Spring解密 - 默认标签的解析

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Spring是一个开源的设计层面框架，解决了业务逻辑层和其他各层的松耦合问题，将面向接口的编程思想贯穿整个系统应用，同时它也是Java工作中必备技能之一...

紧跟上篇 Spring解密 - XML解析 与 Bean注册 ，我们接着往下分析源码

在 Spring 的 XML 配置里面有两大类声明，一个是默认的如 ，另一类就是自定义的如，两种标签的解析方式差异是非常大的。parseBeanDefinitions 方法就是用来区分不同标签所使用的解析方式。通过 node.getNamespaceURI() 方法获取命名空间，判断是默认命名空间还是自定义命名空间，并与 Spring 中固定的命名空间 http://www.springframework.org/schema/beans 进行比对，如果一致则采用parseDefaultElement(ele, delegate);否则就是delegate.parseCustomElement(ele);

parseDefaultElement 对 4 种不同的标签 import、alias、bean、beans 做了不同的处理，其中 bean 标签的解析最为复杂也最为重要，所以我们将从 bean 开始深入分析，如果能理解此标签的解析过程，其他标签的解析自然会迎刃而解。上一篇中只是简单描述了一下，本篇我们围绕解析模块详细的探讨一下

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public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader implements BeanDefinitionDocumentReader {
    private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
        // import 标签解析
        if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
            importBeanDefinitionResource(ele);
        }
        // alias 标签解析
        else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
            processAliasRegistration(ele);
        }
        // bean 标签解析
        else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
            processBeanDefinition(ele, delegate);
        }
        // import 标签解析
        else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
            // beans标签解析 递归方式 
            doRegisterBeanDefinitions(ele);
        }
    }
}

首先我们来分析下当类中的 processBeanDefinition(ele, delegate)

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protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // 委托BeanDefinitionDelegate类的parseBeanDefinitionElement方法进行元素解析
    BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele);
    if (bdHolder != null) {
        // 当返回的bdHolder不为空的情况下若存在默认标签的子节点下再有自定义属性，还需要再次对自定义标签进行解析
        bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder);
        try {
            // 解析完成后需要对解析后的bdHolder进行注册，注册操作委托给了BeanDefinitionReaderUtils的registerBeanDefinition方法
            BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(bdHolder, getReaderContext().getRegistry());
        }
        catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
            getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name "" +
                    bdHolder.getBeanName() + """, ele, ex);
        }
        // 最后发出响应事件，通知相关监听器这个bean已经被加载
        getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
    }
}

这段代码中：

首先委托 BeanDefinitionParseDelegate 对节点做了解析，并返回了一个 BeanDefinitionHolder 的实例，在这个实例中已经包含了配置文件中配置的各种属性了

如果在当前子节点中存在自定义属性，则还需要对自定义标签进行解析

解析完成后，需要对解析后的 bdHolder 进行注册，同样注册操作委托给了 BeanDefinitionReaderUtils

最后发出响应事件，通知相关监听器这个 bean 已经被加载

下面我们详细分析下，Spring 是如何解析各个标签和节点的

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public class BeanDefinitionParserDelegate {
    @Nullable
    public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
        // 获取Bean标签的ID属性
        String id = ele.getAttribute(ID_ATTRIBUTE);
        // 获取Bean标签的Name属性
        String nameAttr = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
        List aliases = new ArrayList<>();
        if (StringUtils.hasLength(nameAttr)) {
            // 将name属性的值通过,; 进行分割 转为字符串数字(即在配置文件中如配置多个name 在此做处理)
            String[] nameArr = StringUtils.tokenizeToStringArray(nameAttr, MULTI_VALUE_ATTRIBUTE_DELIMITERS);
            aliases.addAll(Arrays.asList(nameArr));
        }
        String beanName = id;
        // 如果ID为空 使用配置的第一个name属性作为ID
        if (!StringUtils.hasText(beanName) && !aliases.isEmpty()) {
            beanName = aliases.remove(0);
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("No XML "id" specified - using "" + beanName + "" as bean name and " + aliases + " as aliases");
            }
        }
    
        if (containingBean == null) {
            // 校验beanName和aliases的唯一性
            // 内部核心为使用usedNames集合保存所有已经使用了的beanName和alisa
            checkNameUniqueness(beanName, aliases, ele);
        }
    
        // 进一步解析其他所有属性到GenericBeanDefinition对象中
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean);
        if (beanDefinition != null) {
            // 如果bean没有指定beanName 那么使用默认规则为此Bean生成beanName
            if (!StringUtils.hasText(beanName)) {
                try {
                    if (containingBean != null) {
                        beanName = BeanDefinitionReaderUtils.generateBeanName(beanDefinition, this.readerContext.getRegistry(), true);
                    } else {
                        beanName = this.readerContext.generateBeanName(beanDefinition);
                        // Register an alias for the plain bean class name, if still possible,
                        // if the generator returned the class name plus a suffix.
                        // This is expected for Spring 1.2/2.0 backwards compatibility.
                        String beanClassName = beanDefinition.getBeanClassName();
                        if (beanClassName != null &&
                                beanName.startsWith(beanClassName) && beanName.length() > beanClassName.length() &&
                                !this.readerContext.getRegistry().isBeanNameInUse(beanClassName)) {
                            aliases.add(beanClassName);
                        }
                    }
                    if (logger.isDebugEnabled()) {
                        logger.debug("Neither XML "id" nor "name" specified - " + "using generated bean name [" + beanName + "]");
                    }
                } catch (Exception ex) {
                    error(ex.getMessage(), ele);
                    return null;
                }
            }
            String[] aliasesArray = StringUtils.toStringArray(aliases);
            // 将信息封装到BeanDefinitionHolder对象中
            return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray);
        }
    
        return null;
    }
}

该方法主要处理了 id、name、alias 等相关属性，生成了 beanName，并且在重载函数 parseBeanDefinitionElement(ele, beanName, containingBean)方法中完成核心的标签解析。

接下来重点分析parseBeanDefinitionElement(Element ele, String beanName, @Nullable BeanDefinition containingBean)
看下它是如何完成标签解析操作的

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@Nullable
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(
        Element ele, String beanName, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
    this.parseState.push(new BeanEntry(beanName));
    // 获取Bean标签的class属性
    String className = null;
    if (ele.hasAttribute(CLASS_ATTRIBUTE)) {
        className = ele.getAttribute(CLASS_ATTRIBUTE).trim();
    }
    // 获取Bean标签的parent属性
    String parent = null;
    if (ele.hasAttribute(PARENT_ATTRIBUTE)) {
        parent = ele.getAttribute(PARENT_ATTRIBUTE);
    }
    try {
        // 创建用于承载属性的AbstractBeanDefinition
        AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent);
        // 获取bean标签各种属性
        parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
        // 解析description标签
        bd.setDescription(DomUtils.getChildElementValueByTagName(ele, DESCRIPTION_ELEMENT));
        // 解析meta标签
        parseMetaElements(ele, bd);
        // 解析lookup-method标签
        parseLookupOverrideSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        // 解析replaced-method标签
        parseReplacedMethodSubElements(ele, bd.getMethodOverrides());
        // 解析constructor-arg标签
        parseConstructorArgElements(ele, bd);
        // 解析property标签
        parsePropertyElements(ele, bd);
        // 解析qualifier标签
        parseQualifierElements(ele, bd);
        bd.setResource(this.readerContext.getResource());
        bd.setSource(extractSource(ele));
        return bd;
    }
    catch (ClassNotFoundException ex) {
        error("Bean class [" + className + "] not found", ele, ex);
    }
    catch (NoClassDefFoundError err) {
        error("Class that bean class [" + className + "] depends on not found", ele, err);
    }
    catch (Throwable ex) {
        error("Unexpected failure during bean definition parsing", ele, ex);
    }
    finally {
        this.parseState.pop();
    }
    return null;
}

进一步解析其他属性和元素（元素和属性很多，所以这是一个庞大的工作量）并统一封装至 GenericBeanDefinition 中， 解析完成这些属性和元素之后，如果检测到 bean 没有指定的 beanName，那么便使用默认的规则为 bean 生成一个 beanName。

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// BeanDefinitionParserDelegate.java
protected AbstractBeanDefinition createBeanDefinition(@Nullable String className, @Nullable String parentName)
        throws ClassNotFoundException {
    return BeanDefinitionReaderUtils.createBeanDefinition(
            parentName, className, this.readerContext.getBeanClassLoader());
}
public class BeanDefinitionReaderUtils {
    public static AbstractBeanDefinition createBeanDefinition(
            @Nullable String parentName, @Nullable String className, @Nullable ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException {
        GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
        // parentName可能为空
        bd.setParentName(parentName);
        // 如果classLoader不为空 
        // 则使用传入的classLoader同一虚拟机加载类对象 否则只记录classLoader
        if (className != null) {
            if (classLoader != null) {
                bd.setBeanClass(ClassUtils.forName(className, classLoader));
            }
            else {
                bd.setBeanClassName(className);
            }
        }
        return bd;
    }
}

BeanDefinition 是 在容器中的内部表示形式，BeanDefinition 和 是一一对应的。同时 BeanDefinition 会被注册到 BeanDefinitionRegistry 中，BeanDefinitionRegistry 就像 Spring 配置信息的内存数据库。

至此 createBeanDefinition(className, parent); 已经说完了，而且我们也获得了 用于承载属性的AbstractBeanDefinition，接下来看看 parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd); 是如何解析 bean 中的各种标签属性的

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public class BeanDefinitionParserDelegate {
    public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionAttributes(Element ele, String beanName,
            @Nullable BeanDefinition containingBean, AbstractBeanDefinition bd) {
        // ...省略详细代码，该部分代码主要就是通过 if else 判断是否含有指定的属性，如果有就 bd.set(attribute);
        return bd;
    }
}

bean 标签的完整解析到这就已经全部结束了，其中 bean 标签下的元素解析都大同小异，有兴趣的可以自己跟踪一下源代码看看 qualifier、lookup-method 等解析方式（相对 bean 而言不复杂）。自定义标签内容较多会在下一章详细介绍。

最后将获取到的信息封装到 BeanDefinitionHolder 实例中

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// BeanDefinitionParserDelegate.java
@Nullable
public BeanDefinitionHolder parseBeanDefinitionElement(Element ele, @Nullable BeanDefinition containingBean) {
    // ...
    return new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, beanName, aliasesArray);
}

在解析完配置文件后我们已经获取了 bean 的所有属性，接下来就是对 bean 的注册了

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public class BeanDefinitionReaderUtils {
    public static void registerBeanDefinition(
            BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
            throws BeanDefinitionStoreException {
    
        // 使用 beanName 做唯一标识符
        String beanName = definitionHolder.getBeanName();
    
        // 注册bean的核心代码
        registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());
    
        // 为bean注册所有的别名
        String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
        if (aliases != null) {
            for (String alias : aliases) {
                registry.registerAlias(beanName, alias);
            }
        }
    }
}

以上代码主要完成两个功能，一是使用 beanName 注册 beanDefinition，二是完成了对别名的注册

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public class DefaultListableBeanFactory {
    @Override
    public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
            throws BeanDefinitionStoreException {
        Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
        Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");
        if (beanDefinition instanceof AbstractBeanDefinition) {
            try {
                // 注册前的最后一次校验，这里的校验不同于XML文件校验
                // 主要是对于AbstractBeanDefinition属性中的methodOverrides校验
                // 校验methodOverrides是否与工厂方法并存或者methodOverrides对于的方法根本不存在
                ((AbstractBeanDefinition) beanDefinition).validate();
            }
            catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
                throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
                        "Validation of bean definition failed", ex);
            }
        }
        BeanDefinition oldBeanDefinition;
        // 获取缓存中的 beanDefinition
        oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
        if (oldBeanDefinition != null) {
            // 如果缓存中存在 判断是否允许覆盖
            if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {
                throw new BeanDefinitionStoreException(beanDefinition.getResourceDescription(), beanName,
                        "Cannot register bean definition [" + beanDefinition + "] for bean "" + beanName +
                        "": There is already [" + oldBeanDefinition + "] bound.");
            }
            else if (oldBeanDefinition.getRole() < beanDefinition.getRole()) {
                // e.g. was ROLE_APPLICATION, now overriding with ROLE_SUPPORT or ROLE_INFRASTRUCTURE
                if (this.logger.isWarnEnabled()) {
                    this.logger.warn("Overriding user-defined bean definition for bean "" + beanName +
                            "" with a framework-generated bean definition: replacing [" +
                            oldBeanDefinition + "] with [" + beanDefinition + "]");
                }
            }
            else if (!beanDefinition.equals(oldBeanDefinition)) {
                if (this.logger.isInfoEnabled()) {
                    this.logger.info("Overriding bean definition for bean "" + beanName +
                            "" with a different definition: replacing [" + oldBeanDefinition +
                            "] with [" + beanDefinition + "]");
                }
            }
            else {
                if (this.logger.isDebugEnabled()) {
                    this.logger.debug("Overriding bean definition for bean "" + beanName +
                            "" with an equivalent definition: replacing [" + oldBeanDefinition +
                            "] with [" + beanDefinition + "]");
                }
            }
            // 如果允许覆盖，保存beanDefinition到beanDefinitionMap中
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        }
        else {
            // 判断是否已经开始创建bean
            if (hasBeanCreationStarted()) {
                // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
                synchronized (this.beanDefinitionMap) {
                    // 保存beanDefinition到beanDefinitionMap中
                    this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                    // 更新已经注册的beanName
                    List updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
                    updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
                    updatedDefinitions.add(beanName);
                    this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
                    if (this.manualSingletonNames.contains(beanName)) {
                        Set updatedSingletons = new LinkedHashSet<>(this.manualSingletonNames);
                        updatedSingletons.remove(beanName);
                        this.manualSingletonNames = updatedSingletons;
                    }
                }
            }
            else {
                // 还没开始创建bean
                this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                this.beanDefinitionNames.add(beanName);
                this.manualSingletonNames.remove(beanName);
            }
            this.frozenBeanDefinitionNames = null;
        }
        if (oldBeanDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
            // 重置beanName对应的缓存
            resetBeanDefinition(beanName);
        }
    }
}

对 AbstractBeanDefinition 的校验，主要是针对 AbstractBeanDefinition 的 methodOverrides 属性的

对 beanName 已经注册的情况的处理，如果设置了不允许 bean 的覆盖，则需要抛出异常，否则直接覆盖

使用 beanName 作为 key，beanDefinition 为 Value 加入 beanDefinitionMap 存储

如果缓存中已经存在，并且该 bean 为单例模式则清楚 beanName 对应的缓存

注册好了 beanDefinition，接下来就是注册 alias。注册的 alias 和 beanName 的对应关系存放在了 aliasMap 中，沿着类的继承链会发现 registerAlias 的方法是在 SimpleAliasRegistry 中实现的

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public class SimpleAliasRegistry {
    /** Map from alias to canonical name */
    private final Map aliasMap = new ConcurrentHashMap<>(16);
    public void registerAlias(String name, String alias) {
        Assert.hasText(name, ""name" must not be empty");
        Assert.hasText(alias, ""alias" must not be empty");
        if (alias.equals(name)) {
            // 如果beanName与alias相同的话不记录alias 并删除对应的alias
            this.aliasMap.remove(alias);
        } else {
            String registeredName = this.aliasMap.get(alias);
            if (registeredName != null) {
                if (registeredName.equals(name)) {
                    // 如果别名已经注册过并且指向的name和当前name相同 不做任何处理
                    return;
                }
                // 如果alias不允许被覆盖则抛出异常
                if (!allowAliasOverriding()) {
                    throw new IllegalStateException("Cannot register alias "" + alias + "" for name "" + name + "": It is already registered for name "" + registeredName + "".");
                }
            }
            // 校验循环指向依赖 如A->B B->C C->A则出错
            checkForAliasCircle(name, alias);
            this.aliasMap.put(alias, name);
        }
    }
}

通过 checkForAliasCircle() 方法来检查 alias 循环依赖，当 A -> B 存在时，若再次出现 A -> C -> B 则会抛出异常:

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protected void checkForAliasCircle(String name, String alias) {
    if (hasAlias(alias, name)) {
        throw new IllegalStateException("Cannot register alias "" + alias +
                "" for name "" + name + "": Circular reference - "" +
                name + "" is a direct or indirect alias for "" + alias + "" already");
    }
}
public boolean hasAlias(String name, String alias) {
    for (Map.Entry entry : this.aliasMap.entrySet()) {
        String registeredName = entry.getValue();
        if (registeredName.equals(name)) {
            String registeredAlias = entry.getKey();
            return (registeredAlias.equals(alias) || hasAlias(registeredAlias, alias));
        }
    }
    return false;
}

至此，注册别名也完成了，主要完成了以下几个工作

如果 beanName 与 alias 相同的话不记录 alias 并删除对应的 alias

如果别名已经注册过并且指向的name和当前name相同 不做任何处理

如果别名已经注册过并且指向的name和当前name不相同 判断是否允许被覆盖

校验循环指向依赖 如A->B B->C C->A则出错

通知监听器解析及注册完成

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//DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java
protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    // Send registration event.
    getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder));
}

通过 fireComponentRegistered 方法进行通知监听器解析及注册完成工作，这里的实现只为扩展，当程序开发人员需要对注册 BeanDefinition事件进行监听时，可以通过注册监听器的方式并将处理逻辑写入监听器中，目前 Spring 中并没有对此事件做任何处理

其中 ReaderContext 是在类 XmlBeanDefinitionReader 中调用 createReaderContext 生成的，然后调用 fireComponentRegistered()

Spring 提供了 方式来进行别名的配置，该标签解析是在 processAliasRegistration(Element ele) 方法中完成的

</>复制代码 
public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader {
    protected void processAliasRegistration(Element ele) {
        // 获取 alisa 标签 name 属性
        String name = ele.getAttribute(NAME_ATTRIBUTE);
        // 获取 alisa 标签 alias 属性
        String alias = ele.getAttribute(ALIAS_ATTRIBUTE);
        boolean valid = true;
        if (!StringUtils.hasText(name)) {
            getReaderContext().error("Name must not be empty", ele);
            valid = false;
        } if (!StringUtils.hasText(alias)) {
            getReaderContext().error("Alias must not be empty", ele);
            valid = false;
        }
        if (valid) {
            try {
                // 进行别名注册
                getReaderContext().getRegistry().registerAlias(name, alias);
            } catch (Exception ex) {
                getReaderContext().error("Failed to register alias "" + alias +
                        "" for bean with name "" + name + """, ele, ex);
            }
            // 别名注册后告知监听器做相应处理
            getReaderContext().fireAliasRegistered(name, alias, extractSource(ele));
        }
    }
}

首先对 alias 标签属性进行提取校验，校验通过后进行别名注册，别名注册和 bean 标签解析中的别名注册一直，此处不再赘述

</>复制代码 
public class DefaultBeanDefinitionDocumentReader {
    protected void importBeanDefinitionResource(Element ele) {
        // 获取import标签的resource属性
        String location = ele.getAttribute(RESOURCE_ATTRIBUTE);
        // 如果不存在则不做任何处理
        if (!StringUtils.hasText(location)) {
            getReaderContext().error("Resource location must not be empty", ele);
            return;
        }
    
        // 解析占位符属性 格式如"${user.dir}"
        location = getReaderContext().getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(location);
    
        Set actualResources = new LinkedHashSet<>(4);
    
        // 判断资源是绝对路径还是相对路径
        boolean absoluteLocation = false;
        try {
            absoluteLocation = ResourcePatternUtils.isUrl(location) || ResourceUtils.toURI(location).isAbsolute();
        } catch (URISyntaxException ex) {
            // cannot convert to an URI, considering the location relative
            // unless it is the well-known Spring prefix "classpath*:"
        }
    
        // 如果是绝对路径则直接根据地址加载对应的配置文件
        if (absoluteLocation) {
            try {
                int importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(location, actualResources);
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Imported " + importCount + " bean definitions from URL location [" + location + "]");
                }
            } catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to import bean definitions from URL location [" + location + "]", ele, ex);
            }
        } else {
            try {
                int importCount;
                // 根据相对路径加载资源
                Resource relativeResource = getReaderContext().getResource().createRelative(location);
                if (relativeResource.exists()) {
                    importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(relativeResource);
                    actualResources.add(relativeResource);
                } else {
                    String baseLocation = getReaderContext().getResource().getURL().toString();
                    importCount = getReaderContext().getReader().loadBeanDefinitions(StringUtils.applyRelativePath(baseLocation, location), actualResources);
                }
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Imported " + importCount + " bean definitions from relative location [" + location + "]");
                }
            } catch (IOException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to resolve current resource location", ele, ex);
            } catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
                getReaderContext().error("Failed to import bean definitions from relative location [" + location + "]", ele, ex);
            }
        }
        // 解析后进行监听器激活处理
        Resource[] actResArray = actualResources.toArray(new Resource[actualResources.size()]);
        getReaderContext().fireImportProcessed(location, actResArray, extractSource(ele));
    }
}

完成了对 import 标签的处理，首先就是获取 resource 属性所表示的路径，接着解析路径中的属性占位符 如 ${user.dir}，然后判定 location 是绝对路径还是相对路径，如果是绝对路径则递归调用 bean 的解析过程(loadBeanDefinitions(location, actualResources);)，进行另一次解析，如果是相对路径则计算出绝对路径并进行解析，最后通知监听器，解析完成

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