Spring源碼分析（一）：從哪里開始看spring源碼（系列文章基於Spring5.0）

概述

對於大多數第一次看spring源碼的人來說，都會感覺不知從哪開始看起，因為spring項目源碼由多個子項目組成，如spring-beans，spring-context，spring-core，spring-aop，spring-web，spring-webmvc等，整個項目結構如圖：

 

 可能有人會覺得，既然spring是一個IOC容器或者說是一個bean的容器，那么應該從spring-beans看起，先了解spring是如何從xml文件配置獲取需要創建的bean的信息，但是這里有個問題就是雖然知道怎么遍歷初始化，但是不知道哪里用到或者說哪里讓這些初始化開始，而且像BeanFactory，FactoryBean，Environment，PropertySource等接口還是比較抽象的，比較難看懂，所以很容易讓人感覺枯燥，然后就放棄了。
我們可以換個思路，從能接觸到的角度開始，即我們通常會使用spring-mvc來進行web開發，如@Controller，@RequestMapping都是再熟悉不過的了。如果搭過spring-mvc項目都知道，通常需要在web.xml文件中，配置一個ContextLoaderListener，contextConfigLocation，DispatcherServlet，可能很多人都是從網上copy了一份配置過來或者知道contextConfigLocation是指定spring配置文件的位置，DispatcherServlet是接收所有請求的前端控制器，需要指定攔截路由：“/”，從而攔截所有URL中帶“/”的請求，但是在spring源碼中是怎么使用這些組件的呢？以及怎么配置了一個@Controller，@RequestMapping中指定了一個url，就可以訪問了呢？還有就是通常我們的web項目都會部署在web容器，如tomcat當中，那么tomcat和spring有啥關系呢？所以我們可以帶着這些問題去查看spring源碼找到答案。
所以我推薦是從spring-mvc開始看spring源碼，因為這個是我們使用得比較多，比較容易理解的一個模塊，然后一層一層往上剝，找到與spring-context，spring-beans，spring-aop等的關系。如果真的對JavaWeb開發，Java EE很感興趣，或者更容易讀懂spring的源碼，可以先看servlet規范和Tomcat的設計與Tomcat的請求處理工作流。我目前也在結合這兩個方面看，也可以看下我的Tomcat源碼分析系列。

Servlet規范

在servlet的規范當中，servlet容器或者叫web容器，如tomcat，中運行的每個應用都由一個ServletContext表示，在web容器中可以包含多個ServletContext，即可以有多個web應用在web容器中運行。如在tomcat的webapp目錄下，每個war包都對應一個web應用，tomcat啟動時會解壓war包，並啟動相關的應用。
在web容器啟動的時候，會初始化web應用，即創建ServletContext對象，加載解析web.xml文件，獲取該應用的Filters，Listener，Servlet等組件的配置並創建對象實例，作為ServletContext的屬性，保存在ServletContext當中。之后web容器接收到客戶端請求時，則會根據請求信息，匹配到處理這個請求的Servlet，同時在交給servlet處理之前，會先使用應用配置的Filters對這個請求先進行過濾，最后才交給servlet處理。
了解web容器啟動，之后接受客戶端請求這些知識有啥用處呢？這里我們需要回過頭來看我們的spring項目。我們在日常開發中，直接接觸的是spring相關的組件，然后打成war包，放到web容器中，如拷貝到tomcat的webapp目錄，並不會直接和web容器打交道。經過以上的分析，其實一個spring項目就是對應web容器里的一個ServletContext，所以在ServletContext對象的創建和初始化的時候，就需要一種機制來觸發spring相關組件的創建和初始化，如包含@Controller和@RequestMapping注解的類和方法，這樣才能處理請求。

Listener監聽器機制：ContextLoaderListener

servlet規范當中，使用了Listener監聽器機制來進行web容器相關組件的生命周期管理以及Event事件監聽器來實現組件之間的交互。
其中一個重要的生命周期監聽器是ServletContextListener。web容器在創建和初始化ServletContext的時候，會產生一個ServletContextEvent事件，其中ServletContextEvent包含該ServletContext的引用。然后交給在web.xml中配置的，注冊到這個ServletContext的監聽器ServletContextListener。ServletContextListener在其contextInitialized方法中定義處理邏輯，接口定義如下：

/**
 * Implementations of this interface receive notifications about changes to the
 * servlet context of the web application they are part of. To receive
 * notification events, the implementation class must be configured in the
 * deployment descriptor for the web application.
 *
 * @see ServletContextEvent
 * @since v 2.3
 */
public interface ServletContextListener extends EventListener {

    /**
     ** Notification that the web application initialization process is starting.
     * All ServletContextListeners are notified of context initialization before
     * any filter or servlet in the web application is initialized.
     * @param sce Information about the ServletContext that was initialized
     */
    public void contextInitialized(ServletContextEvent sce);

    /**
     ** Notification that the servlet context is about to be shut down. All
     * servlets and filters have been destroy()ed before any
     * ServletContextListeners are notified of context destruction.
     * @param sce Information about the ServletContext that was destroyed
     */
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce);
}

從contextInitialized的注釋可知：通知所有的ServletContextListeners，當前的web應用正在啟動，而且這些ServletContextListeners是在Filters和Servlets創建之前接收到通知的。所以在這個時候，web應用還不能接收請求，故可以在這里完成底層處理請求的組件的加載，這樣等之后接收請求的Filters和Servlets創建時，則可以使用這些創建好的組件了。spring相關的bean就是這里所說的底層處理請求的組件，如數據庫連接池，數據庫事務管理器等。
ContextLoaderListener：spring-web包的ContextLoaderListener就是一個ServletContextListener的實現類。ContextLoaderListener主要用來獲取spring項目的整體配置信息，並創建對應的WebApplicationContext來保存bean的信息，以及創建這些bean的對象實例。默認去WEB-INF下加載applicationContext.xml配置，如果applicationContext.xml放在其他位置，或者使用其他不同的名稱，或者使用多個xml文件，則與指定contextConfigLocation。具體spring源碼的實現過程后續文章詳細分析。

<listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<!-- 修改配置文件路徑 -->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring/applicationContext.xml</param-value>
</context-param>

DispatcherServlet：前端控制器

在web容器中，web.xml中的加載順序：context-param -> listener -> filter -> servlet。其中ContextLoaderListener是屬於listener階段。我們通常需要在項目的web.xml中配置一個DispatcherServlet，並配置攔截包含“/”路徑的請求，即攔截所有請求。這樣在web容器啟動應用時，在servlet階段會創建這個servlet，由Servlet規范中servlet的生命周期方法可知：

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException;

    ServletConfig getServletConfig();

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy();
}

web容器在創建這個servlet的時候，會調用其init方法，故可以在DispatcherServlet的init方法中定義初始化邏輯，核心實現了創建DispatcherServlet自身的一個WebApplicationContext，注意在spring中每個servlet可以包含一個獨立的WebApplicationContext來維護自身的組件，而上面通過ContextLoaderListener創建的WebApplicationContext為共有的，通常也是最頂層，即root WebApplicationContext，servlet的WebApplicationContext可以通過setParent方法設值到自身的一個屬性。DispatcherServlet默認是加載WEB-INF下面的“servletName”-servlet.xml，來獲取配置信息的，也可以與ContextLoaderListener一樣通過contextLoaderConfig來指定位置。DispatcherServlet具體的源碼設計在之后文章詳細分析。

總結

從上面的分析，可知spring相關配置解析和組件創建其實是在web容器中，啟動一個web應用的時候，即在其ServletContext組件創建的時候，首先解析web.xml獲取該應用配置的listeners列表和servlet列表，然后保存在自身的一個屬性中，然后通過分發生命周期事件ServletContextEvent給這些listeners，從而在listeners感知到應用在啟動了，然后自定義自身的處理邏輯，如spring的ContextLoaderListener就是解析spring的配置文件並創建相關的bean，這樣其實也是實現了一種代碼的解耦；其次是創建配置的servlet列表，調用servlet的init方法，這樣servlet可以自定義初始化邏輯，DispatcherServlet就是其中一個servlet。
所以在ContextLoaderListener和DispatcherServlet的創建時，都會進行WebApplicationContext的創建，這里其實就是IOC容器的創建了，即會交給spring-context，spring-beans包相關的類進行處理了，故可以從這里作為一個入口，一層一層地剝spring的源碼了。

 

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