From e853162690da74f7aa0b039ddf623deb6d8ed893 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: xuchengsheng Date: Tue, 26 Sep 2023 15:03:44 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E5=85=B3=E4=BA=8EIOC=E5=AE=B9=E5=99=A8?= =?UTF-8?q?=E6=BA=90=E7=A0=81=E5=88=86=E6=9E=90?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- README.md | 7 +- pom.xml | 1 + spring-core-ioc/README.md | 1192 +++++++++++++++++ spring-core-ioc/pom.xml | 14 + .../java/com/xcs/spring/IOCApplication.java | 19 + .../xcs/spring/config/MyConfiguration.java | 13 + .../com/xcs/spring/service/MyServiceA.java | 15 + .../com/xcs/spring/service/MyServiceB.java | 12 + .../README.md | 2 +- 9 files changed, 1268 insertions(+), 7 deletions(-) create mode 100644 spring-core-ioc/README.md create mode 100644 spring-core-ioc/pom.xml create mode 100644 spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/IOCApplication.java create mode 100644 spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/config/MyConfiguration.java create mode 100644 spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceA.java create mode 100644 spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceB.java diff --git a/README.md b/README.md index 33ce7dc..3969ec7 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -33,8 +33,7 @@ ## 🌱Spring 源码阅读系列 + IOC容器 - + 关于IOC容器中获取Bean的过程源码分析 - + + [关于IOC容器源码分析](spring-core-ioc/README.md) + 后置处理器与初始化 + [关于BeanFactoryPostProcessor源码分析](spring-interface-beanFactoryPostProcessor/README.md) @@ -54,7 +53,6 @@ + [关于InitializingBean源码分析](spring-interface-initializingBean/README.md) + [关于DisposableBean源码分析](spring-interface-disposableBean/README.md) - + 核心注解 + 关于@Bean源码分析 @@ -62,7 +60,6 @@ + 关于@Configuration源码分析 + 关于@Import源码分析 + 关于@PropertySource源码分析 - + Bean生命周期和工厂 + 关于BeanFactory源码分析 @@ -74,7 +71,6 @@ + 关于BeanDefinition源码分析 + 关于BeanDefinitionRegistry源码分析 + 关于FactoryBean源码分析 - + 应用上下文相 - 关于ApplicationContext源码分析 @@ -82,7 +78,6 @@ - 关于WebApplicationContext源码分析 - 关于ApplicationEventPublisher源码分析 - 关于ApplicationListener源码分析 - + 环境变量 - 关于Environment源码分析 diff --git a/pom.xml b/pom.xml index 4ebe8ac..02d7892 100644 --- a/pom.xml +++ b/pom.xml @@ -39,6 +39,7 @@ spring-interface-smartInstantiationAwareBeanPostProcessor spring-interface-initializingBean spring-interface-disposableBean + spring-core-ioc diff --git a/spring-core-ioc/README.md b/spring-core-ioc/README.md new file mode 100644 index 0000000..78f3ee8 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/README.md @@ -0,0 +1,1192 @@ +## `IOC` + +- [`IOC`](#ioc) + - [一、接口描述](#一接口描述) + - [二、IOC源码](#二ioc源码) + - [三、主要功能](#三主要功能) + - [四、最佳实践](#四最佳实践) + - [五、时序图](#五时序图) + - [5.1、Bean定义注册过程时序图](#51bean定义注册过程时序图) + - [5.2、Bean初始化过程时序图](#52bean初始化过程时序图) + - [5.3、Bean销毁过程时序图](#53bean销毁过程时序图) + - [六、源码分析](#六源码分析) + - [6.1、Bean定义注册过程源码分析](#61bean定义注册过程源码分析) + - [6.2、Bean初始化过程源码分析](#62bean初始化过程源码分析) + - [6.3、Bean销毁过程源码分析](#63bean销毁过程源码分析) + - [七、注意事项](#七注意事项) + - [八、总结](#八总结) + - [8.1、最佳实践总结](#81最佳实践总结) + - [8.2、源码分析总结](#82源码分析总结) + + +### 一、接口描述 + +Spring IOC（Inversion of Control）容器是Spring框架的核心部分。它负责创建、配置、装配和管理应用中的对象及其生命周期。 + +### 二、IOC源码 + +由于IOC是框架的核心部分，其源码是非常庞大和复杂的。在这里，可以为大家提供一个关于IOC部分源码的概述，但要理解每个细节，你可能需要花费相当的时间去阅读和理解。Spring框架的源码是开源的，你可以在其GitHub仓库中找到。 + +### 三、主要功能 + ++ **依赖管理**：Spring IOC容器负责自动注入对象的依赖。这意味着我们不需要手动地在对象内部创建或查找其依赖项；相反，Spring容器会为我们注入它们。这有助于实现解耦和更好的模块化。提供多种注入方式，例如构造器注入、Setter方法注入和字段注入。 + ++ **Bean生命周期管理**：从bean的创建、初始化到销毁，Spring IOC容器都会管理其整个生命周期。可以使用初始化方法、销毁方法、`InitializingBean`和`DisposableBean`接口等方式来控制bean的生命周期。 + ++ **作用域管理**：Spring IOC容器支持多种bean的作用域，如单例（singleton）、原型（prototype）、会话（session）和请求（request）等。 + ++ **AOP与IOC的集成**：Spring的AOP（面向切面编程）功能与IOC容器紧密集成，允许你为bean定义切面、通知和切点，实现横切关注点的模块化。 + ++ **提供扩展点**：通过`BeanPostProcessor`、`BeanFactoryPostProcessor`等扩展点，可以在bean初始化前后插入自定义逻辑 + +### 四、最佳实践 + +首先来看看启动类入口，上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`（此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式），构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类。通过`getBeanDefinitionNames`方法，可以获得容器中所有bean的名称，使用`getBean`方法获取其实例，并打印该Bean，最后关闭了容器来触发单例bean的销毁方法。 + +```java +public class IOCApplication { + + public static void main(String[] args) { + AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class); + for (String beanDefinitionName : context.getBeanDefinitionNames()) { + System.out.println("Bean = " + context.getBean(beanDefinitionName)); + } + context.close(); + } +} +``` + +在配置类中，使用`@ComponentScan`注解让Spring扫描`com.xcs.spring.service`包以及其子包，由此扫描到的任何类，如果它们上面有特定的注解（如`@Component`, `@Service`, `@Repository`, `@Controller`等），都会被Spring自动识别并添加到容器中，成为容器管理的bean。 + +```java +@Configuration +@ComponentScan("com.xcs.spring.service") +public class MyConfiguration { + +} +``` + +由于我们配置中启用了`@ComponentScan`（如在`MyConfiguration`类中）并指定了正确的包路径，那么这两个类将被自动识别并注册到Spring容器中。 + +```java +package com.xcs.spring.service; + +@Component +public class MyServiceB { + +} + +@Component +public class MyServiceB { + +} +``` + +运行结果发现，这是我们自己定义的两个服务类。它们都被标记为`@Component`，因此Spring容器会为每个类创建一个bean实例（其他的Bean是Spring内部Bean）。 + +```java +Bean = org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor@23c30a20 +Bean = org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor@1e1a0406 +Bean = org.springframework.context.event.EventListenerMethodProcessor@3cebbb30 +Bean = org.springframework.context.event.DefaultEventListenerFactory@12aba8be +Bean = com.xcs.spring.config.MyConfiguration$$EnhancerBySpringCGLIB$$7a35e03c@290222c1 +Bean = com.xcs.spring.service.MyServiceA@67f639d3 +Bean = com.xcs.spring.service.MyServiceB@6253c26 +``` + +### 五、时序图 + +#### 5.1、Bean定义注册过程时序图 + +~~~mermaid +sequenceDiagram + Title: Bean注册过程时序图 + participant IOCApplication + participant AnnotationConfigApplicationContext + participant AbstractApplicationContext + participant PostProcessorRegistrationDelegate + participant ConfigurationClassPostProcessor + participant ConfigurationClassParser + participant ComponentScanAnnotationParser + participant ClassPathBeanDefinitionScanner + participant BeanDefinitionReaderUtils + participant DefaultListableBeanFactory + + IOCApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses)
创建应用上下文 + AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh()
刷新应用上下文 + AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
调用BFPP方法 + AbstractApplicationContext->>PostProcessorRegistrationDelegate:invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory,beanFactoryPostProcessors)
委托BFPP处理 + PostProcessorRegistrationDelegate->>PostProcessorRegistrationDelegate:invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(postProcessors,registry,applicationStartup)
调用BDRPP方法 + PostProcessorRegistrationDelegate->>ConfigurationClassPostProcessor:postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)
处理Bean定义 + ConfigurationClassPostProcessor->>ConfigurationClassPostProcessor:processConfigBeanDefinitions(registry)
处理配置类Bean + ConfigurationClassPostProcessor->>ConfigurationClassParser:parse(configCandidates)
解析配置类 + ConfigurationClassParser->>ConfigurationClassParser:parse(metadata,beanName)
解析指定类 + ConfigurationClassParser->>ConfigurationClassParser:processConfigurationClass(configClass,filter)
处理配置注解 + ConfigurationClassParser->>+ConfigurationClassParser: doProcessConfigurationClass(configClass, sourceClass, filter)
进一步处理配置 + ConfigurationClassParser-->>-ConfigurationClassParser: 返回SourceClass + ConfigurationClassParser->>ComponentScanAnnotationParser:parse(componentScan,declaringClass)
解析@ComponentScan + ComponentScanAnnotationParser->>ClassPathBeanDefinitionScanner:doScan(basePackages)
扫描指定包路径 + ClassPathBeanDefinitionScanner->>+ClassPathBeanDefinitionScanner:findCandidateComponents(basePackage)
找到Bean候选者 + ClassPathBeanDefinitionScanner-->>-ClassPathBeanDefinitionScanner:返回Set + ClassPathBeanDefinitionScanner->>ClassPathBeanDefinitionScanner:registerBeanDefinition(definitionHolder,registry)
注册Bean定义 + ClassPathBeanDefinitionScanner->>BeanDefinitionReaderUtils:registerBeanDefinition(definitionHolder,registry)
工具类注册Bean + BeanDefinitionReaderUtils->>DefaultListableBeanFactory:registerBeanDefinition(beanName,beanDefinition)
最终注册Bean + ComponentScanAnnotationParser-->>ConfigurationClassParser:返回Set + +~~~ + +#### 5.2、Bean初始化过程时序图 + +~~~mermaid +sequenceDiagram + Title: Bean初始化过程时序图 + participant IOCApplication + participant AnnotationConfigApplicationContext + participant AbstractApplicationContext + participant DefaultListableBeanFactory + participant AbstractBeanFactory + participant DefaultSingletonBeanRegistry + participant AbstractAutowireCapableBeanFactory + participant InstantiationAwareBeanPostProcessor + participant SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor + participant MergedBeanDefinitionPostProcessor + participant BeanPostProcessor + participant InitializingBean + participant Bean对象 + + IOCApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses)
创建应用上下文 + AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh()
刷新应用上下文 + AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)
完成bean工厂初始化 + AbstractApplicationContext->>DefaultListableBeanFactory:preInstantiateSingletons()
预实例化单例beans + DefaultListableBeanFactory->>AbstractBeanFactory:getBean(name)
获取bean实例 + AbstractBeanFactory->>AbstractBeanFactory:doGetBean(name,requiredType,args,typeCheckOnly)
具体获取bean逻辑 + AbstractBeanFactory->>DefaultSingletonBeanRegistry:getSingleton(beanName,singletonFactory)
从注册表获取单例bean + DefaultSingletonBeanRegistry-->>AbstractBeanFactory:getObject()
从工厂获取bean对象 + AbstractBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:createBean(beanName,mbd,args)
创建bean实例 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse)
解析实例化前的bean + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName)
应用BP前实例化 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>InstantiationAwareBeanPostProcessor:postProcessBeforeInstantiation(beanClass, beanName)
实例化前处理bean + InstantiationAwareBeanPostProcessor-->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回要使用的bean对象 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:doCreateBean(beanName,mbd,args)
执行创建bean逻辑 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:createBeanInstance(beanName, mbd, args)
创建bean实例 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName)
确定构造器 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor:determineCandidateConstructors(beanClass, beanName)
确定候选构造器 + SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor-->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回构造器 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd,beanType,beanName)
应用合并的BDPP + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>MergedBeanDefinitionPostProcessor:postProcessMergedBeanDefinition(mbd,beanType,beanName)
处理合并的bean定义 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:addSingletonFactory(beanName,singletonFactory)
添加单例工厂 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:getEarlyBeanReference(beanName,mbd,bean)
获取早期bean引用 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor:getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName)
获取早期bean引用 + SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor-->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回bean引用公开的对象 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:populateBean(beanName,mbd,instanceWrapper)
填充bean属性 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>InstantiationAwareBeanPostProcessor:postProcessAfterInstantiation(bean,beanName)
实例化后处理bean + InstantiationAwareBeanPostProcessor->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回是否属性填充 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>InstantiationAwareBeanPostProcessor:postProcessProperties(pvs,bean,beanName)
处理bean属性 + InstantiationAwareBeanPostProcessor->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回属性值 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>InstantiationAwareBeanPostProcessor:postProcessPropertyValues(pds,bean,beanName)
处理bean属性 + InstantiationAwareBeanPostProcessor->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回属性值 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:initializeBean(beanName,bean,mbd)
开始初始化bean + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName)
+ AbstractAutowireCapableBeanFactory->>BeanPostProcessor:postProcessBeforeInitialization(bean,beanName)
应用初始化前的BPP + BeanPostProcessor-->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回Bean对象 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:invokeInitMethods(beanName,bean,mbd)
调用初始化方法 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>InitializingBean:afterPropertiesSet()
设置bean属性后 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:invokeCustomInitMethod(beanName,bean,mbd)
调用自定义初始化 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>Bean对象:init-method
执行bean的初始化方法 + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(existingBean,beanName)
应用初始化后的BPP + AbstractAutowireCapableBeanFactory->>BeanPostProcessor:postProcessAfterInitialization(bean,beanName)
处理初始化后的bean + BeanPostProcessor-->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:返回Bean对象 + AbstractAutowireCapableBeanFactory-->>AbstractBeanFactory:返回Bean对象 + AbstractBeanFactory-->>DefaultListableBeanFactory:返回Bean对象 +~~~ + +#### 5.3、Bean销毁过程时序图 + +~~~mermaid +sequenceDiagram + Title: Bean销毁过程时序图 + participant IOCApplication + participant AnnotationConfigApplicationContext + participant AbstractApplicationContext + participant DefaultListableBeanFactory + participant DefaultSingletonBeanRegistry + participant DisposableBeanAdapter + participant DestructionAwareBeanPostProcessor + participant DisposableBean + participant Bean对象 + + IOCApplication->>AnnotationConfigApplicationContext: AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses )
应用开始初始化上下文 + AnnotationConfigApplicationContext-->>IOCApplication:初始化完成 + IOCApplication->>AbstractApplicationContext:close()
请求关闭上下文 + AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:doClose()
执行关闭逻辑 + AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:destroyBeans()
开始销毁beans + AbstractApplicationContext->>DefaultListableBeanFactory:destroySingletons()
销毁单例beans + DefaultListableBeanFactory->>DefaultSingletonBeanRegistry:super.destroySingletons()
调父类销毁方法 + DefaultSingletonBeanRegistry-->>DefaultListableBeanFactory:destroySingleton(beanName)
销毁单个bean + DefaultListableBeanFactory->>DefaultSingletonBeanRegistry:super.destroySingleton(beanName)
调父类销毁bean方法 + DefaultSingletonBeanRegistry->>DefaultSingletonBeanRegistry:destroyBean(beanName,bean)
执行销毁bean操作 + DefaultSingletonBeanRegistry->>DisposableBeanAdapter:destroy()
适配器执行销毁 + DisposableBeanAdapter->>DestructionAwareBeanPostProcessor:postProcessBeforeDestruction(bean,beanName)
执行自定义销毁逻辑 + DisposableBeanAdapter->>DisposableBean:destroy()
执行自定义销毁逻辑 + DisposableBeanAdapter->>DisposableBeanAdapter:invokeCustomDestroyMethod(destroyMethod)
调用自定义销毁方法 + DisposableBeanAdapter->>Bean对象:destroy-method
执行bean的销毁方法 + AbstractApplicationContext-->>IOCApplication:请求关闭上下文结束 +~~~ + +### 六、源码分析 + +#### 6.1、Bean定义注册过程源码分析 + ++ 关于@ComponentScan源码分析 + +#### 6.2、Bean初始化过程源码分析 + +首先来看看启动类入口，上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`（此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式），构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类。通过`getBeanDefinitionNames`方法，可以获得容器中所有bean的名称，使用`getBean`方法获取其实例，并打印该Bean，最后关闭了容器来触发单例bean的销毁方法。 + +```java +public class IOCApplication { + + public static void main(String[] args) { + AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class); + for (String beanDefinitionName : context.getBeanDefinitionNames()) { + System.out.println("Bean = " + context.getBean(beanDefinitionName)); + } + context.close(); + } +} +``` + +在`org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext#AnnotationConfigApplicationContext`构造函数中，执行了三个步骤，我们重点关注`refresh()`方法 + +```java +public AnnotationConfigApplicationContext(Class... componentClasses) { + this(); + register(componentClasses); + refresh(); +} +``` + +`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh`方法中我们重点关注一下`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`这方法会对实例化所有剩余非懒加载的单列Bean对象，其他方法不是本次源码阅读的重点暂时忽略。 + +```java +@Override +public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { + // ... [代码部分省略以简化] + // 实例化所有剩余非懒加载的单列Bean对象 + finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); + // ... [代码部分省略以简化] +} +``` + +在`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization`方法中，会继续调用`DefaultListableBeanFactory`类中的`preInstantiateSingletons`方法来完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。 + +```java +/** + * 完成此工厂的bean初始化，实例化所有剩余的非延迟初始化单例bean。 + * + * @param beanFactory 要初始化的bean工厂 + */ +protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { + // ... [代码部分省略以简化] + // 完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。 + beanFactory.preInstantiateSingletons(); +} +``` + +在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons`方法中，对于每个bean，它检查bean是否应该被初始化，即它不是抽象的、是单例的，并且不是延迟加载的，如果bean是一个`FactoryBean`，则检查该`FactoryBean`是否应该提前初始化。如果是，它会执行提前初始化。如果bean不是`FactoryBean`，则直接进行初始化。在所有的beans被初始化之后，方法查找那些实现了`SmartInitializingSingleton`接口的beans。对于每一个这样的bean，它会调用`afterSingletonsInstantiated`方法，允许beans在所有其他的beans被实例化之后执行某些操作。 + +```java +/** + * 提前实例化所有非懒加载的单例bean，确保所有的单例bean都被初始化。 + * 1. 该方法首先遍历所有已注册的bean定义的名称。 + * 2. 对于每个bean名称，它获取合并的本地bean定义，并检查bean是否是抽象的、单例的以及非懒加载的。 + * 3. 如果满足上述条件，该方法将根据bean定义是不是一个工厂bean（FactoryBean）来决定如何获取bean实例。 + * 4. 之后，对于所有已创建的单例bean，如果它们实现了SmartInitializingSingleton接口，它们的afterSingletonsInstantiated方法将被调用。 + * + * 此方法在应用上下文的刷新过程中被调用，确保所有非懒加载的单例bean在上下文被刷新后都被创建和初始化。 + * + * @throws BeansException 如果任何bean不能被实例化或初始化。 + */ +@Override +public void preInstantiateSingletons() throws BeansException { + // 当TRACE日志级别被启用时，记录方法的开始日志。 + if (logger.isTraceEnabled()) { + logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this); + } + + // 获取beanDefinitionNames的副本。这样做是为了防止在迭代期间对其进行修改。 + List beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames); + + // 第一步：初始化所有的非延迟加载的单例beans。 + for (String beanName : beanNames) { + RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); + + // 检查bean是否满足初始化条件：它不应该是抽象的，应该是一个单例，并且不是延迟加载。 + if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) { + + // 检查bean是否是一个FactoryBean。 + if (isFactoryBean(beanName)) { + Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName); + + // 如果bean是FactoryBean的实例，进一步检查它是否应该被提前初始化。 + if (bean instanceof FactoryBean) { + FactoryBean factory = (FactoryBean) bean; + boolean isEagerInit; + + // ... [代码部分省略以简化] + + // 如果工厂bean被标记为“eagerInit”，则立即初始化它。 + if (isEagerInit) { + getBean(beanName); + } + } + } else { + // 如果bean不是FactoryBean，则直接初始化它。 + getBean(beanName); + } + } + } + + // 第二步：对所有的单例beans执行后初始化回调。 + for (String beanName : beanNames) { + Object singletonInstance = getSingleton(beanName); + + // 如果bean实现了SmartInitializingSingleton接口，则调用afterSingletonsInstantiated方法。 + if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) { + + // ... [代码部分省略以简化] + + // 调用afterSingletonsInstantiated方法 + smartSingleton.afterSingletonsInstantiated(); + } + } +} +``` + +在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean`方法中，又调用了`doGetBean`方法来实际执行创建Bean的过程，传递给它bean的名称和一些其他默认的参数值。此处，`doGetBean`负责大部分工作，如查找bean定义、创建bean（如果尚未创建）、处理依赖关系等。 + +```java +@Override +public Object getBean(String name) throws BeansException { + return doGetBean(name, null, null, false); +} +``` + +在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean`方法中，首先尝试从单例缓存中获取已存在的bean。如果不存在，考虑原型循环引用并在必要时检查父容器。方法然后根据bean的作用域和定义合并其属性，处理其依赖关系，根据bean的作用域创建bean实例。若在创建过程中遇到错误，它执行清理并抛出异常。最终，返回适当的bean实例或其代理。 + +```java +/** + * 根据给定的bean名称，尝试获取或创建bean。这是bean获取过程的核心方法。 + * 1. 如果bean存在于单例缓存中并且没有构造函数参数，它将直接返回该单例。 + * 2. 对于原型bean，此方法将创建一个新实例。 + * 3. 对于其他作用域的bean，它会根据作用域特定的策略创建或检索bean。 + * 4. 如果在父bean工厂中找到bean定义，它将在父工厂中尝试获取bean。 + * 5. 在创建bean之前，此方法还会处理bean的依赖关系，确保所有依赖关系首先被解析和创建。 + * + * @param name 要检索的bean的名称。 + * @param requiredType 返回对象必须匹配的类型；可以为null以获取任何类型的bean。 + * @param args 创建bean实例时使用的参数；如果为null，则使用默认构造函数。 + * @param typeCheckOnly 是否只进行类型检查，而不是创建bean。 + * @return 返回创建或检索的bean对象。 + * @throws BeansException 如果bean不能被创建或检索。 + */ +protected T doGetBean( + String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly) + throws BeansException { + + // 1. 获取标准化的bean名称。 + String beanName = transformedBeanName(name); + Object beanInstance; + + // 2. 尝试从单例缓存中获取bean。 + Object sharedInstance = getSingleton(beanName); + if (sharedInstance != null && args == null) { + // ... [代码部分省略以简化] + beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null); + } + + else { + // 3. 检查原型作用域bean的循环引用。 + if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) { + throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); + } + + // 4. 检查当前工厂或父工厂中是否存在bean定义。 + BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory(); + if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 5. 标记bean为已创建。 + if (!typeCheckOnly) { + markBeanAsCreated(beanName); + } + + try { + // 6. 获取合并的bean定义。 + RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); + checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args); + + // 7. 保证当前bean所依赖的beans先被初始化。 + String[] dependsOn = mbd.getDependsOn(); + if (dependsOn != null) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 8. 根据bean的作用域创建bean实例。 + if (mbd.isSingleton()) { + // 为单例作用域创建或检索实例。 + sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> createBean(beanName, mbd, args)); + beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); + } + else if (mbd.isPrototype()) { + // 为原型作用域创建新实例。 + beanInstance = getObjectForBeanInstance(createBean(beanName, mbd, args), name, beanName, mbd); + } + else { + // 为其他自定义作用域创建实例。 + String scopeName = mbd.getScope(); + Scope scope = this.scopes.get(scopeName); + beanInstance = getObjectForBeanInstance(scope.get(beanName, () -> createBean(beanName, mbd, args)), name, beanName, mbd); + } + } + catch (BeansException ex) { + // 9. 如果创建bean失败，进行清理并重新抛出异常。 + cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName); + throw ex; + } + } + + // 10. 返回适应的bean实例或其代理。 + return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType); +} +``` + +在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton`方法中，方法将请求转发给另一个重载版本的 `getSingleton` 方法。 + +```java +/** + * 根据提供的bean名称从单例缓存中检索bean实例。 + * + * @param beanName 要检索的bean的名称 + * @return bean的实例，如果找不到或不是单例，则返回null + */ +@Override +@Nullable +public Object getSingleton(String beanName) { + return getSingleton(beanName, true); +} +``` + +在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(beanName, allowEarlyReference)`方法中，先从单例缓存中检索指定名称的bean实例。当bean处于创建过程中，可能因为循环依赖而没有完成初始化。为了处理这样的场景，方法首先尝试从常规的单例缓存中获取bean，如果没有找到且该bean当前正在创建中，它会尝试从“早期单例缓存”中获取。如果还是没有找到并且允许提前引用，方法会使用单例工厂创建一个新的bean实例。这种机制允许Spring容器在bean完全初始化之前解决循环依赖的问题。 + +```java +/** + * 根据给定的 bean 名称从单例缓存中检索 bean 实例。 + * + * @param beanName 要检索的 bean 的名称 + * @param allowEarlyReference 如果为 true, 该方法会尝试在完整初始化之前提前解析单例bean，这主要用于处理循环引用 + * @return 返回该名称对应的单例bean对象，如果没有找到则返回 null + */ +@Nullable +protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) { + // 从缓存中快速获取单例对象，这是一个常见的检索操作，避免了不必要的同步 + Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); + + // 如果单例对象为 null 且当前bean正在创建中，则可能存在循环引用 + if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) { + singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); + if (singletonObject == null && allowEarlyReference) { + // 使用完整的单例锁来确保单例的一致性创建和缓存 + synchronized (this.singletonObjects) { + singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); + if (singletonObject == null) { + // 再次尝试从早期单例缓存中获取 + singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName); + if (singletonObject == null) { + // 使用单例工厂创建对象。这是为了处理循环引用。 + ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName); + if (singletonFactory != null) { + singletonObject = singletonFactory.getObject(); + // 存储到早期单例缓存中并从工厂缓存中移除 + this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject); + this.singletonFactories.remove(beanName); + } + } + } + } + } + } + + return singletonObject; +} +``` + +我们回到`doGetBean`方法的第二步中，在尝试从单例缓存中成功获取到Bean后，会调用`beanorg.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getObjectForBeanInstance`方法，此方法主要用于从给定的bean实例中获取相应的对象。这可能涉及处理`FactoryBean`的逻辑，返回由`FactoryBean`创建的对象，或者直接返回传入的普通bean实例。PS：如果第二步中没有获取到Bean，此方法在`doGetBean`方法中的第八步会再次调用，确保能处理`FactoryBean`的逻辑。 + +```java +/** + * 获取给定bean实例的相应对象。此方法处理可能的FactoryBean场景，并返回要使用的实际bean实例。 + * + * @param beanInstance 实际的bean实例，可以是常规bean或FactoryBean + * @param name 要查询的bean的名称 + * @param beanName bean的实际名称 + * @param mbd 可以为null的合并bean定义 + * @return 从FactoryBean或普通bean实例获取的对象 + * + * @throws BeanIsNotAFactoryException 如果给定名称的bean不是工厂，但尝试解引用 + */ +protected Object getObjectForBeanInstance( + Object beanInstance, String name, String beanName, @Nullable RootBeanDefinition mbd) { + + // 如果调用者尝试解引用工厂并且bean实例不是工厂，抛出异常。 + if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) { + if (beanInstance instanceof NullBean) { + return beanInstance; + } + if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) { + throw new BeanIsNotAFactoryException(beanName, beanInstance.getClass()); + } + if (mbd != null) { + mbd.isFactoryBean = true; + } + return beanInstance; + } + + // 如果bean实例不是FactoryBean，直接返回。 + if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) { + return beanInstance; + } + + // 如果FactoryBean的结果在缓存中，直接返回。 + Object object = null; + if (mbd != null) { + mbd.isFactoryBean = true; + } + else { + object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName); + } + + // 如果缓存中没有，从FactoryBean获取对象。 + if (object == null) { + FactoryBean factory = (FactoryBean) beanInstance; + if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) { + mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); + } + boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic()); + object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic); + } + + return object; +} +``` + +我们回到`doGetBean`方法中的第八步。在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton`方法中，首先从单例缓存中检索指定的bean，如果该bean不存在并且提供了一个`singletonFactory`，该方法会尝试使用该工厂创建bean。如果在此过程中发生任何异常或在创建期间bean被其他线程提前创建，该方法都有相应的处理策略。特别地，方法还考虑到了循环引用的情况，并在出现循环引用时提供了有关错误信息。简而言之，`getSingleton`确保了单例bean的创建、缓存和提取，同时处理了与并发和循环引用相关的各种潜在问题。 + +```java +/** + * 根据给定的bean名称获取单例对象。如果在单例缓存中不存在该对象，使用传入的单例工厂创建它。 + * 该方法确保线程安全地创建和检索单例，并处理与bean创建失败相关的任何异常。 + * + * @param beanName 要检索的单例bean的名称。 + * @param singletonFactory 创建新单例时使用的工厂。 + * @return 返回创建或检索的单例对象。 + * @throws BeanCreationNotAllowedException 当单例处于销毁状态时，不允许创建单例。 + * @throws BeanCreationException 如果创建bean时出现问题。 + * @throws IllegalStateException 如果出现状态异常，如并发问题。 + */ +public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory singletonFactory) { + // 1. 断言bean名称不为空 + Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null"); + + // 2. 通过同步块确保线程安全 + synchronized (this.singletonObjects) { + + // 3. 尝试从缓存中获取单例对象 + Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); + + // 4. 如果缓存中不存在 + if (singletonObject == null) { + + // 5. 如果当前处于销毁其他单例的状态，则抛出异常 + if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 6. 记录开始创建单例的日志 + if (logger.isDebugEnabled()) { + logger.debug("Creating shared instance of singleton bean '" + beanName + "'"); + } + + // 7. 将单例注册为当前正在创建中 + beforeSingletonCreation(beanName); + + // 8. 设置标识，默认为未创建新的单例 + boolean newSingleton = false; + + // 9. 准备记录与bean创建失败相关的任何异常 + boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null); + if (recordSuppressedExceptions) { + this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>(); + } + + try { + // 10. 使用传递的singletonFactory创建单例 + singletonObject = singletonFactory.getObject(); + newSingleton = true; + } + catch (IllegalStateException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + catch (BeanCreationException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + finally { + // ... [代码部分省略以简化] + // 11. 将singleton标记为不再处于创建中 + afterSingletonCreation(beanName); + } + + // 12. 如果成功创建新的单例，将其加入缓存 + if (newSingleton) { + addSingleton(beanName, singletonObject); + } + } + // 13. 返回创建或检索到的单例 + return singletonObject; + } +} +``` + +我们来到`getSingleton(beanName,singletonFactory)`方法中的第七步中。调用`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#beforeSingletonCreation`方法，将单例注册为当前正在创建中。 + +```java +protected void beforeSingletonCreation(String beanName) { + if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) { + throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); + } +} +``` + +我们来到`getSingleton(beanName,singletonFactory)`方法中的第十步中，调用`singletonFactory.getObject()`，这是在`doGetBean`方法中传递过来的lambda表达式的一个方法引用。 + +```java +() -> { + try { + return createBean(beanName, mbd, args); + } + catch (BeansException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } +} +``` + +我们来到`getSingleton(beanName,singletonFactory)`方法中的第十一步中。调用`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#afterSingletonCreation`方法，将singleton标记为不再处于创建中。 + +```java +protected void afterSingletonCreation(String beanName) { + if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) { + throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation"); + } +} +``` + +我们回到`getSingleton(beanName,singletonFactory)`方法中的第十步中。当我们调用`singletonFactory.getObject()`方法会调用到`createBean(beanName,mbd,args)`方法上来，在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean`方法中，首先，确保了bean的类已经被正确解析并设置。接着，它会准备并验证方法重写，确保没有配置错误。然后，方法尝试使用`BeanPostProcessors`在实际实例化bean之前返回一个代理对象。如果没有代理返回，方法将继续实际的bean创建和初始化过程。整个过程中，任何发生的异常都会被捕获并转化为`BeanCreationException`，确保调用者可以从异常中获取明确的上下文信息。 + +```java +/** + * 创建一个新的bean实例。此过程涉及解析bean的类，处理方法重写，可能的代理创建以及最终bean的实际实例化和初始化。 + * + * @param beanName 要创建的bean的名称。 + * @param mbd 要创建的bean的合并bean定义。 + * @param args 用于构造函数或工厂方法的参数；可以为null。 + * @return 新创建的bean实例。 + * @throws BeanCreationException 如果创建bean失败。 + */ +@Override +protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) + throws BeanCreationException { + // 1.记录日志：开始创建bean + if (logger.isTraceEnabled()) { + logger.trace("Creating instance of bean '" + beanName + "'"); + } + RootBeanDefinition mbdToUse = mbd; + + // 2.解析bean的类，以确保其已经被加载 + Class resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName); + if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) { + // 如果bean类已经被解析，并且原始bean定义没有设置bean类，则复制bean定义并设置bean类。 + mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd); + mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass); + } + + // 3.准备方法重写，并对它们进行验证 + try { + mbdToUse.prepareMethodOverrides(); + } + catch (BeanDefinitionValidationException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + try { + // 4.允许BeanPostProcessors在bean实例化之前返回代理 + Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse); + if (bean != null) { + return bean; + } + } + catch (Throwable ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 5.实际bean实例化。如果此过程中出现异常，异常将被捕获并适当处理。 + try { + Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args); + if (logger.isTraceEnabled()) { + logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'"); + } + return beanInstance; + } + catch (BeanCreationException | ImplicitlyAppearedSingletonException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + catch (Throwable ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } +} +``` + +我们来到`createBean(beanName,mbd,args)`方法中的第四步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#resolveBeforeInstantiation` 方法中，首先尝试在bean实际实例化之前提前完成bean的实例化。这通常是为了返回一个代理对象。`applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation` 方法，尝试使用 `InstantiationAwareBeanPostProcessor` 的 `postProcessBeforeInstantiation` 方法来预先实例化bean。如果上一步成功创建了bean（例如，返回了一个代理对象），那么这个bean还会经过所有注册的 `BeanPostProcessor` 的 `postProcessAfterInitialization` 方法，这是对bean进行初始化后的最后处理。 + +```java +protected Object resolveBeforeInstantiation(String beanName, RootBeanDefinition mbd) { + Object bean = null; + // 检查是否已尝试在实例化之前解析此bean + if (!Boolean.FALSE.equals(mbd.beforeInstantiationResolved)) { + // 如果bean不是合成的，并且存在InstantiationAwareBeanPostProcessors + if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) { + // 确定目标bean的类型 + Class targetType = determineTargetType(beanName, mbd); + // 如果目标类型不为空 + if (targetType != null) { + // 尝试在实际实例化之前，通过BeanPostProcessors提前创建bean实例 + bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName); + // 如果bean实例创建成功 + if (bean != null) { + // 对bean实例应用postProcessAfterInitialization方法 + bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName); + } + } + } + // 标记bean在实例化之前是否已被解析 + mbd.beforeInstantiationResolved = (bean != null); + } + // 返回创建的bean实例或null + return bean; +} +``` + +我们来到`createBean(beanName,mbd,args)`方法中的第五步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean`方法中，首先负责bean的实例化，然后进行类型的解析和方法覆盖的准备。在实例化bean后，该方法允许`BeanPostProcessors`介入，为bean提供代理或进行其他改变。接下来，为解决可能出现的循环引用问题，bean会被尽早地放入缓存。之后，该方法进行bean的属性注入，并执行其初始化方法。在处理完成bean的循环引用后，如果bean定义了销毁方法或实现了相关接口，它将被注册为可销毁的。最后，方法返回完全初始化的bean实例。 + +```java +/** + * 实际创建指定的bean。先实例化，然后暴露为对象引用。 + * + * @param beanName bean的名称 + * @param mbd bean的合并bean定义 + * @param args 用于构造函数或工厂方法调用的显式参数 + * @return 创建的bean实例(可能是原始的或其创建的代理) + * @throws BeanCreationException 如果bean不能被创建 + */ +protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) + throws BeanCreationException { + + // 1. Bean实例化 + BeanWrapper instanceWrapper = null; + // 如果是单例并且缓存中有，则从缓存中获取BeanWrapper + if (mbd.isSingleton()) { + instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); + } + // 如果BeanWrapper为空，则创建一个新的实例 + if (instanceWrapper == null) { + instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); + } + // 获取bean的实例和类型 + Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance(); + Class beanType = instanceWrapper.getWrappedClass(); + if (beanType != NullBean.class) { + mbd.resolvedTargetType = beanType; + } + + // 2. 合并Bean定义后的后处理 + synchronized (mbd.postProcessingLock) { + if (!mbd.postProcessed) { + try { + applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName); + } catch (Throwable ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + mbd.postProcessed = true; + } + } + + // 3. 为了处理循环引用，提前将创建的实例放入缓存 + boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && + isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); + if (earlySingletonExposure) { + addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)); + } + + Object exposedObject = bean; + try { + // 4. Bean属性的注入 + populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); + // 5. Bean初始化 + exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); + } catch (Throwable ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 6. 循环引用处理 + if (earlySingletonExposure) { + Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false); + if (earlySingletonReference != null && exposedObject == bean) { + exposedObject = earlySingletonReference; + } + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 7. 如果需要，为bean注册销毁方法 + try { + registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd); + } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + return exposedObject; +} +``` + +我们来到`doCreateBean(beanName,mbd,args)`方法中的第二步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyMergedBeanDefinitionPostProcessors`方法中，遍历每一个 `MergedBeanDefinitionPostProcessor` 的 `postProcessMergedBeanDefinition` 方法，提供了一个自定义或查询合并的 bean 定义的机会。 + +```java +protected void applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(RootBeanDefinition mbd, Class beanType, String beanName) { + for (MergedBeanDefinitionPostProcessor processor : getBeanPostProcessorCache().mergedDefinition) { + processor.postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName); + } +} +``` + +我们来到`doCreateBean(beanName,mbd,args)`方法中的第四步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean`方法中，首先确定bean实例是否存在。如果bean存在，该方法会根据bean的自动装配模式（例如`byName`或`byType`）来进行属性的自动装配。此外，对于任何显式定义的属性值，该方法也会确保它们被正确地设置到bean中。在整个属性填充过程中，方法为`InstantiationAwareBeanPostProcessors`提供了在不同阶段介入、修改bean属性或中断属性填充的机会。简而言之，这个方法确保bean的所有属性都被正确地配置和填充。 + +```java +/** + * 用于填充给定bean名称的bean实例的属性。此方法负责属性的自动装配以及应用显式属性值。 + * + * @param beanName bean的名称 + * @param mbd bean的合并BeanDefinition + * @param bw bean的BeanWrapper + */ +protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) { + + // 如果BeanWrapper为空并且存在属性值，则抛出BeanCreationException异常。 + if (bw == null) { + if (mbd.hasPropertyValues()) { + throw new BeanCreationException( + mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance"); + } else { + // 若实例为null且没有属性需要设置，则直接返回。 + return; + } + } + + // 在设置bean属性之前，给任何InstantiationAwareBeanPostProcessors一个机会来修改bean的状态。 + // 这可以用来支持字段注入的风格。 + if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) { + for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) { + if (!bp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) { + return; + } + } + } + + // 获取bean定义中的属性值。 + PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null); + + // 根据bean定义的自动装配模式进行处理。 + int resolvedAutowireMode = mbd.getResolvedAutowireMode(); + if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME || resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) { + MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs); + + // 如果是按名称自动装配，将对应的属性值加入属性集。 + if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME) { + autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs); + } + // 如果是按类型自动装配，将对应的属性值加入属性集。 + if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) { + autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs); + } + + pvs = newPvs; + } + + // 检查是否有InstantiationAwareBeanPostProcessors，并对属性值进行后处理。 + boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors(); + boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != AbstractBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE); + + PropertyDescriptor[] filteredPds = null; + if (hasInstAwareBpps) { + if (pvs == null) { + pvs = mbd.getPropertyValues(); + } + for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) { + PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName); + if (pvsToUse == null) { + if (filteredPds == null) { + filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching); + } + pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName); + if (pvsToUse == null) { + return; + } + } + pvs = pvsToUse; + } + } + + // 如果需要进行依赖性检查，则进行检查。 + if (needsDepCheck) { + if (filteredPds == null) { + filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching); + } + checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs); + } + + // 最后，将属性值应用到bean。 + if (pvs != null) { + applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs); + } +} +``` + +我们来到`doCreateBean(beanName,mbd,args)`方法中的第五步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean`方法中，首先如果Bean实现了特定的Aware接口（如`BeanNameAware`, `BeanFactoryAware`等），Spring容器会先调用相关的方法。在实际执行初始化方法前，Spring会先通过注册的`BeanPostProcessors`的`postProcessBeforeInitialization`方法进行预处理，允许修改Bean或执行其他自定义操作。接着，Spring会调用Bean的初始化方法。这可以是Bean定义中通过`init-method`属性指定的方法，也可以是Bean实现的`InitializingBean`接口的`afterPropertiesSet`方法。Bean的初始化方法调用后，再次通过注册的`BeanPostProcessors`的`postProcessAfterInitialization`方法进行后处理。这为开发者提供了一个在Bean初始化完成后再次修改Bean或执行其他自定义操作的机会。 + +```java +/** + * 初始化指定的bean。 + * + * @param beanName bean的名称 + * @param bean 实际的bean实例 + * @param mbd bean的合并bean定义；可以为{@code null}，例如对手动注册的单例。 + * @return 处理过后的bean实例 (可能是原始的或新的代理) + * @throws BeansException 如果初始化失败 + */ +protected Object initializeBean(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) { + + // 1.调用bean的Aware回调方法 + invokeAwareMethods(beanName, bean); + + // 初始时bean的引用 + Object wrappedBean = bean; + + // 2.在真正的初始化之前，应用BeanPostProcessors的前置处理 + if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) { + wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName); + } + + // 3.调用bean的初始化方法（例如afterPropertiesSet或自定义的init方法） + try { + invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd); + } catch (Throwable ex) { + // ... [代码部分省略以简化] + } + + // 4.在初始化之后，应用BeanPostProcessors的后置处理 + if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) { + wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName); + } + + // 返回处理后的bean实例 + return wrappedBean; +} +``` + +我们来到`initializeBean(beanName,bean,mbd)`方法中的第一步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#invokeAwareMethods`方法中，专门用于处理那些实现了Spring的Aware接口的bean，实现了`BeanNameAware`的bean，Spring容器会设置bean的名称，实现了`BeanClassLoaderAware`的bean，Spring容器会提供当前使用的类加载器，实现了`BeanFactoryAware`的bean，Spring容器会将自身的引用传递给bean。 + +```java +/** + * 调用bean的Aware接口方法。 + * 如果bean实现了Spring的Aware接口之一，那么Spring容器将会在bean初始化时通知bean关于某些容器的状态或信息。 + * + * @param beanName 该bean在Spring容器中的名称 + * @param bean 实际的bean实例 + */ +private void invokeAwareMethods(String beanName, Object bean) { + // 检查bean是否实现了Aware接口 + if (bean instanceof Aware) { + + // 如果bean实现了BeanNameAware接口，容器会通知bean关于其bean名称 + if (bean instanceof BeanNameAware) { + ((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName); + } + + // 如果bean实现了BeanClassLoaderAware接口，容器会通知bean关于它正在使用的类加载器 + if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) { + ClassLoader bcl = getBeanClassLoader(); + // 检查类加载器是否为null，然后将其传递给bean + if (bcl != null) { + ((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl); + } + } + + // 如果bean实现了BeanFactoryAware接口，容器会通知bean关于其自身的引用 + if (bean instanceof BeanFactoryAware) { + ((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this); + } + } +} +``` + +我们来到`initializeBean(beanName,bean,mbd)`方法中的第二步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization`方法中，遍历每一个 `BeanPostProcessor` 的 `postProcessBeforeInitialization` 方法都有机会对bean进行修改或增强 + +```java +@Override +public Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName) + throws BeansException { + + Object result = existingBean; + for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) { + Object current = processor.postProcessBeforeInitialization(result, beanName); + if (current == null) { + return result; + } + result = current; + } + return result; +} +``` + +我们来到`initializeBean(beanName,bean,mbd)`方法中的第三步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#invokeInitMethods`方法中，首先检查bean是否实现了`InitializingBean`接口，并调用其`afterPropertiesSet`方法，为bean执行任何必要的初始化逻辑。此外，如果bean定义中指定了一个自定义的初始化方法，该方法也会被执行，除非这个自定义的方法就是`afterPropertiesSet`，因为它已经在前面调用过了。总之，该方法确保了在bean的所有属性都被设置之后，可以按预期的顺序执行任何初始化逻辑。 + +```java +/** + * 执行指定bean的初始化方法。这可能包括执行`InitializingBean`接口的`afterPropertiesSet`方法， + * 以及在bean定义中指定的任何自定义初始化方法。 + * + * @param beanName bean的名称 + * @param bean 实际的bean实例 + * @param mbd bean的定义，可能为null + * @throws Throwable 如果初始化方法抛出异常 + */ +protected void invokeInitMethods(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) + throws Throwable { + + // 检查bean是否实现了InitializingBean接口 + boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean); + // 如果是，并且afterPropertiesSet不是外部管理的（例如，通过AspectJ） + if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) { + if (logger.isTraceEnabled()) { + logger.trace("Invoking afterPropertiesSet() on bean with name '" + beanName + "'"); + } + if (System.getSecurityManager() != null) { + // ... [代码部分省略以简化] + } else { + // 调用afterPropertiesSet方法 + ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet(); + } + } + + // 检查是否存在自定义的初始化方法，并且这个方法不是afterPropertiesSet（因为它已经在上面调用过了） + if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) { + String initMethodName = mbd.getInitMethodName(); + if (StringUtils.hasLength(initMethodName) && + !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) && + !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) { + // 调用自定义的初始化方法 + invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd); + } + } +} +``` + +我们来到`initializeBean(beanName,bean,mbd)`方法中的第四步中。在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsAfterInitialization`方法中，遍历每一个 `BeanPostProcessor` 的 `postProcessAfterInitialization` 方法都有机会对bean进行修改或增强。 + +```java +@Override +public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName) + throws BeansException { + + Object result = existingBean; + for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) { + Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName); + if (current == null) { + return result; + } + result = current; + } + return result; +} +``` + +#### 6.3、Bean销毁过程源码分析 + ++ [关于DestructionAwareBeanPostProcessor源码分析](spring-interface-destructionAwareBeanPostProcessor/README.md) ++ [关于DisposableBean源码分析](spring-interface-disposableBean/README.md) + +### 七、注意事项 + +**选择合适的生命周期**：默认情况下，Spring中的beans是单例的。如果bean需要在每次请求时都有一个新的实例，应该将其作用域设置为`prototype`。 + +**慎用原型作用域与单例作用域的组合**：注入原型作用域的bean到单例作用域的bean可能不会像预期的那样工作。每次对单例bean的请求都会返回相同的原型实例。 + +**避免循环依赖**：Spring可以解决构造器和setter方法的循环依赖，但推荐避免这种设计，因为它可能使代码更难理解和维护。 + +**避免多重bean定义**：确保应用程序上下文中没有多个相同名字或类型的bean，否则可能导致出现一些奇奇怪怪的问题。 + +**懒加载**：如果我们不希望容器启动时立即初始化某个bean，可以使用`@Lazy`注解或在XML中设置`lazy-init`属性。 + +**避免使用`depends-on`**：虽然`depends-on`可以指定bean的启动顺序，但在可能的情况下，避免使用它，因为它可能会导致配置更加复杂。 + +**使用`@PostConstruct`和`@PreDestroy`注解**：为bean的初始化和销毁提供方法，而不是使用Spring特定的`init-method`和`destroy-method`属性。 + +**谨慎使用Bean后处理器**：Bean后处理器（`BeanPostProcessor`）是一个强大的机制，但如果不当使用，可能会导致性能问题，因为它们会在每个bean的初始化阶段都被调用。 + +**避免在bean的初始化方法中使用其他bean**：在bean的生命周期中，避免在构造函数或初始化方法中调用其他bean，因为这些bean可能尚未完全初始化。 + +### 八、总结 + +#### 8.1、最佳实践总结 + +**应用程序入口**：在`IOCApplication`类中，首先创建了一个`AnnotationConfigApplicationContext`的实例，该实例是基于Java的Spring容器配置。作为构造参数，传递了`MyConfiguration`类，这意味着Spring将根据`MyConfiguration`类来配置IoC容器。 + +**配置类**：`MyConfiguration`类被注解为`@Configuration`，这意味着它是一个Spring配置类。它使用了`@ComponentScan`注解来告诉Spring去哪里查找beans。在这个示例中，它会扫描`com.xcs.spring.service`包及其子包。 + +**服务类**：`MyServiceA`和`MyServiceB`类都在指定的包路径下，并且都被注解为`@Component`。这意味着Spring将为它们创建bean实例并管理它们的生命周期。 + +**输出结果**：当`IOCApplication`运行时，它会打印出容器中所有bean的名称和实例。除了自定义的两个服务类之外，还有其他的Spring内部bean，例如`ConfigurationClassPostProcessor`、`AutowiredAnnotationBeanPostProcessor`等。 + +#### 8.2、源码分析总结 + +**启动类与上下文环境**：应用启动时，创建了一个`AnnotationConfigApplicationContext`，并注册了配置类`MyConfiguration`。随后，通过遍历并获取所有容器中的Bean实例，并打印其信息。在上下文关闭时，触发了单例bean的销毁方法。 + +**上下文刷新**：在`AnnotationConfigApplicationContext`构造函数中，主要关注了`refresh()`方法，这个方法里再继续调用了`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`，它主要负责实例化所有剩余的非懒加载单例Bean对象。 + +**实例化所有非懒加载的单例Bean**：在`finishBeanFactoryInitialization`方法里，调用了`DefaultListableBeanFactory`类中的`preInstantiateSingletons`方法，这个方法会对每个非懒加载的单例bean进行实例化。当这些beans被初始化后，方法还会查找那些实现了`SmartInitializingSingleton`接口的beans，并执行它们的`afterSingletonsInstantiated`方法。 + +**Bean获取与创建**：`AbstractBeanFactory`类中的`getBean`方法负责获取bean。如果bean尚未创建，则会进一步调用`doGetBean`方法进行创建。这个方法处理了从缓存获取单例bean的逻辑，循环引用的问题，以及根据bean的作用域创建bean实例的逻辑。 + +**单例Bean的获取与创建**：`DefaultSingletonBeanRegistry`类中的`getSingleton`方法负责从单例缓存中获取bean，或者通过提供的singletonFactory进行创建。这个方法确保了线程安全地创建单例，并处理了与创建失败、并发和循环引用相关的问题。 + +**Bean创建前后的处理**：在创建单例bean之前和之后，系统通过`beforeSingletonCreation`和`afterSingletonCreation`方法进行相应的处理，如标记bean正在创建，以及后续的清理工作。 + +**Bean的创建**：`createBean(beanName,mbd,args)`是一个核心方法，它负责创建Bean。此过程包括：确保Bean的类已正确解析并设置。验证方法重写，确保没有配置错误。在实际实例化Bean之前，尝试使用`BeanPostProcessors`返回一个代理对象。实际创建和初始化Bean。 + +**早期解析与代理**：在`resolveBeforeInstantiation`方法中，尝试在Bean实际实例化之前完成Bean的实例化，这通常是为了返回一个代理对象。 + +**Bean实例化与属性注入**：`doCreateBean`方法首先负责Bean的实例化，然后进行类型的解析和方法覆盖的准备。在实例化Bean后，该方法允许`BeanPostProcessors`为Bean提供代理或进行其他更改。之后，该方法为解决可能的循环引用问题，提前将Bean放入缓存。接着，进行属性注入，并执行初始化方法。最后，如果Bean定义了销毁方法或实现了相关接口，它将被注册为可销毁的。 + +**Bean属性的填充**：`populateBean`方法确保Bean的所有属性都被正确地配置和填充。它负责按名字或类型进行自动装配，并处理显式定义的属性值。 + +**Bean的初始化**：`initializeBean`方法负责执行Bean的初始化逻辑。这包括调用Aware接口的方法，通过`BeanPostProcessors`进行预处理，执行初始化方法（例如`afterPropertiesSet`或自定义的init方法），最后通过`BeanPostProcessors`进行后处理。 + +**Aware接口的处理**：`invokeAwareMethods`方法是专门为那些实现了Spring的Aware接口的bean设计的，它负责通知Bean关于容器的某些状态或信息。 \ No newline at end of file diff --git a/spring-core-ioc/pom.xml b/spring-core-ioc/pom.xml new file mode 100644 index 0000000..882c071 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/pom.xml @@ -0,0 +1,14 @@ + + + + spring-reading + com.xcs.spring + 0.0.1-SNAPSHOT + + + 4.0.0 + spring-core-ioc + + \ No newline at end of file diff --git a/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/IOCApplication.java b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/IOCApplication.java new file mode 100644 index 0000000..9d276c7 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/IOCApplication.java @@ -0,0 +1,19 @@ +package com.xcs.spring; + +import com.xcs.spring.config.MyConfiguration; +import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext; + +/** + * @author xcs + * @date 2023年09月16日 16时09分 + **/ +public class IOCApplication { + + public static void main(String[] args) { + AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class); + for (String beanDefinitionName : context.getBeanDefinitionNames()) { + System.out.println("Bean = " + context.getBean(beanDefinitionName)); + } + context.close(); + } +} diff --git a/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/config/MyConfiguration.java b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/config/MyConfiguration.java new file mode 100644 index 0000000..b0d8896 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/config/MyConfiguration.java @@ -0,0 +1,13 @@ +package com.xcs.spring.config; + +import org.springframework.context.annotation.ComponentScan; +import org.springframework.context.annotation.Configuration; + +/** + * @author xcs + * @date 2023年09月19日 16时35分 + **/ +@Configuration +@ComponentScan("com.xcs.spring.service") +public class MyConfiguration { +} diff --git a/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceA.java b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceA.java new file mode 100644 index 0000000..52a7728 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceA.java @@ -0,0 +1,15 @@ +package com.xcs.spring.service; + +import org.springframework.stereotype.Component; + +/** + * @author xcs + * @date 2023年09月21日 10时30分 + **/ +@Component +public class MyServiceA { + + public void destroy(){ + System.out.println("MyServiceA.destroy"); + } +} diff --git a/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceB.java b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceB.java new file mode 100644 index 0000000..a8a5d60 --- /dev/null +++ b/spring-core-ioc/src/main/java/com/xcs/spring/service/MyServiceB.java @@ -0,0 +1,12 @@ +package com.xcs.spring.service; + +import org.springframework.stereotype.Component; + +/** + * @author xcs + * @date 2023年09月21日 10时30分 + **/ +@Component +public class MyServiceB { + +} diff --git a/spring-interface-destructionAwareBeanPostProcessor/README.md b/spring-interface-destructionAwareBeanPostProcessor/README.md index f3cd51e..cdfe0d2 100644 --- a/spring-interface-destructionAwareBeanPostProcessor/README.md +++ b/spring-interface-destructionAwareBeanPostProcessor/README.md @@ -62,7 +62,7 @@ public interface DestructionAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor { ### 三、主要功能 -+ 销毁前逻辑：使用 `postProcessBeforeDestruction(Object bean, String beanName)` 方法，我们可以为 bean 执行自定义的销毁逻辑。当一个 bean 被容器标记为销毁时，此方法将被调用。（例如，容器关闭时进行资源释放，状态记录，依赖清理） ++ **销毁前逻辑：**使用 `postProcessBeforeDestruction(Object bean, String beanName)` 方法，我们可以为 bean 执行自定义的销毁逻辑。当一个 bean 被容器标记为销毁时，此方法将被调用。（例如，容器关闭时进行资源释放，状态记录，依赖清理） ### 四、最佳实践