Spring框架学习【Web环境中Spring的启动过程】

浏览数：30 / 时间：2015年06月09日

1.Spring不但可以在JavaSE环境中应用，在Web环境中也可以广泛应用，Spring在web环境中应用时，需要在应用的web.xml文件中添加如下的配置：

[xhtml] view plaincopyprint?
  1. ……  
  2. <context-param>  
  3.     <param-name>contextConfigLocation</param-name>  
  4.     <!--Spring配置文件位置-->  
  5.     <param-value>/WEB-INF/applicationContext.xml</param-value>  
  6. </context-param>  
  7. <listener>  
  8.     <listener-class>  
  9. org.springframework.web.context.ContextLoaderListener  
  10. </listener-class>  
  11. <listener>  
  12. ……  

通过web描述文件我们可以看到，Spring在Web环境中通过ContextLoaderListener监听器类启动，通过加载”/WEB-INF/”目录下的Spring配置文件，Web服务器启动Spring的初始化过程。

ContextLoaderListener是一个监听器，和Web服务器的生命周期事件紧密关联，即当Web服务器启动时，Web服务器声明周期事件将会触发ContextLoaderListener监听器加载Spring配置文件，开始Spring在web服务器中的初始化工作。

2.ContextLoaderListener启动Spring：

ContextLoaderListener继承Spring的ContextLoader上下文加载器类，同时实现ServletContextListener接口(Servlet上下文监听器)，监听Web服务器上下文的启动和停止事件，管理Web环境中Spring的启动和销毁过程，其源码如下：

[java] view plaincopyprint?
  1. public class ContextLoaderListener extends ContextLoader implements ServletContextListener {  
  2.     //Spring上下文加载器   
  3.     private ContextLoader contextLoader;  
  4. //初始化Spring根上下文，event参数是当前Web应用上下文事件   
  5.     public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {  
  6.         //创建Spring上下文加载器，ContextLoaderListener继承ContextLoader，   
  7.         //所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器   
  8.         this.contextLoader = createContextLoader();  
  9.         if (this.contextLoader == null) {  
  10.             this.contextLoader = this;  
  11.         }  
  12.         //根据给定的ServletContext上下文，初始化Spring Web应用上下文 this.contextLoader.initWebApplicationContext(event.getServletContext());   
  13.     }  
  14.     //创建Spring上下文加载器   
  15.     protected ContextLoader createContextLoader() {  
  16.         return null;  
  17.     }  
  18.     //获取Spring上下文加载器   
  19.     public ContextLoader getContextLoader() {  
  20.         return this.contextLoader;  
  21.     }  
  22. //销毁Spring根上下文   
  23.     public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) {  
  24.         if (this.contextLoader != null) {  
  25.         //关闭指定Servlet的Spring Web根上下文    this.contextLoader.closeWebApplicationContext(event.getServletContext());   
  26.         }  
  27.     //清除Servlet上下文中被配置的属性   ContextCleanupListener.cleanupAttributes(event.getServletContext());   
  28.     }  
  29. }  

通过对ContextLoaderListener的源码分析，我们看到ContextLoaderListener继承ContextLoader，所以ContextLoaderListener本身也是Spring的上下文加载器。

ContextLoaderListener实现了ServletContextListener接口，当Web应用在Web服务器中被被启动和停止时，Web服务器启动和停止事件会分别触发ContextLoaderListener的contextInitialized和contextDestroyed方法来初始化和销毁Spring上下文。我们通过上述对ContextLoaderListener的源码分析看到真正实现Spring上下文的初始化和销毁功能的是ContextLoader类，接下来我们分析ContextLoader初始化和销毁Spring Web上下文的过程。

3.ContextLoader初始化和销毁Spring Web上下文：

(1).ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码如下：

[java] view plaincopyprint?
  1. //初始化Spring根上下文   
  2. public WebApplicationContext initWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {  
  3. //ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";   
  4. //判断在Servlet上下文中Spring Web应用给根上下文是否已经存在   
  5.         if (servletContext.getAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE) != null) {  
  6.             throw new IllegalStateException(  
  7.                     "Cannot initialize context because there is already a root application context present - " +  
  8.                     "check whether you have multiple ContextLoader* definitions in your web.xml!");  
  9.         }  
  10.         //记录日志   
  11.         Log logger = LogFactory.getLog(ContextLoader.class);  
  12.         servletContext.log("Initializing Spring root WebApplicationContext");  
  13.         if (logger.isInfoEnabled()) {  
  14.             logger.info("Root WebApplicationContext: initialization started");  
  15.         }  
  16.         //获取当前系统时间   
  17.         long startTime = System.currentTimeMillis();  
  18.         try {  
  19.             //如果当前Web根容器有父容器，则获取父容器   
  20.             ApplicationContext parent = loadParentContext(servletContext);  
  21.             //根据给定Servlet容器和父容器创建Web应用容器，并且所创建的Web应用   
  22. //容器实例对象存储在本地变量中，以确保当Servlet容器关闭时该容器可用   
  23.             this.context = createWebApplicationContext(servletContext, parent);  
  24.         //将创建的Web应用上下文设置到Servlet上下文的应用根容器属性中    servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);   
  25.             //获取当前线程的容器类加载器   
  26.             ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
  27.             //如果当前线程的容器类加载器是ContextLoader类，则当前上下文就设置为   
  28. //创建的Web应用上下文   
  29.             if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {  
  30.                 currentContext = this.context;  
  31.             }  
  32.             //如果当前线程的容器类加载器不为null，则将创建的web应用上下文和其类   
  33. //加载器缓存在容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中   
  34.             else if (ccl != null) {  
  35.                 currentContextPerThread.put(ccl, this.context);  
  36.             }  
  37.             if (logger.isDebugEnabled()) {  
  38.                 logger.debug("Published root WebApplicationContext as ServletContext attribute with name [" +  
  39.         WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE + "]");  
  40.             }  
  41.             if (logger.isInfoEnabled()) {  
  42.                 long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;  
  43.                 logger.info("Root WebApplicationContext: initialization completed in " + elapsedTime + " ms");  
  44.             }  
  45.             //返回创建的Web应用上下文   
  46.             return this.context;  
  47.         }  
  48.         catch (RuntimeException ex) {  
  49.             logger.error("Context initialization failed", ex);  
  50.             servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, ex);  
  51.             throw ex;  
  52.         }  
  53.         catch (Error err) {  
  54.             logger.error("Context initialization failed", err);  
  55.     servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, err);  
  56.             throw err;  
  57.         }  
  58.     }  
  59. //创建Web应用上下文   
  60. protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(ServletContext sc, ApplicationContext parent) {  
  61.         //获取当前Servlet上下文接口的实现类   
  62.         Class<?> contextClass = determineContextClass(sc);  
  63.     //判断使用什么样的的类在Web容器中作为IoC容器   
  64.         if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {  
  65.             throw new ApplicationContextException("Custom context class [" + contextClass.getName() +  
  66.                     "] is not of type [" + ConfigurableWebApplicationContext.class.getName() + "]");  
  67.         }  
  68.     //Servlet上下文实现类是ConfigurableWebApplicationContext类型，   
  69. //使用JDK反射机制，调用Servlet上下文实现类的无参构造方法创建实例对象   
  70.         ConfigurableWebApplicationContext wac =  
  71.                 (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);  
  72.         //如果Servlet大版本是2，并且小版本号小于5，即是Servlet2.4以下标准   
  73.         if (sc.getMajorVersion() == 2 && sc.getMinorVersion() < 5) {  
  74.             //获取Servlet上下文名称   
  75.             String servletContextName = sc.getServletContextName();  
  76.         //为创建的Web应用上下文设置唯一的Id标识 wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(servletContextName));   
  77.         }  
  78.         //Servlet2.5标准   
  79.         else {  
  80.             try {  
  81.                 //调用Servlet上下文对象中getContextPath()方法   
  82.                 String contextPath = (String) ServletContext.class.getMethod("getContextPath").invoke(sc);  
  83.             //为Web上下文设置唯一Id标识   wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(contextPath));   
  84.             }  
  85.             catch (Exception ex) {  
  86.                 throw new IllegalStateException("Failed to invoke Servlet 2.5 getContextPath method", ex);  
  87.             }  
  88.         }  
  89.         //设置Web上下文的父级上下文   
  90.         wac.setParent(parent);  
  91.         //设置Web上下文的Servlet上下文   
  92.         wac.setServletContext(sc);  
  93.     //Servlet上下文从web.xml文件中获取配置的contextConfigLocation参数，并   
  94. //将其作为Spring Web上下文配置资源的值   wac.setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));   
  95.     //调用用户自定义的设置应用上下文方法   
  96.         customizeContext(sc, wac);  
  97.         //刷新Spring Web容器，启动载入Spring配置资源的过程   
  98.         wac.refresh();  
  99.         return wac;  
  100.     }  
  101. //根据给定的Servlet上下文，获取Spring Web上下文的实现类//XmlWebApplicationContext或者用户自定义的Spring Web应用上下文   
  102. protected Class<?> determineContextClass(ServletContext servletContext) {  
  103.         //Servlet上下文从web.xml中获取配置的contextClass参数值   
  104.         String contextClassName = servletContext.getInitParameter(CONTEXT_CLASS_PARAM);  
  105.         //如果web.xml中额外配置了contextClass参数值   
  106.         if (contextClassName != null) {  
  107.             try {  
  108.                 //使用JDK反射机制，实例化指定名称的contextClass类对象   
  109.                 return ClassUtils.forName(contextClassName, ClassUtils.getDefaultClassLoader());  
  110.             }  
  111.             catch (ClassNotFoundException ex) {  
  112.                 throw new ApplicationContextException(  
  113.                         "Failed to load custom context class [" + contextClassName + "]", ex);  
  114.             }  
  115.         }  
  116.         //如果web.xml中没有配置contextClass参数值   
  117.         else {  
  118.         //获取Spring中默认的Web应用上下文策略，即XmlWebApplicationContext   
  119.             contextClassName = defaultStrategies.getProperty(WebApplicationContext.class.getName());  
  120.             try {  
  121.                 //使用JDK反射机制，创建Spring Web应用上下文默认策略类对象   
  122.                 return ClassUtils.forName(contextClassName, ContextLoader.class.getClassLoader());  
  123.             }  
  124.             catch (ClassNotFoundException ex) {  
  125.                 throw new ApplicationContextException(  
  126.                         "Failed to load default context class [" + contextClassName + "]", ex);  
  127.             }  
  128.         }  
  129.     }  

通过上面ContextLoader初始化Spring Web上下文的主要源码分析，我们看到当Web应用在Web服务器启动时，Servlet上下文通过web.xml文件获取所配置的contextConfigLocation、contextClass等参数，定位Spring配置文件资源，调用Spring Web容器的刷新的refresh()方法启动Web环境中Spring Ioc容器的初始化过程，refresh()方法启动Spring IoC容器的初始化过程我们在IoC容器源码分析中已经分析过，这里不再重述。

(2). ContextLoader关闭Spring Web上下文的主要源码：

[java] view plaincopyprint?
  1. //关闭指定Servlet上下文中的Spring Web应用上下文   
  2. public void closeWebApplicationContext(ServletContext servletContext) {  
  3.         servletContext.log("Closing Spring root WebApplicationContext");  
  4.         try {  
  5.         //Spring Web应用上下文的类型都是ConfigurableWebApplicationContext   
  6.             if (this.context instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {  
  7.                 //关闭Spring Web应用上下文，释放资源，销毁所有缓存的单态模式Bean   
  8.                 ((ConfigurableWebApplicationContext) this.context).close();  
  9.             }  
  10.         }  
  11.         finally {  
  12.             //获取当前线程的上下文类加载器   
  13.             ClassLoader ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
  14.             //将当前上下文对象设置为null   
  15.             if (ccl == ContextLoader.class.getClassLoader()) {  
  16.                 currentContext = null;  
  17.             }  
  18.             //移除容器类加载器—>Web应用上下文Map集合中中key为指定类加载器的项   
  19.             else if (ccl != null) {  
  20.                 currentContextPerThread.remove(ccl);  
  21.             }  
  22.         //移除Servlet上下文中Spring Web根上下文属性 servletContext.removeAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE);   
  23.                 //释放父容器引用   
  24.             if (this.parentContextRef != null) {  
  25.                 this.parentContextRef.release();  
  26.             }  
  27.         }  
  28.     }  

4.WebApplicationContext接口：

WebApplicationContext是定义了Spring Web应用上下文的规范的接口，Web服务器在启动时通过该接口来启动Spring，源码如下：

[java] view plaincopyprint?
  1. public interface WebApplicationContext extends ApplicationContext {  
  2.     //用于定义在Servlet上下文中存储Spring Web根上下文   
  3.     String ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE = WebApplicationContext.class.getName() + ".ROOT";  
  4.     //请求范围   
  5.     String SCOPE_REQUEST = "request";  
  6.     //会话范围   
  7.     String SCOPE_SESSION = "session";  
  8.     //全局会话范围   
  9.     String SCOPE_GLOBAL_SESSION = "globalSession";  
  10.     //应用程序范围   
  11.     String SCOPE_APPLICATION = "application";  
  12.     //容器中存储的Servlet上下文环境的Bean名称   
  13.     String SERVLET_CONTEXT_BEAN_NAME = "servletContext";  
  14.     //web.xml文件中的配置Spring初始化参数的属性   
  15.     String CONTEXT_PARAMETERS_BEAN_NAME = "contextParameters";  
  16.     //Servlet上下文属性   
  17.     String CONTEXT_ATTRIBUTES_BEAN_NAME = "contextAttributes";  
  18. //获取当前应用程序所以Web容器的标准Servlet上下文   
  19.     ServletContext getServletContext();  
  20. }  

5.XmlWebApplicationContext源码：

在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的determineContextClass方法中，我们知道Spring首先通过Servlet上下文从web.xml文件中获取用户自定义配置的contextClass参数值，如果没有获取到，则默认使用Spring的XmlWebApplicationContext作为Spring Web应用的IoC容器，XmlWebApplicationContext是WebApplicationContext的实现类ConfigurableWebApplicationContext的子类，其源码如下：

[java] view plaincopyprint?
  1. public class XmlWebApplicationContext extends AbstractRefreshableWebApplicationContext {  
  2.     //Web应用中Spring配置文件的默认位置和名称，如果没有特别指定，则Spring会根据   
  3.     //此位置定义Spring Bean定义资源   
  4.     public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION = "/WEB-INF/applicationContext.xml";  
  5.     //Spring Bean定义资源默认前缀   
  6.     public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX = "/WEB-INF/";  
  7.     //Spring Bean定义资源默认后置   
  8.     public static final String DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX = ".xml";  
  9.     //在分析Spring IoC初始化过程中我们已经分析过，加载Spring Bean定义资源的方法，   
  10.     //通过Spring容器刷新的refresh()方法触发   
  11.     protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {  
  12.         //为Spring容器创建XML Bean定义读取器，加载Spring Bean定义资源   
  13.         XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);  
  14. //设置Bean定义读取器，因为XmlWebApplicationContext是//DefaultResourceLoader的子类，所以使用默认资源加载器来定义Bean定义资源   
  15.         beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);  
  16.         //为Bean定义读取器设置SAX实体解析器   
  17.         beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));  
  18.     //在加载Bean定义之前，调用子类提供的一些用户自定义初始化Bean定义读取器的方法   
  19.         initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);  
  20.         //使用Bean定义读取器加载Bean定义资源   
  21.         loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);  
  22.     }  
  23.     //用户自定义初始化Bean定义读取器的方法   
  24.     protected void initBeanDefinitionReader(XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader) {  
  25.     }  
  26.     //加载Bean定义资源   
  27.     protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {  
  28.         //获取定位的Bean定义资源路径   
  29.         String[] configLocations = getConfigLocations();  
  30.         if (configLocations != null) {  
  31.             //遍历加载所有定义的Bean定义资源   
  32.             for (String configLocation : configLocations) {  
  33.                 reader.loadBeanDefinitions(configLocation);  
  34.             }  
  35.         }  
  36.     }  
  37.     //获取默认Bean定义资源   
  38.     protected String[] getDefaultConfigLocations() {  
  39. //获取web.xml中的命名空间，如命名空间不为null，则返回 “/WEB-INF/命名空间.xml”   
  40.         if (getNamespace() != null) {  
  41.             return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION_PREFIX + getNamespace() + DEFAULT_CONFIG_LOCATION_SUFFIX};  
  42.         }  
  43.         //如果命名空间为null，则返回"/WEB-INF/applicationContext.xml"   
  44.         else {  
  45.             return new String[] {DEFAULT_CONFIG_LOCATION};  
  46.         }  
  47.     }  
  48. }  

在3.(1)ContextLoader初始化Spring Web上下文的createWebApplicationContext方法创建Web应用上下文时，应用上下文对象通过setConfigLocation(sc.getInitParameter(CONFIG_LOCATION_PARAM));方法将web.xml中配置的contextConfigLocation参数(Spring配置文件位置)设置到Spring Web应用上下文中，在XmlWebApplicationContext的loadBeanDefinitions方法加载Spring Bean定义资源文件时，会逐个加载web.xml中配置的contextConfigLocation参数的Spring Bean定义资源文件。

XmlWebApplicationContext将Web应用中配置的Spring Bean定义资源文件载入到Spring IoC容器中后，接下来的Spring IoC容器初始化和依赖注入的过程我们已经在Spring IoC容器源码分析中具体分析过，至此Web环境中Spring的工作流程分析完毕。

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标签： java spring java spring

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