揭秘Spring容器創(chuàng)建與啟動:從零到運行的全過程
前言
Spring以其強大的IOC(控制反轉(zhuǎn))和依賴注入功能而聞名,Bean的加載流程是整個應(yīng)用程序初始化的核心步驟之一,它涉及到一系列的生命周期過程和初始化的步驟,確保Bean被正確地配置、依賴注入,并且能夠以可預(yù)測的方式運行。
配置方式有:
- 基于XML方式
- 基于注解方式
基礎(chǔ)概念
- Bean:在Spring中,Bean是指由Spring容器管理的對象。這些對象通常是應(yīng)用程序的組件,如服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)、實體等。Bean由Spring容器負責(zé)實例化、組裝和管理
- Spring容器:Spring容器是一個負責(zé)創(chuàng)建、配置和管理Bean的容器。主要有兩種容器:BeanFactory和ApplicationContext。BeanFactory提供了基本的DI(依賴注入)功能,而ApplicationContext是BeanFactory的擴展,提供了更多的企業(yè)級功能,例如事件傳播、AOP、國際化等。
- BeanPostProcessor:BeanPostProcessor是一個接口,允許在Bean實例化和初始化過程中插入自定義的處理邏輯。通過實現(xiàn)該接口,開發(fā)者可以在Bean初始化前后執(zhí)行額外的邏輯操作。
正文
演示代碼
@ComponentScan("org.yian.bean")
@Configuration
public class BeanConfig {
@Bean
public Test test(){
return new Test();
}
}
@Test
public void test03(){
AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(BeanConfig.class);
applicationContext.close();
}
初始化
重點關(guān)注 refresh() 方法,該方法實際是調(diào)用的父類 AbstractApplicationContext 的方法:
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
this();
this.register(componentClasses);
this.refresh();
}
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");
this.prepareRefresh();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();
this.prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
beanPostProcess.end();
this.initMessageSource();
this.initApplicationEventMulticaster();
this.onRefresh();
this.registerListeners();
this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
this.finishRefresh();
} catch (BeansException var10) {
if (this.logger.isWarnEnabled()) {
this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var10);
}
this.destroyBeans();
this.cancelRefresh(var10);
throw var10;
} finally {
this.resetCommonCaches();
contextRefresh.end();
}
}
}
1.刷新前的預(yù)處理:
圖片
prepareRefresh():
- initPropertySources():初始化一些屬性設(shè)置;子類自定義個性化的屬性設(shè)置方法;
- getEnvironment().validateRequiredProperties():檢驗屬性的合法等
- earlyApplicatinotallow= new LinkedHashSet<ApplicationEvent>():保存容器中的一些早期的事件
2.獲取BeanFactory:
圖片
obtainFreshBeanFactory()
- refreshBeanFactory():刷新【創(chuàng)建】BeanFactory
創(chuàng)建了一個this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory()
設(shè)置id
- getBeanFactory():返回剛才GenericApplicationContext創(chuàng)建的BeanFactory對象
- 將創(chuàng)建的BeanFactory【DefaultListableBeanFactory】返回
3.BeanFactory的預(yù)準備工作:
圖片
prepareBeanFactory(beanFactory)
- 設(shè)置BeanFactory的類加載器、支持表達式解析器...
- 添加部分BeanPostProcessor【ApplicationContextAwareProcessor】
- 設(shè)置忽略的自動裝配的接口EnvironmentAware、EmbeddedValueResolverAware、xxx
- 注冊可以解析的自動裝配,我們能直接在任何組件中自動注入:BeanFactory、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext
- 添加BeanPostProcessor【ApplicationListenerDetector】
- 添加編譯時的AspectJ;
- 給BeanFactory中注冊一些能用的組件;
- environment【ConfigurableEnvironment】
- systemProperties【Map<String, Object>】
- systemEnvironment【Map<String, Object>】
4.后置處理工作:
圖片
postProcessBeanFactory(beanFactory)
- 子類通過重寫這個方法來在BeanFactory創(chuàng)建并預(yù)準備完成以后做進一步的設(shè)置
5.執(zhí)行BeanFactoryPostProcessor的方法:
圖片
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
- BeanFactoryPostProcessor:BeanFactory的后置處理器,在BeanFactory標準初始化之后執(zhí)行的
- 先執(zhí)行BeanDefinitionRegistryPostProcessor的方法
獲取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor
先執(zhí)行實現(xiàn)了PriorityOrdered優(yōu)先級接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor:postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)
再執(zhí)行實現(xiàn)了Ordered順序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor:postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)
最后執(zhí)行沒有實現(xiàn)任何優(yōu)先級或者是順序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessors:postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)
- 再執(zhí)行BeanFactoryPostProcessor的方法
獲取所有的BeanFactoryPostProcessor
先執(zhí)行實現(xiàn)了PriorityOrdered優(yōu)先級接口的BeanFactoryPostProcessor:postProcessor.postProcessBeanFactory()
再執(zhí)行實現(xiàn)了Ordered順序接口的BeanFactoryPostProcessor:postProcessor.postProcessBeanFactory()
最后執(zhí)行沒有實現(xiàn)任何優(yōu)先級或者是順序接口的BeanFactoryPostProcessor:postProcessor.postProcessBeanFactory()
6.注冊BeanPostProcessor:
圖片
registerBeanPostProcessors(beanFactory)
- 獲取所有的 BeanPostProcessor,后置處理器都默認可以通過PriorityOrdered、Ordered接口來執(zhí)行優(yōu)先級
- 先注冊PriorityOrdered優(yōu)先級接口的BeanPostProcessor,把每一個BeanPostProcessor添加到BeanFactory中,beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor)
- 再注冊O(shè)rdered接口的
- 再注冊沒有實現(xiàn)任何優(yōu)先級接口的
- 再注冊MergedBeanDefinitionPostProcessor
- 最后注冊一個ApplicationListenerDetector,來在Bean創(chuàng)建完成后檢查是否是ApplicationListener,如果是applicationContext.addApplicationListener((ApplicationListener<?>) bean)
7.初始化MessageSource組件:
圖片
initMessageSource()
- 獲取BeanFactory
- 看容器中是否有id為messageSource的,類型是MessageSource的組件,如果有賦值給messageSource,如果沒有自己創(chuàng)建一個DelegatingMessageSource【MessageSource:取出國際化配置文件中的某個key的值;能按照區(qū)域信息獲取】
- 把創(chuàng)建好的MessageSource注冊在容器中,以后獲取國際化配置文件的值的時候,可以自動注入MessageSource
8.初始化事件派發(fā)器:
圖片
- initApplicationEventMulticaster()
- 獲取BeanFactory
- 從BeanFactory中獲取applicationEventMulticaster的ApplicationEventMulticaster
- 如果上一步?jīng)]有配置;創(chuàng)建一個SimpleApplicationEventMulticaster
- 將創(chuàng)建的ApplicationEventMulticaster添加到BeanFactory中,以后其他組件直接自動注入
9.容器刷新:
圖片
- onRefresh():留給子容器(子類)
- 子類重寫這個方法,在容器刷新的時候可以自定義邏輯
10.注冊監(jiān)聽器:
圖片
- registerListeners(),給容器中將所有項目里面的ApplicationListener注冊進來;
- 從容器中拿到所有的ApplicationListener
- 將每個監(jiān)聽器添加到事件派發(fā)器中:getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName)
- 派發(fā)之前步驟產(chǎn)生的事件;
11.初始化所有剩下的單實例bean
圖片
- finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)
- 獲取容器中的所有Bean,依次進行初始化和創(chuàng)建對象
- 獲取Bean的定義信息,RootBeanDefinition
- Bean不是抽象的,是單實例的,是懶加載
判斷是否是FactoryBean,是否是實現(xiàn)FactoryBean接口的Bean
不是工廠Bean,利用getBean(beanName)創(chuàng)建對象
檢查所有的Bean是否是SmartInitializingSingleton接口的,如果是就執(zhí)行afterSingletonsInstantiated()
- getBean(beanName):
圖片
- 先獲取緩存中保存的單實例Bean ,如果能獲取到說明這個Bean之前被創(chuàng)建過(所有創(chuàng)建過的單實例Bean都會被緩存起來)
- 緩存中獲取不到,開始Bean的創(chuàng)建對象流程
- 標記當(dāng)前bean已經(jīng)被創(chuàng)建
- 獲取Bean的定義信息
- 獲取當(dāng)前Bean依賴的其他Bean,如果有按照getBean()把依賴的Bean先創(chuàng)建出來
- 啟動單實例Bean的創(chuàng)建流程:
createBean(beanName, mbd, args)
resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse):讓BeanPostProcessor先攔截返回代理對象,InstantiationAwareBeanPostProcessor提前執(zhí)行,先觸發(fā)postProcessBeforeInstantiation(),如果有返回值則觸發(fā)postProcessAfterInitialization()
doCreateBean(beanName, mbdToUse, args):創(chuàng)建Bean
將創(chuàng)建的Bean添加到緩存中singletonObjects
doCreateBean(beanName, mbdToUse, args):
圖片
- 創(chuàng)建Bean實例:利用工廠方法或者對象的構(gòu)造器創(chuàng)建出Bean實例
- 調(diào)用MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName):bean合并后的處理,Autowired注解正是通過此方法實現(xiàn)諸如類型的預(yù)解析,可查看AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessMergedBeanDefinition
- getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean):創(chuàng)建這個Bean的ObjectFactory的對象,并且把他加到第三級緩存中,主要用來解決循環(huán)依賴
- populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper):Bean屬性賦值
拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor后置處理器,執(zhí)行postProcessAfterInstantiation()和postProcessPropertyValues()
applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs):應(yīng)用Bean屬性的值,為屬性利用setter方法等進行賦值
- initializeBean(beanName, exposedObject, mbd):Bean初始化
invokeAwareMethods(beanName, bean):執(zhí)行xxxAware接口的方法
applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName):執(zhí)行后置處理器初始化之前
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd):執(zhí)行初始化方法,是否是InitializingBean接口的實現(xiàn);是否自定義初始化方法
applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName):執(zhí)行后置處理器初始化之后
從一級或者二級緩存中獲取Bean的實例,不從三級緩存中取
注冊Bean的銷毀方法
12.完成BeanFactory的初始化創(chuàng)建工作:
圖片
finishRefresh()
- initLifecycleProcessor():初始化和生命周期有關(guān)的后置處理器,默認從容器中找是否有l(wèi)ifecycleProcessor的組件,如果沒有new DefaultLifecycleProcessor()加入到容器
- getLifecycleProcessor().onRefresh():拿到前面定義的生命周期處理器(BeanFactory回調(diào)onRefresh()
- publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this)):發(fā)布容器刷新完成事件
- liveBeansView.registerApplicationContext(this):向容器中注冊spring.liveBeansView.mbeanDomain