
mbd.setScope(RootBeanDefinition.SCOPE_SINGLETON);
}
// 当前bd如果内部嵌套了一个bd,并且嵌套的bd不是单例的，但是当前的bd又是单例的
// 那么将当前的bd的scope设置为嵌套bd的类型
if (containingBd != null && !containingBd.isSingleton() && mbd.isSingleton()) {
mbd.setScope(containingBd.getScope());
}
// 将合并后的bd放入到mergedBeanDefinitions这个map中
// 之后还是可能被清空的，因为bd可能被修改
if (containingBd == null && isCacheBeanMetadata()) {
this.mergedBeanDefinitions.put(beanName, mbd);
}
}return mbd;
}
}


上面这段代码整体不难理解，可能发生疑惑的主要是两个点：

1. pbd = getMergedBeanDefinition(parentBeanName);

这里进行的是父bd的合并，是方法的递归调用，这是因为在合并的时候父bd可能也还不是一个合并后的bd

1. containingBd != null && !containingBd.isSingleton() && mbd.isSingleton()

我查了很久的资料，经过验证后发现，如果进行了形如下面的嵌套配置，那么containingBd会不为null

<bean id="luBanService" class="com.dmz.official.service.LuBanService" scope="prototype">
<property name="lookUpService">
<bean class="com.dmz.official.service.LookUpService" scope="singleton"></bean>
</property>
</bean>


在这个例子中，containingBd为LuBanService，此时，LuBanService是一个原型的bd，但lookUpService是一个单例的bd，那么这个时候经过合并，LookUpService也会变成一个原型的bd。大家可以拿我这个例子测试一下。

总结：

这篇文章我觉得最重要的是，我们要明白Spring为什么要进行合并，之所以再每次需要用到BeanDefinition都进行一次合并，是为了每次都拿到最新的，最有效的BeanDefinition，因为利用容器提供了一些扩展点我们可以修改BeanDefinition中的属性。关于容器的扩展点，比如上文提到了BeanFactoryPostProcessor以及BeanDefinitionRegistryPostProcessor,我会在后面的几篇文章中一一介绍。

BeanDefinition的学习就到这里了，这个类很重要，是整个Spring的基石，希望大家可以多花时间多研究研究相关的知识。加油，共勉！