前言
在 spring 容器中，允许通过名称或别名来获取 bean ，这个能力来自于顶层接口 AliasRegistry，分析类下属的关系图，可以看到，几乎所有主要容器都直接或间接的实现了 AliasRegistry 接口。
AliasRegistry 的结构非常简单，主要的类就是 AliasRegistry 接口与他的实现类 SimpleAliasRegistry，后续的实现类基本都直接或间接的继承了 SimpleAliasRegistry。
本文将基于 spring 源码 5.2.x 分支，围绕 SimpleAliasRegistry 解析 spring 的别名机制是如何实现的。
一、AliasRegistry
在 spring 的容器中，一个 bean 必须至少有一个名称，而一个名称可以有多个别名，别名亦可以有别名，若我们把这个最原始的名称称为 id，则结构可以有：
id -> id's alias1 -> alias of id's alias1 ... ...
-> id's alias2 -> alias of id's alias2 ... ...
通过 bean 的 id，或与该 id 直接、间接相关的别名，都可以从容器中获取到对应的 bean。
AliasRegistry 的作用就是定义这一套规则：
public interface AliasRegistry {
// 为指定名称注册别名
void registerAlias(String name, String alias);
// 移除别名
void removeAlias(String alias);
// 判断名称是否为别名
boolean isAlias(String name);
// 获取该名称的别名
String[] getAliases(String name);
}
二、SimpleAliasRegistry
SimpleAliasRegistry 是直接基于 AliasRegistry 接口提供的简单实现类，他在内部维护了一个 Map 集合，以别名作为 key，别名对应的原名称作为 value：
public class SimpleAliasRegistry implements AliasRegistry {
/** Map from alias to canonical name. */
private final Map<String, String> aliasMap = new ConcurrentHashMap<>(16);
}
在 SimpleAliasRegistry 中，我们在上文所提到的 id ，被称为标准名称 CanonicalName。
1、注册别名
@Override
public void registerAlias(String name, String alias) {
Assert.hasText(name, "'name' must not be empty");
Assert.hasText(alias, "'alias' must not be empty");
// 从这里开始加锁
synchronized (this.aliasMap) {
// 1.若别名与原名称一致，则直接移除该别名，否则继续后续处理
if (alias.equals(name)) {
this.aliasMap.remove(alias);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Alias definition '" + alias + "' ignored since it points to same name");
}
}
else {
String registeredName = this.aliasMap.get(alias);
// 2.获取该别名的对应的原名称，若该别名已有对应的原名称，则：
if (registeredName != null) {
// a.已对应的原名称和要对应的原名称相同，则放弃后续处理
if (registeredName.equals(name)) {
// An existing alias - no need to re-register
return;
}
// a.若不允许重写原名称对应的别名，则直接抛出异常
if (!allowAliasOverriding()) {
throw new IllegalStateException("Cannot define alias '" + alias + "' for name '" +
name + "': It is already registered for name '" + registeredName + "'.");
}
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Overriding alias '" + alias + "' definition for registered name '" +
registeredName + "' with new target name '" + name + "'");
}
}
// 检查是否存在循环引用
checkForAliasCircle(name, alias);
// 建立别名与原名称的映射关系
this.aliasMap.put(alias, name);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Alias definition '" + alias + "' registered for name '" + name + "'");
}
}
}
}
是否允许覆盖别名对应的原名称
在 registerAlias 方法中，调用了 allowAliasOverriding 方法，该方法在 SimpleAliasRegistry 中固定返回 true ：
protected boolean allowAliasOverriding() {
return true;
}
该方法决定一个已经有对应原名称的别名，是否允许被重新被对应到另一个原名称。跟 HashMap 中的 afterNodeXXX 方法一样，这里很明显是留给子类重写的钩子方法。
检查是否存在循环引用
在 registerAlias 方法中，调用了 checkForAliasCircle 以检查别名是否存在 a -> b -> a 这样的循环引用：
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) {
String registeredName = this.aliasMap.get(alias);
// 判断该别名对应的原名称是否就是要找的原名称
return ObjectUtils.nullSafeEquals(registeredName, name)
// 递归检查别名的别名对应的原名称是否为要找的原名称
|| (registeredName != null && hasAlias(name, registeredName));
}
因为在 SimpleAliasRegistry 中，一个名称作为另一个名称的别名后，该名称仍然允许有别的名称作为它的别名。
举个例子，实际场景中，可能会出现 a -> b -> c 这种情况，对应在 aliasMap 中则存在 b -> a 与 c -> b 的引用关系。
此时，若想要确定 c 是否是 a 的别名，就需要在通过 c 取出 b 后，再向上递归根据 b 找到 a，把每一级的关系却判断一遍。
为什么要加锁
理解了循环引用的检查，也就不难理解加锁的必要性了。实际使用中，SimpleAliasRegistry 基本是作为单例使用，此时不可避免的可能会存在多线程调用 registerAlias 的可能性，即便 aliasMap 使用的 ConcurrentHashMap 本身是线程安全的，但是这不能阻止出现 a -> b 和 b -> a 两个操作的同时发生，此时 a 与 b 构成了循环引用，而每个线程中的 checkForAliasCircle 却未必能够正确的检测出问题。
2、获取名称
获取全部别名
@Override
public String[] getAliases(String name) {
List<String> result = new ArrayList<>();
synchronized (this.aliasMap) {
retrieveAliases(name, result);
}
return StringUtils.toStringArray(result);
}
private void retrieveAliases(String name, List<String> result) {
this.aliasMap.forEach((alias, registeredName) -> {
if (registeredName.equals(name)) {
result.add(alias);
retrieveAliases(alias, result);
}
});
}
获取别名也很好理解，首先加锁同样的为了避免删除的同时注册别名导致的一些问题，然后递归调用的 retrieveAliases 也是为了防止出现“别名还有别名”的情况，getAliases 最终将返回该名称与该名称构成直接或间接引用关系的别名。
获取标准名称
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;
}
该方法的作用是通过一个别名获得对应的标准名称。举个例子，假如现在存在如下别名引用关系：a -> b -> c -> d，则从 a、b、c、d 任意一个名称开始调用该方法，则最终都会返回 a。
3、移除别名
@Override
public void removeAlias(String alias) {
synchronized (this.aliasMap) {
String name = this.aliasMap.remove(alias);
if (name == null) {
throw new IllegalStateException("No alias '" + alias + "' registered");
}
}
}
4、名称转换
有时候，直接注册到 SimpleAliasRegistry 的名称和对应别名未必就是最想要，还需要替换占位符或者进行一些大小写转换的操作，这就需要通过 resolveAliases 方法来完：
public void resolveAliases(StringValueResolver valueResolver) {
Assert.notNull(valueResolver, "StringValueResolver must not be null");
synchronized (this.aliasMap) {
Map<String, String> aliasCopy = new HashMap<>(this.aliasMap);
aliasCopy.forEach((alias, registeredName) -> {
// 转换别名与对应的原名称
String resolvedAlias = valueResolver.resolveStringValue(alias);
String resolvedName = valueResolver.resolveStringValue(registeredName);
// 若别名与原名称任意一者为空，或两者相同，则移除该别名的映射关系
if (resolvedAlias == null || resolvedName == null || resolvedAlias.equals(resolvedName)) {
this.aliasMap.remove(alias);
}
// 若别名与原名称不为空且不相同
else if (!resolvedAlias.equals(alias)) {
String existingName = this.aliasMap.get(resolvedAlias);
// a.若转换后的别名已有对应的原名称，且与转换后的新原名称相同，则移除该别名的映射关系，否则报错
if (existingName != null) {
if (existingName.equals(resolvedName)) {
// Pointing to existing alias - just remove placeholder
this.aliasMap.remove(alias);
return;
}
throw new IllegalStateException(
"Cannot register resolved alias '" + resolvedAlias + "' (original: '" + alias +
"') for name '" + resolvedName + "': It is already registered for name '" +
registeredName + "'.");
}
// 检查循环引用，然后移除旧别名与旧原名称的映射关系，建立新别名与新原名称的映射关系
checkForAliasCircle(resolvedName, resolvedAlias);
this.aliasMap.remove(alias);
this.aliasMap.put(resolvedAlias, resolvedName);
}
else if (!registeredName.equals(resolvedName)) {
this.aliasMap.put(alias, resolvedName);
}
});
}
}
其中，StringValueResolver 是一个函数式接口，它用于将一个字符串转为另一个字符串，也就是 resolve 的过程：
@FunctionalInterface
public interface StringValueResolver {
@Nullable
String resolveStringValue(String strVal);
}
resolveAliases 的过程基本与注册别名的方法 registerAlias 一致，本质上就是将原有的别名的与名称转换后再次建立映射关系，然后移除旧的映射关系。