开发笔记:Spring源码跟踪之ContextLoaderListener

篇首语：本文由编程笔记#小编为大家整理，主要介绍了Spring源码跟踪之ContextLoaderListener相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

  首先我们来看一段web.xml中的配置：

contextConfigLocation
classpath:/applicationContext.xml


org.springframework.web.context.ContextLoaderListener

  有经验的都知道上面一段配置是关于web集成Spring的，每个初次学习Spring的，心中都会疑问为何如此配置，下面跟着我来理解为何如此配置。

       首先理解一下什么是listener？

       Listener 的作用非常类似于load-on-startup Servlet。用于在Web 应用启动时，启动某些后台程序，这些后台程序负责为系统运行提供支持。

        Listener 与load-on-startup Servlet 的区别在于: Listener 的启动时机比load-on-startup Servlet 早，只是Listener 是Servlet 2.3 规范之后才出现的。
使用Listener 只需要两个步骤:
(1)创建Listener 实现类。
(2)在web.xml 文件中配置Listener。
        创建Listener 类必须实现ServletContextListener 接口，该接口包含两个方法。
contextInitialized(ServletContextEvent sce): 启动Web 应用时，系统调用该Filter的方法。

contextDestroyed(ServletContextEvent sce): 关闭Web 应用时候，系统调用Filter的方法。

先大致介绍一下ContextLoaderListener启动运行过程：

简单介绍一下上图的运行流程：

①启动项目时触发contextInitialized方法，该方法就做一件事：通过父类contextLoader的initWebApplicationContext方法创建Spring上下文对象。

②initWebApplicationContext方法做了三件事：创建WebApplicationContext；加载对应的Spring文件创建里面的Bean实例；将WebApplicationContext放入ServletContext（就是Java Web的全局变量）中。

③createWebApplicationContext创建上下文对象，支持用户自定义的上下文对象，但必须继承自ConfigurableWebApplicationContext，而Spring MVC默认使用ConfigurableWebApplicationContext作为ApplicationContext（它仅仅是一个接口）的实现。

④configureAndRefreshWebApplicationContext方法用于封装ApplicationContext数据并且初始化所有相关Bean对象。它会从web.xml中读取名为contextConfigLocation的配置，这就是spring xml数据源设置，然后放到ApplicationContext中，最后调用传说中的refresh方法执行所有Java对象的创建。

⑤完成ApplicationContext创建之后就是将其放入ServletContext中，注意它存储的key值常量。

 下面来看一下ContextLoaderListener的源码：

public class ContextLoaderListener extends ContextLoader
    implements ServletContextListener{
    public ContextLoaderListener()
    {
    }
    public ContextLoaderListener(WebApplicationContext context)
    {
        super(context);
    }
    public void contextInitialized(ServletContextEvent event)
    {
    //这个方法已经废弃，返回值为null
        contextLoader = createContextLoader();
        if(contextLoader == null)
        //因为ContextLoaderListerner继承了ContextLoader,所以可把自身赋值给
            contextLoader = this;
        //接着就实例化webApplicationContext，由父类ContextLoader实现
        contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }
    protected ContextLoader createContextLoader()
    {
        return null;
    }
    public ContextLoader getContextLoader()
    {
        return contextLoader;
    }
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent event)
    {
        if(contextLoader != null)
            contextLoader.closeWebApplicationContext(event.getServletContext());
        ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());
    }
    private ContextLoader contextLoader;
}

因为它实现了ServletContextListener这个接口，在web.xml配置这个监听器，启动容器时，就会默认执行它实现的方法。在ContextLoaderListener中关联了ContextLoader这个类，所以整个加载配置过程由ContextLoader来完成，ContextLoader是一个工具类，用来初始化WebApplicationContext，其主要方法就是initWebApplicationContext，我们继续追踪initWebApplicationContext这个方法，我们发现，原来ContextLoader是把WebApplicationContext（XmlWebApplicationContext是默认实现类）放在了ServletContext中，ServletContext也是一个“容器”，也是一个类似Map的结构，而WebApplicationContext在ServletContext中的KEY就是WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE，我们如果要使用WebApplicationContext则需要从ServletContext取出，Spring提供了一个WebApplicationContextUtils类，可以方便的取出WebApplicationContext，只要把ServletContext传入就可以了。 

在创建ContextLoader，会执行它的一段静态代码块。

  static 
    {
        try
        {
         // 这里创建一个ClassPathResource对象,载入ContextLoader.properties,用于创建对应的ApplicationContext容器  
        // 这个文件跟ContextLoader类在同一个目录下,文件内容如:  
        // org.springframework.web.context.WebApplicatiOnContext=org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext  
        // 如此说来,spring默认初始化的是XmlWebApplicationContext  
            ClassPathResource resource = new ClassPathResource("ContextLoader.properties", org/springframework/web/context/ContextLoader);
            defaultStrategies = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource);
        }
        catch(IOException ex)
        {
            throw new IllegalStateException((new StringBuilder("Could not load ‘ContextLoader.properties‘: ")).append(ex.getMessage()).toString());
        }
    }

下面我们主要看看ContextLoader这个类的initWebApplicationContext方法。

        //以下这段代码主要判断是否重复实例化的问题，因为实例化webApplicationContext后，会把它放到servletContext的一个属性里，所以我们可以从servletContext的属性取出webApplicationContext，如果不为空，则已经实例化，接着就会抛出异常.
        if(servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null)
            throw new IllegalStateException("Cannot initialize context because there is already a root application context present - check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");

这个地点是为什么Spring需要引入common-logging这个jar，不然会报错。

 logger = LogFactory.getLog(org/springframework/web/context/ContextLoader);

调用LogFactory.getLog()时发生的事情：

          (1).common-logging首先在CLASSPATH中查找commons-logging.properties文件。这个属性文件至少定义org.apache.commons.logging.Log属性，它的值应该是上述任意Log接口实现的完整限定名称。如果找到 org.apache.commons.logging.Log属相，则使用该属相对应的日志组件。结束发现过程。

        (2).如果上面的步骤失败（文件不存在或属相不存在），common-logging接着检查系统属性org.apache.commons.logging.Log。如果找到org.apache.commons.logging.Log系统属性，则使用该系统属性对应的日志组件。结束发现过程。
        (3).如果找不到org.apache.commons.logging.Log系统属性，common-logging接着在CLASSPATH中寻找log4j的类。如果找到了就假定应用要使用的是log4j。不过这时log4j本身的属性仍要通过log4j.properties文件正确配置。结束发现过程。
        (4).如果上述查找均不能找到适当的Logging API，但应用程序正运行在JRE 1.4或更高版本上，则默认使用JRE 1.4的日志记录功能。结束发现过程。
        (5).最后，如果上述操作都失败（JRE 版本也低于1.4），则应用将使用内建的SimpleLog。SimpleLog把所有日志信息直接输出到System.err。结束发现过程。

        为了简化配置 commons-logging ，一般不使用 commons-logging 的配置文件，也不设置与 commons-logging 相关的系统环境变量，而只需将 Log4j 的 Jar 包放置到 classpash 中就可以了。这样就很简单地完成了 commons-logging 与 Log4j 的融合。

接着我们可看到：

 //接着就会创建webApplicationContext
 if(context == null)
 context = createWebApplicationContext(servletContext);

跟进createWebApplicationContext这个方法:

 protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc)
    {
    //获取相应的class,其实就是ConfigurableWebApplicationContext.class
        Class contextClass = determineContextClass(sc);
        //判断是否为 ConfigurableWebApplicationContext.class或从它继承
        if(!org/springframework/web/context/ConfigurableWebApplicationContext.isAssignableFrom(contextClass))
        {
        //若非ConfigurableWebApplicationContext.class或非其子类则抛出异常
            throw new ApplicationContextException((new StringBuilder("Custom context class [")).append(contextClass.getName()).append("] is not of type [").append(org/springframework/web/context/ConfigurableWebApplicationContext.getName()).append("]").toString());
        } else
        {
          //创建一个contextClass的实例对象返回,然后就是把context强制转换为configrableWebApplicationContext，实例化spring容器
            ConfigurableWebApplicationContext wac = (ConfigurableWebApplicationContext)BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
            return wac;
        }
    }

 该方法首先判断从web.xml文件的初始化参数CONTEXT_CLASS_PARAM(的定义为public static final String CONTEXT_CLASS_PARAM = "contextClass";)获取的的类名是否存在，如果存在，则容器的Class；否则返回默认的Class。如何获取默认的容器Class，注意看创建contextLoader时的代码注释就知道了，  由此看来，spring不仅有默认的applicationContext的容器类，还允许我们自定义applicationContext容器类，不过Spring不建义我们自定义applicationContext容器类。

 protected Class determineContextClass(ServletContext servletContext)
    {
        String contextClassName;
        //从servletContext读取contextClassName
        contextClassName = servletContext.getInitParameter("contextClass");
        if(contextClassName == null)
        //否则创建默认的容器的Class对象,即:org.springframework.web.context.support.XmlWebApplicationContext 
 contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());
         //如果从servletContext读取到的contextClassName不为空，就返回对应的class类
        return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());
        ClassNotFoundException ex;
        ex;
        //如果找不到该类名的类就抛出异常
        throw new ApplicationContextException((new StringBuilder("Failed to load custom context class [")).append(contextClassName).append("]").toString(), ex);
        contextClassName = defaultStrategies.getProperty(org/springframework/web/context/WebApplicationContext.getName());
        return ClassUtils.forName(contextClassName, org/springframework/web/context/ContextLoader.getClassLoader());
        ex;
        throw new ApplicationContextException((new StringBuilder("Failed to load default context class [")).append(contextClassName).append("]").toString(), ex);
    }

接着看核心方法configureAndRefreshWebApplicationContext

protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac, ServletContext sc)
    {
        if(ObjectUtils.identityToString(wac).equals(wac.getId()))
        {
            String idParam = sc.getInitParameter("contextId");
            if(idParam != null)
                wac.setId(idParam);
            else
            if(sc.getMajorVersion() == 2 && sc.getMinorVersion() < 5)
                wac.setId((new StringBuilder(String.valueOf(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX))).append(ObjectUtils.getDisplayString(sc.getServletContextName())).toString());
            else
                wac.setId((new StringBuilder(String.valueOf(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX))).append(ObjectUtils.getDisplayString(sc.getContextPath())).toString());
        }
        ApplicationContext parent = loadParentContext(sc);
        wac.setParent(parent);
        //把servletContext放到webApplicationContext中，以后可以直接取出来用
        wac.setServletContext(sc);
        String initParameter = sc.getInitParameter("contextConfigLocation");
        if(initParameter != null)
            wac.setConfigLocation(initParameter);
         //用户自己的一些设置
        customizeContext(sc, wac);
        //进行bean加载
        wac.refresh();
    }

我们进入webApplicationContext的refresh方法看一下

   public void refresh()
        throws BeansException, IllegalStateException
    {
        synchronized(startupShutdownMonitor)
        {
            prepareRefresh();
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
            prepareBeanFactory(beanFactory);
            try
            {
                postProcessBeanFactory(beanFactory);
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                initMessageSource();
                initApplicationEventMulticaster();
                onRefresh();
                registerListeners();
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                finishRefresh();
            }
            catch(BeansException ex)
            {
                destroyBeans();
                cancelRefresh(ex);
                throw ex;
            }
        }
    }

这是一个同步的方法，这里最核心的方法就是obtainFreshBeanFactory方法。其他的方法都是对webApplicationContext和beanFactory做一些前后的装饰和准备。

 protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory()
    {
        refreshBeanFactory();
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
        if(logger.isDebugEnabled())
            logger.debug((new StringBuilder("Bean factory for ")).append(getDisplayName()).append(": ").append(beanFactory).toString());
        return beanFactory;
    }

这里的核心方法就是refreshBeanFactory();它负责生成BeanFactory并加载bean

protected final void refreshBeanFactory()
        throws BeansException
    {
    //判断是否已经存在beanFactory如果有则销毁。
        if(hasBeanFactory())
        {
            destroyBeans();
            closeBeanFactory();
        }
        try
        {
            DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
            beanFactory.setSerializationId(getId());
            customizeBeanFactory(beanFactory);//用户自己做一些设置
            loadBeanDefinitions(beanFactory);//这个方法很关键，负责加载所有的bean
            synchronized(beanFactoryMonitor)
            {
                this.beanFactory = beanFactory;
            }
        }
        catch(IOException ex)
        {
            throw new ApplicationContextException((new StringBuilder("I/O error parsing bean definition source for ")).append(getDisplayName()).toString(), ex);
        }
    }

然后我们进入loadBeanDefinitions(beanFactory);看一下

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
        throws BeansException, IOException
    {
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
        beanDefinitionReader.setEnvironment(getEnvironment());
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
    }

这里主要工作就是new一个XmlBeanDefinitionReader，给它设置environment,resourceLoader和entityResolver,注意一下由于webApplicationContext实现了ResouceLoader接口，所以它本身就是一个ResourceLoader.我们可以看到它并不自己去实现lobeanDefinitions方法，而是委托给XmlBeanDefinitionReader去实现。

 protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader)
        throws IOException
    {
        String configLocations[] = getConfigLocations();
        if(configLocations != null)
        {
            String as[];
            int j = (as = configLocations).length;
            for(int i = 0; i < j; i++)
            {
                String configLocation = as[i];
                reader.loadBeanDefinitions(configLocation);
            }
        }
    }

这里就对configLocations进行bean的加载，调用重载的方法

  public int loadBeanDefinitions(String location)
        throws BeanDefinitionStoreException
    {
        return loadBeanDefinitions(location, null);
    }

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