概述
首先，概括的描述一下 Spring 背后的操作：
- 通过注解和xml的方式，将定义的bean(如 loginService 和 loginResource) 解析成 Spring 内部的 BeanDefinition。
- 以 beanName(如 loginService) 为 key，BeanDefinition(如 loginService 相应的 BeanDefinition) 为 value 存储到 DefaultListableBeanFactory 中的 beanDefinitionMap (其实就是一个 ConcurrentHashMap) 中。
- 同时将 beanName 存入 beanDefinitionNames(List 类型) 中，然后遍历 beanDefinitionNames 中的 beanName，进行 bean 的实例化并填充属性。
- 在实例化的过程中，如果有依赖没有被实例化将先实例化其依赖，然后实例化本身，实例化完成后将实例存入单例 bean 的缓存中。
- 当调用 getBean 方法时，到单例 bean 的缓存中查找，如果找到并经过转换后返回这个实例 (如 LoginResource 的实例)，之后就可以直接使用了。
BeanDefinition
BeanDefinition有很多属性和方法都很熟悉，例如类名、scope、属性、构造函数参数列表、依赖的bean、是否是单例类、是否是懒加载等，其实就是将Bean的定义信息存储到这个BeanDefinition相应的属性中，后面对Bean的操作就直接对BeanDefinition进行，例如拿到这个BeanDefinition后，可以根据里面的类名、构造函数、构造函数参数，使用反射进行对象创建。
public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {
String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON;
String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE;
int ROLE_APPLICATION = 0;
int ROLE_SUPPORT = 1;
int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;
void setParentName(@Nullable String parentName);
@Nullable
String getParentName();
void setBeanClassName(@Nullable String beanClassName);
@Nullable
String getBeanClassName();
void setScope(@Nullable String scope);
@Nullable
String getScope();
void setLazyInit(boolean lazyInit);
boolean isLazyInit();
void setDependsOn(@Nullable String... dependsOn);
@Nullable
String[] getDependsOn();
void setAutowireCandidate(boolean autowireCandidate);
boolean isAutowireCandidate();
void setPrimary(boolean primary);
boolean isPrimary();
void setFactoryBeanName(@Nullable String factoryBeanName);
@Nullable
String getFactoryBeanName();
void setFactoryMethodName(@Nullable String factoryMethodName);
@Nullable
String getFactoryMethodName();
ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues();
default boolean hasConstructorArgumentValues() {
return !getConstructorArgumentValues().isEmpty();
}
MutablePropertyValues getPropertyValues();
default boolean hasPropertyValues() {
return !getPropertyValues().isEmpty();
}
void setInitMethodName(@Nullable String initMethodName);
@Nullable
String getInitMethodName();
void setDestroyMethodName(@Nullable String destroyMethodName);
@Nullable
String getDestroyMethodName();
void setRole(int role);
int getRole();
void setDescription(@Nullable String description);
@Nullable
String getDescription();
boolean isSingleton();
boolean isPrototype();
boolean isAbstract();
@Nullable
String getResourceDescription();
@Nullable
BeanDefinition getOriginatingBeanDefinition();
}
BeanDefinition是一个接口，是一个抽象的定义，实际使用的是其实现类，如 ChildBeanDefinition、RootBeanDefinition、GenericBeanDefinition等。
BeanDefinition继承了AttributeAccessor，说明它具有处理属性的能力；
BeanDefinition继承了BeanMetadataElement，说明它可以持有Bean元数据元素，作用是可以持有XML文件的一个bean标签对应的Object。
BeanFactory
在Spring容器启动的过程中，会将类解析成Spring内部的BeanDefinition结构，并将BeanDefinition存储到一个叫DefaultListableBeanFactory中。
可以看到 DefaultListableBeanFactory 间接实现了BeanFactory接口和AliasRegistry，先来分析一下这个BeanFactory。
public interface BeanFactory {
String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
Object getBean(String name) throws BeansException;
<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;
Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
<T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;
<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> requiredType);
<T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType requiredType);
boolean containsBean(String name);
boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
@Nullable
Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
String[] getAliases(String name);
}
从接口中的方法名可以很容易的理解每个方法的意图，最常用或者最常见的就是getBean方法，用于获取Bean的实例。BeanFactory是用于访问Spring Bean容器的根接口，是一个单纯的Bean工厂，也就是常说的IOC容器的顶层定义，各种IOC容器是在其基础上为了满足不同需求而扩展的，包括经常使用的ApplicationContext。
-
BeanFactory 和 ApplicationContext的区别
1、BeanFactory在启动的时候不会去实例化Bean，中有从容器中拿Bean的时候才会去实例化；ApplicationContext在启动的时候就把所有的Bean全部实例化了。它还可以为Bean配置lazy-init=true来让Bean延迟实例化；
2、BeanFactory是Spring里面最低层的接口，提供了最简单的容器的功能，只提供了实例化对象和拿对象的功能；ApplicationContext是应用上下文，继承BeanFactory接口，它是Spring的一各更高级的容器，提供了更多的有用的功能；例如： 国际化（MessageSource）、访问资源，如URL和文件（ResourceLoader）
、事件机制（ApplicationEventPublisher）、AOP（拦截器）。3、 BeanFactory是Spring框架的基础设施，面向Spring本身；而ApplicationContext面向使用Spring的开发者，相比BeanFactory提供了更多面向实际应用的功能，几乎所有场合都可以直接使用ApplicationContext而不是底层的BeanFactory。
-
BeanFacotry 和 FactoryBean的区别
BeanFacotry：以Factory结尾，表示它是一个工厂类(接口)，用于管理Bean的一个工厂。在Spring中，BeanFactory是IOC容器的核心接口，它的职责包括：实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。
FactoryBean：以Bean结尾，表示它是一个Bean，不同于普通Bean的是：它是实现了FactoryBean接口的Bean，根据该Bean的ID从BeanFactory中获取的实际上是FactoryBean的getObject()返回的对象，而不是FactoryBean本身，如果要获取FactoryBean对象，请在id前面加一个&符号来获取。
对BeanFacotry的介绍已经很详细了，我们来看下FactoryBean。
这是个特殊的 Bean 他是个工厂 Bean，可以产生 Bean 的 Bean，一般情况下，Spring通过反射机制利用的class属性指定实现类实例化Bean，在某些情况下，实例化Bean过程比较复杂，如果按照传统的方式，则需要在中提供大量的配置信息。
配置方式的灵活性是受限的，这时采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.bean.factory.FactoryBean的工厂类接口，用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。
FactoryBean接口对于Spring框架来说占用重要的地位，Spring自身就提供了70多个FactoryBean的实现。
第三方框架要继承进Spring，往往就是通过实现FactoryBean来集成的。比如MyBatis的SqlSessionFactoryBean、RedisRepositoryFactoryBean、EhCacheManagerFactoryBean等等。
-
Spring如何解决循环依赖的问题
首先，我们要说明下结论：
1、构造器循环依赖 和 prototype 范围的依赖处理 是无法解决的。
2、setter 循环依赖 是通过三层缓存解决的循环依赖。在DefaultListableBeanFactory中有三个map，单例模式的 Bean 保存在如下的数据结构中：
/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */ private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256); /** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */ private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16); /** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */ private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);这三个缓存的区别如下：
- singletonObjects，单例缓存，存储已经实例化完成的单例。
- singletonFactories，生产单例的工厂的缓存，存储工厂。
- earlySingletonObjects，提前暴露的单例缓存，这时候的单例刚刚创建完，但还会注入依赖。
检测循环依赖的过程如下：
- A 创建过程中需要 B，于是 A 将自己放到三级缓里面 ，去实例化 B
- B 实例化的时候发现需要 A，于是 B 先查一级缓存，没有，再查二级缓存，还是没有，再查三级缓存，找到了！
- 然后把三级缓存里面的这个 A 放到二级缓存里面，并删除三级缓存里面的 A
- B 顺利初始化完毕，将自己放到一级缓存里面（此时B里面的A依然是创建中状态）
- 然后回来接着创建 A，此时 B 已经创建结束，直接从一级缓存里面拿到 B ，然后完成创建，并将自己放到一级缓存里面
- 如此一来便解决了循环依赖的问题
一句话：先让最底层对象完成初始化，通过三级缓存与二级缓存提前曝光创建中的 Bean，让其他 Bean 率先完成初始化。
AliasRegistry
AliasRegistry 用于管理别名的公共接口,定义对别名的简单增删等操作。用作超级接口。
AliasRegistry 子接口（扩展接口）： BeanDefinitionRegistry：BeanDefinition的注册表接口，使BeanDefinition的注册表接口具有别名管理的功能。
AliasRegistry 子类： SimpleBeanDefinitionRegistry： BeanDefinitionRegistry的简单实现。
public interface AliasRegistry {
/**
* 注册表中给name注册一个别名alias
*/
void registerAlias(String name, String alias);
/**
* 移除注册表中的别名alias
*/
void removeAlias(String alias);
/**
* 校验注册表中是否存在别名name
*/
boolean isAlias(String name);
/**
* 在注册表中获取给定那么的所有别名信息
*/
String[] getAliases(String name);
}
SimpleAliasRegistry 为AliasRegistry的默认实现，内部使用ConcurrentHashMap作为内存注册表，存储name-alias的映射关系，同时name-alias可以循环引用如: a->b ,c->a ,d->c。
public class SimpleBeanDefinitionRegistry extends SimpleAliasRegistry implements BeanDefinitionRegistry {
// name-BeanDefinition 映射关系表，ConcurrentHashMap实现的内存注册表，用于存储BeanDefinition
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(64);
/**
* 注册表中注册 name-BeanDefinition
*/
@Override
public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
}
/**
* 移除注册表中的name-BeanDefinition
*/
@Override
public void removeBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException {
if (this.beanDefinitionMap.remove(beanName) == null) {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(beanName);
}
}
/**
* 获取注册表中的name-BeanDefinition
*/
@Override
public BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException {
BeanDefinition bd = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
if (bd == null) {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(beanName);
}
return bd;
}
/**
* 判断注册表中是否包含beanName的key
*/
@Override
public boolean containsBeanDefinition(String beanName) {
return this.beanDefinitionMap.containsKey(beanName);
}
/**
* 获取注册表beanName集合
*/
@Override
public String[] getBeanDefinitionNames() {
return StringUtils.toStringArray(this.beanDefinitionMap.keySet());
}
/**
* 获取注册表大小
*/
@Override
public int getBeanDefinitionCount() {
return this.beanDefinitionMap.size();
}
/**
* 判断beanName是否被使用，在BeanDefinition注册表中获取别名注册表中
*/
@Override
public boolean isBeanNameInUse(String beanName) {
return isAlias(beanName) || containsBeanDefinition(beanName);
}
}
SimpleBeanDefinitionRegistry 为BeanDefinitionRegistry的默认实现，同时继承AliasRegistry的默认实现SimpleAliasRegistry，所以它总共维护了两个注册表aliasMap（别名注册表）与beanDefinitionMap（bean描述注册表）。
DefaultListableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory是整个Bean加载的核心部分，是Spring注册及加载Bean的默认实现。下面列出了DefaultListableBeanFactory源代码中两个重要的属性：
/** Map of bean definition objects, keyed by bean name */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(256);
/** List of bean definition names, in registration order */
private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<String>(256);
其中，bean的定义被解析成 BeanDefinition，同时解析得到 beanName，将beanName和BeanDefinition存储到beanDefinitionMap中，同时会将beanName存储到beanDefinitionNames中。
BeanDefinition装载前奏曲
上面已经提到了BeanDefinition保存的位置和作用，那么它是如何被装载的呢？我们先看下如果是用XML方式注入的Bean。
以ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationgContext.xml")为入口，进入源码内部，ClassPathXmlApplicationContext类图如下所示。
ClassPathXmlApplicationContext有多个构造方法，跟踪代码可以发现，最终使用的是下面这个方法。
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
方法的参数很容易理解，configLocations指Spring的xml配置文件；refresh指是否需要刷新，这个refresh决定了是否进行bean解析、注册及实例化；parent指父ApplicationContext。
setConfigLocations方法就是设置框架要加载的资源文件的位置。进入refresh方法，这个方法继承自AbstractApplicationContext，所以具体实现在AbstractApplicationContext类中，具体代码如下。
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
//容器预先准备，记录容器启动时间和标记
prepareRefresh();
//创建bean工厂，里面实现了BeanDefinition的装载
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
//配置bean工厂的上下文信息，如类装载器等
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
//在BeanDefinition被装载后，提供一个修改BeanFactory的入口
postProcessBeanFactory(beanFactory);
//在bean初始化之前，提供对BeanDefinition修改入口，PropertyPlaceholderConfigurer 在这里被调用
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
//注册各种 BeanPostProcessors，用于在bean被初始化时进行拦截，进行额外初始化操作
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
//初始化MessageSource
initMessageSource();
//初始化上下文事件广播
initApplicationEventMulticaster();
//这是一个模板方法
onRefresh();
//注册监听器
registerListeners();
//初始化所有未初始化的非懒加载的单例Bean
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
//发布事件通知
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}
这个方法里面就是IOC容器初始化的大致步骤了。上面步骤的第二步完成了BeanDefinition的装载，进入obtainFreshBeanFactory方法，这个方法的具体实现也在AbstractApplicationContext类中，代码如下所示。
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
refreshBeanFactory();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
}
return beanFactory;
}
这里面主要关注refreshBeanFactory方法，这个方法在AbstractApplicationContext类中并未实现，具体实现在子类AbstractRefreshableApplicationContext中，代码如下。
@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
if (hasBeanFactory()) {
destroyBeans();
closeBeanFactory();
}
try {
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
beanFactory.setSerializationId(getId());
customizeBeanFactory(beanFactory);
loadBeanDefinitions(beanFactory);
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
this.beanFactory = beanFactory;
}
}
catch (IOException ex) {
throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
}
}
这个方法使用了final修饰，也就是不能被重写了。首先检查BeanFactory是否已经存在，如果存在则销毁并关闭，然后新建一个 BeanFactory，其实就是一个DefaultListableBeanFactory。然后进行BeanFactory的属性设置，设置是否允许重写BeanDefinition、是否允许循环引用，接着loadBeanDefinitions方法就是BeanDefinition载入的入口了，这个方法在AbstractRefreshableApplicationContext本类中并未实现，具体在其子类中实现，根据用途不同有多个实现子类。
进入AbstractXmlApplicationContext类的loadBeanDefinitions方法，代码如下所示：
@Override
protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
// Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory.
XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
// Configure the bean definition reader with this context's
// resource loading environment.
beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());
beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
// Allow a subclass to provide custom initialization of the reader,
// then proceed with actually loading the bean definitions.
initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
}
关注其中的最后一行的loadBeanDefinitions方法，具体实现也在AbstractXmlApplicationContext类中，代码如下所示。
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
Resource[] configResources = getConfigResources();
if (configResources != null) {
reader.loadBeanDefinitions(configResources);
}
String[] configLocations = getConfigLocations();
if (configLocations != null) {
reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
}
}
这个方法里就是根据给定的xml配置文件进行后续的解析及装载。继续跟踪代码，进入reader.loadBeanDefinitions(configLocations)，一直查看loadBeanDefinitions的方法，直到 AbstractBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions 方法。
@Override
public int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(resources, "Resource array must not be null");
int counter = 0;
for (Resource resource : resources) {
counter += loadBeanDefinitions(resource);
}
return counter;
}
关注 counter += loadBeanDefinitions(resource) 这行代码，loadBeanDefinitions 方法是个接口。接口具体实现：
XmlBeanDefinitionReader用于从xml文件中读取Bean的定义。接下来的代码有很多跳转，大部分都是不重要的，直接追踪到重要代码，代码如下。
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
Assert.notNull(encodedResource, "EncodedResource must not be null");
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Loading XML bean definitions from " + encodedResource.getResource());
}
Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();
if (currentResources == null) {
currentResources = new HashSet<EncodedResource>(4);
this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.set(currentResources);
}
if (!currentResources.add(encodedResource)) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
}
try {
InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
try {
InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
if (encodedResource.getEncoding() != null) {
inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
}
return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
}
finally {
inputStream.close();
}
}
catch (IOException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(
"IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
}
finally {
currentResources.remove(encodedResource);
if (currentResources.isEmpty()) {
this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
}
}
}
这里只要关注doLoadBeanDefinitions方法，进入其实现，代码如下。
protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
throws BeanDefinitionStoreException {
try {
Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
return registerBeanDefinitions(doc, resource);
}
catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
throw ex;
}
catch (SAXParseException ex) {
throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
"Line " + ex.getLineNumber() + " in XML document from " + resource + " is invalid", ex);
}
catch (SAXException ex) {
throw new XmlBeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
"XML document from " + resource + " is invalid", ex);
}
catch (ParserConfigurationException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
"Parser configuration exception parsing XML from " + resource, ex);
}
catch (IOException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
"IOException parsing XML document from " + resource, ex);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(resource.getDescription(),
"Unexpected exception parsing XML document from " + resource, ex);
}
}
直接看try块中的代码，可以看到，Spring将xml配置文件转成Document，这里使用了SAX对XML的解析，至于里面是如何解析可以后续针对性的研究。接着进入registerBeanDefinitions方法，后续又有很多代码的跳转，先不一一关注，直接进入重要代码，代码如下。
DefaultBeanDefinitionDocumentReader#parseBeanDefinitions方法
protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
NodeList nl = root.getChildNodes();
for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
Node node = nl.item(i);
if (node instanceof Element) {
Element ele = (Element) node;
if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
parseDefaultElement(ele, delegate);
}
else {
delegate.parseCustomElement(ele);
}
}
}
}
else {
delegate.parseCustomElement(root);
}
}
可以看到 就是对Document中元素、节点的不断解析。这里的解析分成了两条路线，一个是默认标签的解析，如Spring自己定义的标签；一个是对自定义标签的解析，如自定义的标签。这里先关注默认标签的解析，对于自定义标签的解析可以后续分析，进入parseDefaultElement方法，代码如下。
private void parseDefaultElement(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
if (delegate.nodeNameEquals(ele, IMPORT_ELEMENT)) {
importBeanDefinitionResource(ele);
}
else if (delegate.nodeNameEquals(ele, ALIAS_ELEMENT)) {
processAliasRegistration(ele);
}
else if (delegate.nodeNameEquals(ele, BEAN_ELEMENT)) {
processBeanDefinition(ele, delegate);
}
else if (delegate.nodeNameEquals(ele, NESTED_BEANS_ELEMENT)) {
// recurse
doRegisterBeanDefinitions(ele);
}
}
代码中分别对import、alias、bean、beans标签进行解析，最终将解析得到的BeanDefinition和beanName存入DefaultListableBeanFactory中的beanDefinitionMap中。注册过程在 BeanDefinitionReaderUtils#registerBeanDefinition方法中，代码如下：
public static void registerBeanDefinition(
BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)
throws BeanDefinitionStoreException {
// Register bean definition under primary name.
String beanName = definitionHolder.getBeanName();
// BeanDefinition和beanName存入DefaultListableBeanFactory中的beanDefinitionMap中
registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition());
// Register aliases for bean name, if any.
String[] aliases = definitionHolder.getAliases();
if (aliases != null) {
for (String alias : aliases) {
registry.registerAlias(beanName, alias);
}
}
}
bean初始化
前面提到IOC核心流程中，对于非延迟单例bean的初始化在finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)中完成。进入这个方法，代码如下。
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// Initialize conversion service for this context.
if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
beanFactory.setConversionService(
beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
}
// Register a default embedded value resolver if no bean post-processor
// (such as a PropertyPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
// at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
beanFactory.addEmbeddedValueResolver(new StringValueResolver() {
@Override
public String resolveStringValue(String strVal) {
return getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal);
}
});
}
// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
getBean(weaverAwareName);
}
// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
beanFactory.setTempClassLoader(null);
// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
beanFactory.freezeConfiguration();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
关注最后一行代码，beanFactory.preInstantiateSingletons()完成初始化所有非延迟的单例bean，进入这个方法的具体实现，代码如下。
@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Pre-instantiating singletons in " + this);
}
// Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.
// While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.
List<String> beanNames = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames);
// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
for (String beanName : beanNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
//只对 单例的bean 进行处理
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
if (isFactoryBean(beanName)) {
final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
boolean isEagerInit;
if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
isEagerInit = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Boolean>() {
@Override
public Boolean run() {
return ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit();
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
}
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
else {
getBean(beanName);
}
}
}
// Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
for (String beanName : beanNames) {
Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
@Override
public Object run() {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
return null;
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
}
}
}
}
从上面的代码中看到，只会对非延迟单例bean进行初始化，scope为其它值的bean会在使用到的时候进行初始化，如prototype。这里关注getBean方法，这个方法看着很眼熟，其实就是《深入理解Spring系列之一：开篇》示例代码中用到的getBean，Spring对这个方法做了重复使用。getBean方法的具体实现在doGetBean方法中，这个方法的代码很长就不贴代码了。在doGetBean中，首先会初始化其依赖的bean，然后进行自身的初始化，这个方法里关注如下的代码段。
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {//单例的bean 初始化
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
try {
// 进行 doCreateBean 方法
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) { //多例的bean 初始化
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
追踪代码createBean(beanName, mbd, args)进入doCreateBean方法中，在这个方法中进行bean实例的创建、属性填充、将bean实例加入单例bean实例的缓存中。
doCreateBean方法中有如下代码段。
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
createBeanInstance方法里完成bean实例的创建，具体过程可继续追踪代码查看，其实就是使用反射进行实例对象的创建。
web应用自动装配Spring配置
在web应用中使用Spring，需要在web.xml中添加如下配置
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>
classpath:applicationContext.xml;
</param-value>
</context-param>
先了解一下ServletContext和ServletContextListener。ServletContext定义了一些方法方便Servlet和Servlet容器进行通讯，在一个web应用中所有的Servlet都公用一个ServletContext，Spring在和web应用结合使用的时候，是将Spring的容器存到ServletContext中的，通俗的说就是将一个ApplicationContext存储到ServletContext的一个Map属性中；
而ServletContextListener用于监听ServletContext一些事件。分析就从ContextLoaderListener开始。在web应用启动读取web.xml时，发现配置了ContextLoaderListener，而ContextLoaderListener实现了ServletContextListener接口，因此会执行ContextLoaderListener类中的contextInitialized方法，方法的具体代码如下。
@Override
public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
initWebApplicationContext(event.getServletContext());
}
在initWebApplicationContext 方法，将执行如下代码：
servletContext.setAttribute(WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE, this.context);
可以看到，这里将初始化后的context存到了servletContext中，具体的就是存到了一个Map变量中，key值就是WebApplicationContext.ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE这个常量。
使用Spring的 WebApplicationContextUtils 工具类获取这个 WebApplicationContext 方式如下。
WebApplicationContext applicationContext = WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(request.getServletContext());
常用扩展接口
Spring的单例对象的初始化主要分为三步：
1、createBeanInstance：实例化，其实也就是调用对象的构造方法实例化对象
2、populateBean：填充属性，这一步主要是多bean的依赖属性进行填充
3、initializeBean：调用spring xml中的init 方法。
各种接口方法分类：
Bean的完整生命周期经历了各种方法调用，这些方法可以划分为以下几类：
1、Bean自身的方法：这个包括了Bean本身调用的方法和通过配置文件中的init-method和destroy-method指定的方法
2、Bean级生命周期接口方法：这个包括了BeanNameAware、BeanFactoryAware、InitializingBean和DiposableBean这些接口的方法
3、容器级生命周期接口方法：这个包括了InstantiationAwareBeanPostProcessor 和 BeanPostProcessor 这两个接口实现，一般称它们的实现类为“后处理器”。
4、工厂后处理器接口方法：这个包括了AspectJWeavingEnabler, ConfigurationClassPostProcessor, CustomAutowireConfigurer等等非常有用的工厂后处理器接口的方法。工厂后处理器也是容器级的。在应用上下文装配配置文件之后立即调用。
Spring不仅提供了一个进行快速开发的基础框架，而且还提供了很多可扩展的接口，用于满足一些额外的开发需求，本篇将对常用的可扩展接口进行归纳总结。
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InitializingBean接口
InitializingBean接口中只有一个afterPropertiesSet方法，从方法的名称上很容易理解，这个方法是在Bean的属性都设置值后被调用，用于完成一些初始化工作。当然，在Spring的配置文件中init-method的配置也是在Bean的属性都设置值后被调用，用于完成一些初始化工作，不过在执行顺序上，接口的方法先于配置。值得注意的是，这两种方式都是用于完成一些初始化工作，所以相应的方法中不要编写一些复杂且执行时间很长的逻辑。 -
DisposableBean接口
DisposableBean接口中只有一个destroy方法，该方法会在Bean被销毁、生命周期结束之前被调用，用于做一些销毁的收尾工作。同样，在Spring的配置文件中destroy-method配置也完成同样的工作，不过在执行顺序上，接口的方法先于配置。 -
ApplicationContextAware接口
ApplicationContextAware中只有一个setApplicationContext方法。实现了ApplicationContextAware接口的类，可以在该Bean被加载的过程中获取Spring的应用上下文ApplicationContext，通过ApplicationContext可以获取Spring容器内的很多信息。 -
BeanFactoryAware接口
BeanFactoryAware接口中只有一个setBeanFactory方法。实现了BeanFactoryAware接口的类，可以在该Bean被加载的过程中获取加载该Bean的BeanFactory，同时也可以获取这个BeanFactory中加载的其它Bean。 -
FactoryBean接口
FactoryBean接口可以实现Bean实例化的个性定制，让Spring容器加载我们想要的Bean。实现了FactoryBean接口的类，可以通过实现getObject方法，实现加载我们想要的Bean(如：SqlSessionFactoryBean)。 -
BeanPostProcessor接口
BeanPostProcessor接口中有两个方法，分别为postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization。实现了BeanPostProcessor接口的类，会在每个Bean初始化(即调用setter)之前和之后，分别调用这个类中的postProcessBeforeInitialization方法和postProcessAfterInitialization方法，实现初始化的逻辑控制。 -
InstantiationAwareBeanPostProcessor接口
InstantiationAwareBeanPostProcessor接口中，常用的方法是postProcessBeforeInstantiation和postProcessAfterInstantiation。每个Bean的实例化(即调用构造函数)之前和之后，会分别调用实现了该接口的类中的postProcessBeforeInstantiation和postProcessAfterInstantiation方法。 -
BeanFactoryPostProcessor接口
BeanFactoryPostProcessor接口中只有postProcessBeanFactory方法。实现了该接口的类，可以在Bean被创建之前，获取容器中Bean的定义信息，并且可以进行修改。实现类中的postProcessBeanFactory方法只会被执行一次，且先于BeanPostProcessor接口的方法。
总结
最后我们梳理下整个流程：
- 首先，通过解析xml或者通过@Component注解获取Bean的定义信息，分装到BeanDefinition中，加入到Map 中。
- 容器对外暴露了getBean方法，通过BeanName获取具体的Bean。
- 转化bean Name，有可能是这几种情况：1）bean name，可以直接获取到定义 BeanDefinition。2）alias name，别名，需要转化。3）factorybean name, 带 & 前缀，通过它获取 BeanDefinition 的时候需要去除 & 前缀。
- 合并 RootBeanDefinition，我们从配置文件读取到的 BeanDefinition 是 GenericBeanDefinition。它并不包含父类的全量信息。RootBeanDefinition则保存着全量信息。
- 处理单例模式循环依赖，单例模式下，构造函数的循环依赖无法解决，但设值循环依赖是可以解决的：提前暴露创建中的单例。
- 创建实例，获取到完整的 RootBeanDefintion 后，就可以创建Bean 的包装类 BeanWrapper。
- 注入属性，实例创建完后开始进行属性的注入，如果涉及到外部依赖的实例，会自动检索并关联到该当前实例。会递归调用 BeanFactory.getBean 来获得。
- 初始化开始。
- 触发 Aware，如果我们的 Bean 需要容器的一些资源该怎么办？Spring 提供了 Aware 系列接口来解决这个问题。比如有这样的 Aware：1）BeanFactoryAware，用来获取 BeanFactory。2）ApplicationContextAware，用来获取 ApplicationContext。3）ResourceLoaderAware，用来获取 ResourceLoaderAware。4）ServletContextAware，用来获取 ServletContext。
- 触发 BeanPostProcessor ，在 Bean 的初始化前或者初始化后，我们如果需要进行一些增强操作怎么办？这些增强操作比如打日志、做校验、属性修改、耗时检测等等。Spring 框架提供了 BeanPostProcessor 来达成这个目标。
- 触发自定义 init，实现 InitializingBean。
- 类型转换，Bean 已经加载完毕，属性也填充好了，初始化也完成了。在返回给调用者之前，还留有一个机会对 Bean 实例进行类型的转换。
