我们在《spring源码阅读2-1——bean的管理》中，摸清了BeanFactory家族的整体框架和功能概览，本文将继续剖析spring如何将BeanFactory一点一点实现的。
首先是上次已经获得的BeanFactory家族类图，本人在这上方加了备注，希望能让大家看的更为清晰。
BeanFactory家族类图
SimpleAliasRegistry
这个类实现了AliasRegistry接口
alias注册管理
首先是registerAlias()方法的实现：
为了方便读者阅读，加入了中文注释
源码：
private final Map<String, String> aliasMap = new ConcurrentHashMap<String, String>(16);
@Override
public void registerAlias(String name, String alias) {
Assert.hasText(name, "'name' must not be empty"); //参数校验
Assert.hasText(alias, "'alias' must not be empty");
if (alias.equals(name)) { //保障了不存在与正名相同的别名
this.aliasMap.remove(alias);
}
else {
if (!allowAliasOverriding()) { //是否开启覆盖注册，默认为true
String registeredName = this.aliasMap.get(alias);
if (registeredName != null && !registeredName.equals(name)) {
throw new IllegalStateException("Cannot register alias '" + alias + "' for name '" +
name + "': It is already registered for name '" + registeredName + "'.");
}
}
checkForAliasCircle(name, alias); //确保添加的没有name和alias值相反的数据且alias和name不相等
this.aliasMap.put(alias, name);
}
}
---------------------------- 方法封装 ------------------------------------------------------
public String canonicalName(String name) {
String canonicalName = name;
// Handle aliasing...
String resolvedName;
do {
resolvedName = this.aliasMap.get(canonicalName);
if (resolvedName != null) {
canonicalName = resolvedName;
}
}
while (resolvedName != null);
return canonicalName;
}
protected void checkForAliasCircle(String name, String alias) {
if (alias.equals(canonicalName(name))) {
throw new IllegalStateException("Cannot register alias '" + alias +
"' for name '" + name + "': Circular reference - '" +
name + "' is a direct or indirect alias for '" + alias + "' already");
}
}
解读：
第一句是声明了一个线程安全的散列表对象(ConcurrentHashMap)来作为缓存（如果对线程安全和非线程安全的集合类不太清楚，建议可以系统地去学习）来存放注册的alias。
aliasMap以alias为键，name为值，其中alias为别名，而name是正名，如下图所示。
alias散列表
从代码中我们看到我们可以为把alias当做name来再次注册别名，举个例子，叫"张三"的人有两个外号："小张"和"小三"，那我可以为小三注册别名，叫"三哥"，即name="小三", alias="三哥"(当然name="张三"也是可以的)。但是不能注册name和alias正好相反的数据，以及name和alias相等的数据。为什么这么设计呢？后面会给出解释。
源码：
@Override
public void removeAlias(String alias) {
String name = this.aliasMap.remove(alias);
if (name == null) {
throw new IllegalStateException("No alias '" + alias + "' registered");
}
}
@Override
public boolean isAlias(String name) {
return this.aliasMap.containsKey(name);
}
@Override
public String[] getAliases(String name) {
List<String> result = new ArrayList<String>();
synchronized (this.aliasMap) {
retrieveAliases(name, result);
}
return StringUtils.toStringArray(result);
}
//遍历散列表，获取name为定值的所有alias
private void retrieveAliases(String name, List<String> result) {
for (Map.Entry<String, String> entry : this.aliasMap.entrySet()) {
String registeredName = entry.getValue();
if (registeredName.equals(name)) {
String alias = entry.getKey();
result.add(alias);
retrieveAliases(alias, result); //注意是有回调的哦
}
}
}
解读:
removeAlias()和isAlias()就不说了，根据name来获取alias的方法getAliases(String name)，由于散列表是以alias为键，而name为值，要想找出满足条件的所有alias值，就必须对散列表进行遍历，找出所有name和给定值相等的值。
我在注释中注明了是有回调函数存在的，当找到name值和给定值相等是，会把这个alias作为name，再次对散列表进行遍历，如下图所示
回调的效果
返回值中有"三哥"，而三哥对应的name是"小三"。这也是在注册时限制注册的数据name和alias不能正好相反且name和alias不能相等的原因，否则回调函数将陷入无限循环中去。
因此，在设计阶段和编程过程中，如果涉及回调，就要规避无限循环的可能。
至此，我们已经阅读完了这个类的所有方法（还有一个resolveAliases()入参是一个较为复杂的对象，暂时不解释，等下回碰到了再细究）
DefautlSingletonBeanRegistry
该类继承了SimpleAliasRegistry，并且实现SingletonBeanRegistry接口。
同样的，来看下是如何实现registerSingleton(String beanName, Object singletonObject)方法：
源码：
protected static final Object NULL_OBJECT = new Object();
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<String>(64);
@Override
public void registerSingleton(String beanName, Object singletonObject) throws IllegalStateException {
Assert.notNull(beanName, "'beanName' must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
Object oldObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (oldObject != null) {
throw new IllegalStateException("Could not register object [" + singletonObject +
"] under bean name '" + beanName + "': there is already object [" + oldObject + "] bound");
}
addSingleton(beanName, singletonObject);
}
}
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
synchronized (this.singletonObjects) {
this.singletonObjects.put(beanName, (singletonObject != null ? singletonObject : NULL_OBJECT));
this.singletonFactories.remove(beanName);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
解读：
同SimpleAliasRegistry，这里也是用散列表来做缓存。但是SingleBean的注册要来的复杂，因为bean还涉及到初始化的问题，因此这里有多个缓存用的对象：
- singletonObjects是一个线程安全的散列表，用于存放已注册的SingleBean实例
- singletonFactories用来存放初始化SingleBean实例的factory对象
- earlySingletonObjects 用来存放已存在但是未注册的SingleBean实例
- registeredSingletons是一个集合，存放的是已注册的SingleBean对象的名称
从代码中可以看到，当一个Bean被注册后，就会将这个Bean实例添加到缓存中去，如果这个实例存在对应的BeanFactory，则BeanFactory将被移除，或者这个Bean存在于earlySingletonObjects中，也将从earlySingletonObjects中移除。
这个过程可能不太好理解，举个例子来说明吧：
有a，b，c三个学生要在大学注册，a社会自考招生，没有学籍；b是高中FactoryB的学生；c是该大学的留级生，学籍已存在。b注册完成后，要将学籍档案转移到大学中，c也要将学籍档案转移到当前年级的档案库中去（如下图所示）
Bean注册图解
private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation =
Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>(16));
@Override
public Object getSingleton(String beanName) {
return getSingleton(beanName, true);
}
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}
public boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
}
解读：
这段逻辑比较清晰了，还是那上面那个例子来讲，要获得一个学生的学籍档案，首先直接从该年级的学籍档案中查看，如果没有，这个学生是否为该入学注册的学生（isSingletonCurrentlyIncreation()方法判断），如果是，就依次查找earlySingletonObjects和singletonFactories对象。
再看源码的过程中，会有很多疑惑，比如这里为什么要设置这么多的缓存对象，想alias那样注册不就好了，为什么要那么麻烦呢？但是，要沉住气，坚持下去，最终会让你豁然开朗。这也许是源码阅读的魅力所在吧
源码：
@Override
public boolean containsSingleton(String beanName) {
return this.singletonObjects.containsKey(beanName);
}
@Override
public String[] getSingletonNames() {
synchronized (this.singletonObjects) {
return StringUtils.toStringArray(this.registeredSingletons);
}
}
@Override
public int getSingletonCount() {
synchronized (this.singletonObjects) {
return this.registeredSingletons.size();
}
}
这几个方法的重写就不说了，和alias的注册管理是一样的。
源码：
private final Map<String, Set<String>> dependentBeanMap = new ConcurrentHashMap<String, Set<String>>(64);
private final Map<String, Set<String>> dependenciesForBeanMap = new ConcurrentHashMap<String, Set<String>>(64);
public void registerDependentBean(String beanName, String dependentBeanName) {
// A quick check for an existing entry upfront, avoiding synchronization...
String canonicalName = canonicalName(beanName);
Set<String> dependentBeans = this.dependentBeanMap.get(canonicalName);
if (dependentBeans != null && dependentBeans.contains(dependentBeanName)) {
return;
}
// No entry yet -> fully synchronized manipulation of the dependentBeans Set
synchronized (this.dependentBeanMap) {
dependentBeans = this.dependentBeanMap.get(canonicalName);
if (dependentBeans == null) {
dependentBeans = new LinkedHashSet<String>(8);
this.dependentBeanMap.put(canonicalName, dependentBeans);
}
dependentBeans.add(dependentBeanName);
}
synchronized (this.dependenciesForBeanMap) {
Set<String> dependenciesForBean = this.dependenciesForBeanMap.get(dependentBeanName);
if (dependenciesForBean == null) {
dependenciesForBean = new LinkedHashSet<String>(8);
this.dependenciesForBeanMap.put(dependentBeanName, dependenciesForBean);
}
dependenciesForBean.add(canonicalName);
}
}
protected boolean isDependent(String beanName, String dependentBeanName) {
String canonicalName = canonicalName(beanName);
Set<String> dependentBeans = this.dependentBeanMap.get(canonicalName);
if (dependentBeans == null) {
return false;
}
if (dependentBeans.contains(dependentBeanName)) {
return true;
}
for (String transitiveDependency : dependentBeans) {
if (isDependent(transitiveDependency, dependentBeanName)) {
return true;
}
}
return false;
}
protected boolean hasDependentBean(String beanName) {
return this.dependentBeanMap.containsKey(beanName);
}
public String[] getDependentBeans(String beanName) {
Set<String> dependentBeans = this.dependentBeanMap.get(beanName);
if (dependentBeans == null) {
return new String[0];
}
return StringUtils.toStringArray(dependentBeans);
}
解读：
DefaultSingletonBeanRegistry不仅实现了SingleBeanRegistry中的对SingleBean注册管理的方法，还扩展了对于SingleBean的依赖关系进行管理。
缓存对象：
- dependentBeanMap 存储bean所依赖的其他bean组件
- dependenciesForBeanMap 存储当前bean被哪些其他bean组件依赖
方法：
- registerDependentBean() ==> 注册bean所依赖的dependentBean
- isDependent() ==> 返回denpendentBean是否为bean的依赖bean
- hasDenpendentBean() ==> 返回bean是否有dependentBean
- getDependentBeans() ==> 返回bean的所有dependentBean
- destroyBean() ==> 删除一个bean，删除其依赖信息
总结
总结.png
本文到这就要结束了，回顾下
本文主要对Factory家族中的SimpleAliasRegistry和DefaultSingletonBeanRegistry进行分析。
其主要通过线程安全的散列表做缓存，实现了alias管理、SingleBean管理以及Bean依赖的管理的功能。
本文到此就结束，希望能够帮到大家。
纯属原创，转载请声明出处。
——作者：陈来件（QQ：810522442）
