Spring IOC容器源码: 初始化Bean源码解析二

文章目录
  1. 1. Bean 容器实例化完成后
  2. 2. 准备 Bean 容器: prepareBeanFactory
  3. 3. 初始化所有的 singleton beans

Bean 容器实例化完成后

接着上一篇我们回到 refresh() 方法,我重新贴了一遍代码,看看我们说到哪了。上篇说完 obtainFreshBeanFactory() 方法。

考虑到篇幅,这里开始大幅缩减掉没必要详细介绍的部分,大家直接看下面的代码中的注释就好了。

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@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
// 来个锁,不然 refresh() 还没结束,你又来个启动或销毁容器的操作,那不就乱套了嘛
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {

// 准备工作,记录下容器的启动时间、标记“已启动”状态、处理配置文件中的占位符
prepareRefresh();

// 这步比较关键,这步完成后,配置文件就会解析成一个个 Bean 定义,注册到 BeanFactory 中,
// 当然,这里说的 Bean 还没有初始化,只是配置信息都提取出来了,
// 注册也只是将这些信息都保存到了注册中心(说到底核心是一个 beanName-> beanDefinition 的 map)
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

// 设置 BeanFactory 的类加载器,添加几个 BeanPostProcessor,手动注册几个特殊的 bean
// 这块待会会展开说
prepareBeanFactory(beanFactory);

try {
// 【这里需要知道 BeanFactoryPostProcessor 这个知识点,Bean 如果实现了此接口,
// 那么在容器初始化以后,Spring 会负责调用里面的 postProcessBeanFactory 方法。】

// 这里是提供给子类的扩展点,到这里的时候,所有的 Bean 都加载、注册完成了,但是都还没有初始化
// 具体的子类可以在这步的时候添加一些特殊的 BeanFactoryPostProcessor 的实现类或做点什么事
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 调用 BeanFactoryPostProcessor 各个实现类的 postProcessBeanFactory(factory) 回调方法
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);



// 注册 BeanPostProcessor 的实现类,注意看和 BeanFactoryPostProcessor 的区别
// 此接口两个方法: postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization
// 两个方法分别在 Bean 初始化之前和初始化之后得到执行。这里仅仅是注册,之后会看到回调这两方法的时机
registerBeanPostProcessors(beanFactory);

// 初始化当前 ApplicationContext 的 MessageSource,国际化这里就不展开说了,不然没完没了了
initMessageSource();

// 初始化当前 ApplicationContext 的事件广播器,这里也不展开了
initApplicationEventMulticaster();

// 从方法名就可以知道,典型的模板方法(钩子方法),不展开说
// 具体的子类可以在这里初始化一些特殊的 Bean(在初始化 singleton beans 之前)
onRefresh();

// 注册事件监听器,监听器需要实现 ApplicationListener 接口。这也不是我们的重点,过
registerListeners();

// 重点,重点,重点
// 初始化所有的 singleton beans
//(lazy-init 的除外)
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

// 最后,广播事件,ApplicationContext 初始化完成,不展开
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.
// 销毁已经初始化的 singleton 的 Beans,以免有些 bean 会一直占用资源
destroyBeans();

// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);

// 把异常往外抛
throw ex;
}

finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}

准备 Bean 容器: prepareBeanFactory

之前我们说过,Spring 把我们在 xml 配置的 bean 都注册以后,会”手动”注册一些特殊的 bean

这里简单介绍下 prepareBeanFactory(factory) 方法:

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/**
* Configure the factory's standard context characteristics,
* such as the context's ClassLoader and post-processors.
* @param beanFactory the BeanFactory to configure
*/
protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// 设置 BeanFactory 的类加载器,我们知道 BeanFactory 需要加载类,也就需要类加载器,
// 这里设置为加载当前 ApplicationContext 类的类加载器
beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());

// 设置 BeanExpressionResolver
beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));
//
beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));

// 添加一个 BeanPostProcessor,这个 processor 比较简单:
// 实现了 Aware 接口的 beans 在初始化的时候,这个 processor 负责回调,
// 这个我们很常用,如我们会为了获取 ApplicationContext 而 implement ApplicationContextAware
// 注意:它不仅仅回调 ApplicationContextAware,
// 还会负责回调 EnvironmentAware、ResourceLoaderAware 等,看下源码就清楚了
beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));

// 下面几行的意思就是,如果某个 bean 依赖于以下几个接口的实现类,在自动装配的时候忽略它们,
// Spring 会通过其他方式来处理这些依赖。
beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);

/**
* 下面几行就是为特殊的几个 bean 赋值,如果有 bean 依赖了以下几个,会注入这边相应的值,
* 之前我们说过,"当前 ApplicationContext 持有一个 BeanFactory",这里解释了第一行
* ApplicationContext 还继承了 ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、MessageSource
* 所以对于这几个依赖,可以赋值为 this,注意 this 是一个 ApplicationContext
* 那这里怎么没看到为 MessageSource 赋值呢?那是因为 MessageSource 被注册成为了一个普通的 bean
*/
beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);
beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);
beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);

// 这个 BeanPostProcessor 也很简单,在 bean 实例化后,如果是 ApplicationListener 的子类,
// 那么将其添加到 listener 列表中,可以理解成:注册 事件监听器
beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));

// 这里涉及到特殊的 bean,名为:loadTimeWeaver,这不是我们的重点,忽略它
if (beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {
beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));
// Set a temporary ClassLoader for type matching.
beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));
}

/**
* 从下面几行代码我们可以知道,Spring 往往很 "智能" 就是因为它会帮我们默认注册一些有用的 bean,
* 我们也可以选择覆盖
*/

// 如果没有定义 "environment" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
if (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());
}
// 如果没有定义 "systemProperties" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());
}
// 如果没有定义 "systemEnvironment" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());
}
}

在上面这块代码中,Spring 对一些特殊的 bean 进行了处理,读者如果暂时还不能消化它们也没有关系,慢慢往下看。

初始化所有的 singleton beans

我们的重点当然是 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); 这个巨头了,这里会负责初始化所有的 singleton beans

注意,后面的描述中,我都会使用初始化或预初始化来代表这个阶段,Spring 会在这个阶段完成所有的 singleton beans 的实例化。

我们来总结一下,到目前为止,应该说 BeanFactory 已经创建完成,并且所有的实现了 BeanFactoryPostProcessor 接口的 Bean 都已经初始化并且其中的 postProcessBeanFactory(factory) 方法已经得到回调执行了。而且 Spring 已经“手动”注册了一些特殊的 Bean,如 environmentsystemProperties 等。剩下的就是初始化 singleton beans 了,我们知道它们是单例的,如果没有设置懒加载,那么 Spring 会在接下来初始化所有的 singleton beans

// AbstractApplicationContext.java

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// 初始化剩余的 singleton beans
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {

// 首先,初始化名字为 conversionService 的 Bean。本着送佛送到西的精神,我在附录中简单介绍了一下 ConversionService,因为这实在太实用了
// 什么,看代码这里没有初始化 Bean 啊!
// 注意了,初始化的动作包装在 beanFactory.getBean(...) 中,这里先不说细节,先往下看吧
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);
}
});
}

// 先初始化 LoadTimeWeaverAware 类型的 Bean
// 之前也说过,这是 AspectJ 相关的内容,放心跳过吧
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);

// 没什么别的目的,因为到这一步的时候,Spring 已经开始预初始化 singleton beans 了,
// 肯定不希望这个时候还出现 bean 定义解析、加载、注册。
beanFactory.freezeConfiguration();

// 开始初始化
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}

从上面最后一行往里看,我们就又回到 DefaultListableBeanFactory 这个类了,这个类大家应该都不陌生了吧。

// DefaultListableBeanFactory

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@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Pre-instantiating singletons in " + this);
}
// this.beanDefinitionNames 保存了所有的 beanNames
List<String> beanNames = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames);

// 触发所有的非懒加载的 singleton beans 的初始化操作
for (String beanName : beanNames) {

// 合并父 Bean 中的配置,注意 <bean id="" class="" parent="" /> 中的 parent,用的不多吧,
// 考虑到这可能会影响大家的理解,我在附录中解释了一下 "Bean 继承",不了解的请到附录中看一下
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);

// 非抽象、非懒加载的 singletons。如果配置了 'abstract = true',那是不需要初始化的
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
// 处理 FactoryBean(读者如果不熟悉 FactoryBean,请移步附录区了解)
if (isFactoryBean(beanName)) {
// FactoryBean 的话,在 beanName 前面加上 ‘&’ 符号。再调用 getBean,getBean 方法别急
final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
// 判断当前 FactoryBean 是否是 SmartFactoryBean 的实现,此处忽略,直接跳过
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 {
// 对于普通的 Bean,只要调用 getBean(beanName) 这个方法就可以进行初始化了
getBean(beanName);
}
}
}


// 到这里说明所有的非懒加载的 singleton beans 已经完成了初始化
// 如果我们定义的 bean 是实现了 SmartInitializingSingleton 接口的,那么在这里得到回调,忽略
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();
}
}
}
}

接下来,我们就进入到 getBean(beanName) 方法了,这个方法我们经常用来从 BeanFactory 中获取一个 Bean,而初始化的过程也封装到了这个方法里。

// AbstractBeanFactory

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@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}

// 我们在剖析初始化 Bean 的过程,但是 getBean 方法我们经常是用来从容器中获取 Bean 用的,注意切换思路,
// 已经初始化过了就从容器中直接返回,否则就先初始化再返回
@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> T doGetBean(
final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
// 获取一个 “正统的” beanName,处理两种情况,一个是前面说的 FactoryBean(前面带 ‘&’),
// 一个是别名问题,因为这个方法是 getBean,获取 Bean 用的,你要是传一个别名进来,是完全可以的
final String beanName = transformedBeanName(name);

// 注意跟着这个,这个是返回值
Object bean;

// 检查下是不是已经创建过了
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

// 这里说下 args 呗,虽然看上去一点不重要。前面我们一路进来的时候都是 getBean(beanName),
// 所以 args 传参其实是 null 的,但是如果 args 不为空的时候,那么意味着调用方不是希望获取 Bean,而是创建 Bean
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("...");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
// 下面这个方法:如果是普通 Bean 的话,直接返回 sharedInstance,
// 如果是 FactoryBean 的话,返回它创建的那个实例对象
// (FactoryBean 知识,读者若不清楚请移步附录)
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}

else {
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
// 创建过了此 beanName 的 prototype 类型的 bean,那么抛异常,
// 往往是因为陷入了循环引用
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}

// 检查一下这个 BeanDefinition 在容器中是否存在
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// 如果当前容器不存在这个 BeanDefinition,试试父容器中有没有
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
// 返回父容器的查询结果
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}

if (!typeCheckOnly) {
// typeCheckOnly 为 false,将当前 beanName 放入一个 alreadyCreated 的 Set 集合中。
markBeanAsCreated(beanName);
}

/*
* 稍稍总结一下:
* 到这里的话,要准备创建 Bean 了,对于 singleton 的 Bean 来说,容器中还没创建过此 Bean;
* 对于 prototype 的 Bean 来说,本来就是要创建一个新的 Bean。
*/
try {
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

// 先初始化依赖的所有 Bean,这个很好理解。
// 注意,这里的依赖指的是 depends-on 中定义的依赖
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
// 检查是不是有循环依赖,这里的循环依赖和我们前面说的循环依赖又不一样,这里肯定是不允许出现的,不然要乱套了,读者想一下就知道了
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
// 注册一下依赖关系
registerDependentBean(dep, beanName);
// 先初始化被依赖项
getBean(dep);
}
}

// 如果是 singleton scope 的,创建 singleton 的实例
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
try {
// 执行创建 Bean,详情后面再说
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}

// 如果是 prototype scope 的,创建 prototype 的实例
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
// 执行创建 Bean
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}

// 如果不是 singleton 和 prototype 的话,需要委托给相应的实现类来处理
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
// 执行创建 Bean
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +
"defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}

// 最后,检查一下类型对不对,不对的话就抛异常,对的话就返回了
if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}

大家应该也猜到了,接下来当然是分析 createBean 方法:

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protected abstract Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException;

第三个参数 args 数组代表创建实例需要的参数,不就是给构造方法用的参数,或者是工厂 Bean 的参数嘛,不过要注意,在我们的初始化阶段,argsnull

这回我们要到一个新的类了 AbstractAutowireCapableBeanFactory,看类名,AutowireCapable?类名是不是也说明了点问题了。

主要是为了以下场景,采用 @Autowired 注解注入属性值:

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public class MessageServiceImpl implements MessageService {
@Autowired
private UserService userService;

public String getMessage() {
return userService.getMessage();
}
}
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<bean id="messageService" class="com.javadoop.example.MessageServiceImpl" />

以上这种属于混用了 xml注解 两种方式的配置方式,Spring 会处理这种情况。

好了,读者要知道这么回事就可以了,继续向前。

// AbstractAutowireCapableBeanFactory

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* Central method of this class: creates a bean instance,
* populates the bean instance, applies post-processors, etc.
* @see #doCreateBean
*/
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
RootBeanDefinition mbdToUse = mbd;

// 确保 BeanDefinition 中的 Class 被加载
Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) {
mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd);
mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass);
}

// 准备方法覆写,这里又涉及到一个概念:MethodOverrides,它来自于 bean 定义中的 <lookup-method />
// 和 <replaced-method />,如果读者感兴趣,回到 bean 解析的地方看看对这两个标签的解析。
// 我在附录中也对这两个标签的相关知识点进行了介绍,读者可以移步去看看
try {
mbdToUse.prepareMethodOverrides();
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(mbdToUse.getResourceDescription(),
beanName, "Validation of method overrides failed", ex);
}

try {
// 让 InstantiationAwareBeanPostProcessor 在这一步有机会返回代理,
// 在 《Spring AOP 源码分析》那篇文章中有解释,这里先跳过
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbdToUse.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
// 重头戏,创建 bean
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}

创建 Bean

我们继续往里看 doCreateBean 这个方法:

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/**
* Actually create the specified bean. Pre-creation processing has already happened
* at this point, e.g. checking {@code postProcessBeforeInstantiation} callbacks.
* <p>Differentiates between default bean instantiation, use of a
* factory method, and autowiring a constructor.
* @param beanName the name of the bean
* @param mbd the merged bean definition for the bean
* @param args explicit arguments to use for constructor or factory method invocation
* @return a new instance of the bean
* @throws BeanCreationException if the bean could not be created
* @see #instantiateBean
* @see #instantiateUsingFactoryMethod
* @see #autowireConstructor
*/
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args)
throws BeanCreationException {

// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
// 说明不是 FactoryBean,这里实例化 Bean,这里非常关键,细节之后再说
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// 这个就是 Bean 里面的 我们定义的类 的实例,很多地方我直接描述成 "bean 实例"
final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
// 类型
Class<?> beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);
mbd.resolvedTargetType = beanType;

// 建议跳过吧,涉及接口:MergedBeanDefinitionPostProcessor
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
if (!mbd.postProcessed) {
try {
// MergedBeanDefinitionPostProcessor,这个我真不展开说了,直接跳过吧,很少用的
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Post-processing of merged bean definition failed", ex);
}
mbd.postProcessed = true;
}
}

// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
// 下面这块代码是为了解决循环依赖的问题,以后有时间,我再对循环依赖这个问题进行解析吧
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
}
});
}

// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
try {
// 这一步也是非常关键的,这一步负责属性装配,因为前面的实例只是实例化了,并没有设值,这里就是设值
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
if (exposedObject != null) {
// 还记得 init-method 吗?还有 InitializingBean 接口?还有 BeanPostProcessor 接口?
// 这里就是处理 bean 初始化完成后的各种回调
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
}
catch (Throwable ex) {
if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
throw (BeanCreationException) ex;
}
else {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
}
}

if (earlySingletonExposure) {
//
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<String>(dependentBeans.length);
for (String dependentBean : dependentBeans) {
if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
actualDependentBeans.add(dependentBean);
}
}
if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
}
}
}
}

// Register bean as disposable.
try {
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
}

return exposedObject;
}

到这里,我们已经分析完了 doCreateBean 方法,总的来说,我们已经说完了整个初始化流程。接下来我们挑 doCreateBean 中的三个细节出来说说。一个是创建 Bean 实例的 createBeanInstance 方法,一个是依赖注入的 populateBean 方法,还有就是回调方法 initializeBean

注意了,接下来的这三个方法要认真说那也是极其复杂的,很多地方我就点到为止了,感兴趣的读者可以自己往里看,最好就是碰到不懂的,自己写代码去调试它。

创建 Bean 实例我们先看看 createBeanInstance 方法。需要说明的是,这个方法如果每个分支都分析下去,必然也是极其复杂冗长的,我们挑重点说。此方法的目的就是实例化我们指定的类。

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protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) {
// 确保已经加载了此 class
Class<?> beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);

// 校验一下这个类的访问权限
if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
}

if (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
// 采用工厂方法实例化,不熟悉这个概念的读者请看附录,注意,不是 FactoryBean
return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
}

// 如果不是第一次创建,比如第二次创建 prototype bean。
// 这种情况下,我们可以从第一次创建知道,采用无参构造函数,还是构造函数依赖注入 来完成实例化
boolean resolved = false;
boolean autowireNecessary = false;
if (args == null) {
synchronized (mbd.constructorArgumentLock) {
if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null) {
resolved = true;
autowireNecessary = mbd.constructorArgumentsResolved;
}
}
}
if (resolved) {
if (autowireNecessary) {
// 构造函数依赖注入
return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null);
}
else {
// 无参构造函数
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
}

// 判断是否采用有参构造函数
Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) {
// 构造函数依赖注入
return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}

// 调用无参构造函数
return instantiateBean(beanName, mbd);
}

挑个简单的无参构造函数构造实例来看看:

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protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) {
try {
Object beanInstance;
final BeanFactory parent = this;
if (System.getSecurityManager() != null) {
beanInstance = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
@Override
public Object run() {

return getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
// 实例化
beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);
}
// 包装一下,返回
BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance);
initBeanWrapper(bw);
return bw;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex);
}
}

我们可以看到,关键的地方在于:

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beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);

这里会进行实际的实例化过程,我们进去看看:

// SimpleInstantiationStrategy

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@Override
public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, String beanName, BeanFactory owner) {

// 如果不存在方法覆写,那就使用 java 反射进行实例化,否则使用 CGLIB,
// 方法覆写 请参见附录"方法注入"中对 lookup-method 和 replaced-method 的介绍
if (bd.getMethodOverrides().isEmpty()) {
Constructor<?> constructorToUse;
synchronized (bd.constructorArgumentLock) {
constructorToUse = (Constructor<?>) bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod;
if (constructorToUse == null) {
final Class<?> clazz = bd.getBeanClass();
if (clazz.isInterface()) {
throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
}
try {
if (System.getSecurityManager() != null) {
constructorToUse = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Constructor<?>>() {
@Override
public Constructor<?> run() throws Exception {
return clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
}
});
}
else {
constructorToUse = clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null);
}
bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
}
}
}
// 利用构造方法进行实例化
return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
}
else {
// 存在方法覆写,利用 CGLIB 来完成实例化,需要依赖于 CGLIB 生成子类,这里就不展开了。
// tips: 因为如果不使用 CGLIB 的话,存在 override 的情况 JDK 并没有提供相应的实例化支持
return instantiateWithMethodInjection(bd, beanName, owner);
}
}

到这里,我们就算实例化完成了。我们开始说怎么进行属性注入。

bean 属性注入

看完了 createBeanInstance(...) 方法,我们来看看 populateBean(...) 方法,该方法负责进行属性设值,处理依赖。

// AbstractAutowireCapableBeanFactory

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protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw) {
// bean 实例的所有属性都在这里了
PropertyValues pvs = mbd.getPropertyValues();

if (bw == null) {
if (!pvs.isEmpty()) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance");
}
else {
// Skip property population phase for null instance.
return;
}
}

// 到这步的时候,bean 实例化完成(通过工厂方法或构造方法),但是还没开始属性设值,
// InstantiationAwareBeanPostProcessor 的实现类可以在这里对 bean 进行状态修改,
// 我也没找到有实际的使用,所以我们暂且忽略这块吧
boolean continueWithPropertyPopulation = true;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
// 如果返回 false,代表不需要进行后续的属性设值,也不需要再经过其他的 BeanPostProcessor 的处理
if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
continueWithPropertyPopulation = false;
break;
}
}
}
}

if (!continueWithPropertyPopulation) {
return;
}

if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);

// 通过名字找到所有属性值,如果是 bean 依赖,先初始化依赖的 bean。记录依赖关系
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
}

// 通过类型装配。复杂一些
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
}

pvs = newPvs;
}

boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != RootBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);

if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
if (hasInstAwareBpps) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
// 这里有个非常有用的 BeanPostProcessor 进到这里: AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
// 对采用 @Autowired、@Value 注解的依赖进行设值,这里的内容也是非常丰富的,不过本文不会展开说了,感兴趣的读者请自行研究
pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvs == null) {
return;
}
}
}
}
if (needsDepCheck) {
checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
}
}
// 设置 bean 实例的属性值
applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}

initializeBean属性注入完成后,这一步其实就是处理各种回调了,这块代码比较简单。

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protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd) {
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
@Override
public Object run() {
invokeAwareMethods(beanName, bean);
return null;
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
// 如果 bean 实现了 BeanNameAware、BeanClassLoaderAware 或 BeanFactoryAware 接口,回调
invokeAwareMethods(beanName, bean);
}

Object wrappedBean = bean;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
// BeanPostProcessor 的 postProcessBeforeInitialization 回调
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}

try {
// 处理 bean 中定义的 init-method,
// 或者如果 bean 实现了 InitializingBean 接口,调用 afterPropertiesSet() 方法
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
(mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
beanName, "Invocation of init method failed", ex);
}

if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
// BeanPostProcessor 的 postProcessAfterInitialization 回调
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
return wrappedBean;
}

大家发现没有,BeanPostProcessor 的两个回调都发生在这边,只不过中间处理了 init-method,是不是和读者原来的认知有点不一样了?