深入理解Spring框架-启动Bean加载过程

1. spring web应用启动过程核心流程：

（1）web 容器启动时，首先加载web.xml 文件，并逐一解析web.xml文件内容配置，优先解析的是内容上下文加载监听器配置：org.springframework.web.context.ContextLoaderListener, 该配置主要工作是：基于contextClass以及servlet的上下文参数中context-param指定的spring配置文件去创建一个web 应用上下文—初始化root application context 以及通过指定应用上下文的配置文件进行初始化加载。

（2）调用ContextLoaderListener:: contextInitialized 方法对根应用上下文进行初始化. contextInitialized 方法中调用了一个ContextLoaderListener父类ContextLoader上下文加载器方法：initWebApplicationContext(ServletContext);

(3) ContextLoader::initWebApplicationContext(ServletContext) 的职责工作：创建一个可配置的web应用上下文（将上下文存储在本地实例变量中，以确保它在servletcontext关闭时可用），并设置其父上下文，然后调用ContextLoader::configureAndRefreshWebApplicationContext；

(4) ContextLoader::configureAndRefreshWebApplicationContext() 主要工作：首先获取到spring上下文配置文件路径-configLocationParam=classpath:spring/spring-config.xml（在web.xml > listener >context-param 指定），设置自定义的上下文初始化器（ApplicationContextInitializer）,并进行初始化；然后调用ConfigurableWebApplicationContext的核心方法：refresh();

2. 上下文刷新refresh工作流程如下

    	代码流程：{
    		prepareRefresh();
    		
    		ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    		
    		prepareBeanFactory(beanFactory);
    		
    		postProcessBeanFactory(beanFactory);
   
    		invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
    		
    		registerBeanPostProcessors(beanFactory);
   
    		initMessageSource();
   
    		initApplicationEventMulticaster();
    		
    		onRefresh();
   
    		registerListeners();
   
    		finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
    		
    		finishRefresh();
    	}
   

   step1:prepareRefresh 上下文刷新前准备工作：设置ConfigurableWebApplicationContext上下文实例对象wac的启动日期和活动标志、加载属性源配置以及判断必填项是否都完整。

   step2: obtainFreshBeanFactory 通知子类刷新内部bean工厂工作：创建BeanFactory，如果已有就销毁，没有就创建；核心工作就是解析XML 以及扫描注解 将扫描到的Bean配置属性封装到BeanDefinition 对象中，并对它beanName(key) , BeanDefinition(v) 保存到一个Map 中。

   step3:prepareBeanFactory 对bean factory进行一些上下文标准化配置：设置factory的类加载器、bean 表达式解释器、资源编辑注册器、应用上下文自动注入后处理器、配置在自动装配（通过beans标签default-autowire属性来依赖注入）的时候的需要忽略的类（如ApplicationContextAwareProcessor、EnvironmentAware、ResourceLoaderAware、 EmbeddedValueResolverAware、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware、ApplicationContextAware）、注册可以自动装配的 Bean（如BeanFactory）以及注册默认系统变量配置等。

    [自动装配与@Autowired 的区别：自动装配指通过beans标签default-autowire属性来依赖注入的方式，
    而不是指使用@Autowired注解进行的依赖注入。区别在于，使用default-autowire会自动给所有的类
    都会从容器中查找匹配的依赖并注入，而使用@Autowired注解只会给这些注解的对象从容器查找依赖并注入]
   

   step4: postProcessBeanFactory 修改BeanFactory的后处理器配置：在标准初始化之后修改应用程序上下文的内部bean工厂初始化配置，允许注册特殊BeanPostProcessors->即ServletContextAwareProcessor 后处理器以及设置自动装配忽略接口类（ServletContextAware、ServletConfigAware）以及注册应用上下文的request/session 范围。 这一阶段所有bean定义都已加载，但没有bean将被实例化。

   step5:invokeBeanFactoryPostProcessors 工作：通过显示顺序方式调用手动注册的BeanFactory后处理器，先实例化spring框架涉及到的后处理器，在调用。

   （1）先执行 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 的方法
   （2）对配置/组件类中声明的嵌套@component类或configuration类者进行自动注册成bean定义，并对这些候选bean定义按照优先级进行排序。
   （3）执行beanFactoryPostProcessors，对配置文件bean进行扫描实例化：如propertyConfigurer。

   step6:registerBeanPostProcessors 注册拦截bean创建的bean处理器-实例化：
   (1):通过beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);方法获取beanFactory里继承了BeanPostProcessor接口的name的集合；
   (2):把后置器beans分为PriorityOrdered、Ordered、nonOrdered三大类，前两类是增加了排序条件的后置器；
   (3):前两类后置器执行sortPostProcessors和registerBeanPostProcessors方法，也就是先执行排序方法，后执行注册方法。
   (4):最后一步用到了上面提到的BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor的入参不同的AbstractApplicationContext，在addBeanPostProcessor方法里把BeanPostProcessor注册进了AbstractBeanFactory，这也就是为什么BeanFactoryPostProcessor执行了后置接口实现类，而BeanPostProcessor仅仅执行了注册和实例化，而没有执行的原因。

   step7:initMessageSource 初始化消息源：MessageSource接口类用于支持信息的国际化和包含参数的信息的替换。
   ApplicationContext接口继承了MessageSource接口，应用可通过ApplicationContext来调用MessageSource接口方法以实现信息的国际化和替换信息中包含的参数。所有对MessageSource接口的实现都是在AbstractApplicationContext中实现。

   step8: initApplicationEventMulticaster 初始化事件广播器：如果上下文中没有定义则使用默认广播器：SimpleApplicationEventMulticaster。

   step9: onRefresh 初始化其他特定的bean，由具体子类实现。

   step10:registerListeners 注册监听事件：在容器中将所有项目里面的ApplicationListener注册进来，大体过程如下：获取所有的事件，并添加到事件派发器中 -> 监听事件进行派发广播。

    for (String listenerBeanName : listenerBeanNames) {
    		getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName);
    	}
    	...
    getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(earlyEvent)
   

   step11: finishBeanFactoryInitialization 初始化所有剩下的单实例 Bean(没有配置赖加载的 lazy!=true)。大体过程如下：

    -> 获取bean的定义信息
    -> 判断bean 是否是抽象的、是单例的、非懒加载的
    -> 是否为 FactoryBean ,是则调用 FactoryBean 的创建方法，否则执行 getBean() 方法
    -> 调用 getBean() 方法 
    -> getBean方法内部再调用 doGetBean() 方法
   

   step12:finishRefresh 完成BeanFactory的初始化创建工作：

    	// 初始化生命周期处理器组件
    	initLifecycleProcessor();
   
    	// 首先将刷新状态传播到生命周期组件中.
    	getLifecycleProcessor().onRefresh();
   
    	// 发布上下文已刷新完毕的事件.
    	publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
   
    	// Participate in LiveBeansView MBean, if active：
    	LiveBeansView活动beans的查看适配器，构建当前bean的快照 和来自本地{@code ApplicationContext}的依赖关系（带有本地{@code LiveBeansView} bean定义）或所有已注册的ApplicationContexts由{@value #MBEAN_DOMAIN_PROPERTY_NAME}环境属性驱动）
    	LiveBeansView.registerApplicationContext(this);
   

3. obtainFreshBeanFactory 工作流程
   主要工作解析web项目配置（在web.xml > listener >context-param 指定）的应用application.xml文件的import、bean、resource、profile…等配置项的进行逐一解析。核心工作就是解析XML 或扫描注解，将其属性封装到BeanDefinition 对象中，并对它beanName(key) 、BeanDefinition(v) 保存到一个Map 中，为后面spring加载依赖注入提供了对应的元数据(bean 定义)。

   在obtainFreshBeanFactory方法内部调用了refreshBeanFactory方法，此方法是执行应用上下文的基础bean工厂的实际刷新，首先，若存在一个bean工厂，进行关闭，其次创建一个新bean工厂。

   3.1 refreshBeanFactory 工作流程如下：

   createBeanFactory()
   ->customizeBeanFactory() : 设置BeanFactory定制化信息：允许bean定义重载（allowBeanDefinitionOverriding）、允许循环引用（allowCircularReferences）

   ->loadBeanDefinitions(beanFactory) : 默认执行XmlWebApplicationContext的bean配置加载

   -> loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader render): 遍历所有配置文件

   -> reader.loadBeanDefinitions(“classpath:spring/spring-config.xml”)

   1.getResourceLoader() ：获取资源加载器
   2. List< Resource> resources = resourceLoader.getResources(location)：通过资源加载器加载资源-支持正则匹配查找资源

   ->loadBeanDefinitions(Resource resource): 遍历所有资源resource

   ->loadBeanDefinitions(EncodedResource resource): Resource 转换成EncodedResource

   -> encodedResource.getResource().getInputStream() :读取文件流

   -> doLoadBeanDefinitions(inputSource)
   -> Document doc = loadDocument(inputSource) ：根据xml schema解析成xml文档对象
   -> registerBeanDefinitions(doc)
   -> doRegisterBeanDefinitions(Element root): 核心逻辑 解析xml文档并注册bean定义

3.2 doRegisterBeanDefinitions方法处理过程

    (1) preProcessXml(root);  // xml解析前处理方法：空处理，spring 框架提供子类扩展点
	(2) parseBeanDefinitions(root, this.delegate); // 主要解析步骤，遍历解析root节点子节点
	(3) postProcessXml(root) ;// xml解析后处理方法：空处理，spring 框架提供子类扩展点

parseBeanDefinitions 解析项分为两大类：一是spring默认配置项：import、alias、bean、beans 配置项，二是定制化的配置项：如component-scan、annotation-config、property-placeholder、mbean-export等。

 (1). 解析< bean id="" classs="" />将element属性赋值到对应的AbstractBeanDefinition 定义的对象中
 (2). 将AbstractBeanDefinition继续赋值给一个BeanDefinitionHolder（包含aliases、beanName、
 	  beanDefinition）获取BeanDefinitionHolder对象的beanName和beanDefinition 将其注册到
 	  BeanDefinitionRegistry 对象中（以beanName为key和beanDefinition为值value 保存到Map<String, 
 	  BeanDefinition> 中。）
 (2). 遇到import配置项，依照上述步骤进行解析

4. doGetBean方法实例化过程

4.1 doGetBean方法处理过程

（1）获取bean所对应clazz的构造函数
（2）构造函数先执行静态字段的初始化，然后按照属性字段声明顺序执行初始化
（3）调用各个MergedBeanDefinitionPostProcessor后处理器的postProcessMergedBeanDefinition
    进行信息合并处理。
（4）在容器中为bean 添加一个单指定的单例工厂
（5）调用各个InstantiationAwareBeanPostProcessor后处理器的postProcessAfterInstantiation
（6）调用autowireByName方法处理通过autowire设置为byName的属性字段: xml 中bean的autowire指定
（7）调用autowireByType方法处理通过autowire设置为byType的属性字段 ：xml 中bean的autowire指定
（8）若有实例化感知后处理器InstantiationAwareBeanPostProcessor，则调用postProcessPropertyValues
		进行处理：更新beanFactory的设置
（9）若有bean属性值依赖检查，则进行检查：依赖性检查属性可以是协作对象bean，简单类型或全部
（10）调用applyPropertyValues方法对MutablePropertyValues可变属性-复杂对象进行设值，涉及到属性值
	依赖注入，主要是xml中的bean配置, 例如PropertyPlaceholderConfigurer::propertyConfigurer配置，
	 <bean id="propertyConfigurer" 
	 		class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
   		 <property name="ignoreUnresolvablePlaceholders" value="true"/>
    	<property name="properties" ref="propertiesFactoryBean"/>
     </bean>
     
     <bean id="propertiesFactoryBean" 
      class="org.springframework.beans.factory.config.PropertiesFactoryBean">
    		<property name="ignoreResourceNotFound" value="true"/>
   			<property name="locations">
      		  <list>
            	<value>classpath*:production.properties</value>
       	     </list>
    	   </property>
    </bean>
	在这一阶段会解析property配置文件。
（11）调用bean初始化之前的后处理器的postProcessBeforeInitialization方法对初始化(@postContruct、@preDestroy标注方法)方法进行处理调用
（12）调用初始化方法afterPropertiesSet()：bean是实现了InitializingBean
（13）调用bean初始化之后的后处理器，一般是没有操作，直接返回。

由上面bean实例化过程可以看出：

   Constructor > @PostConstruct > InitializingBean > init-method
   
 （1）如果bean有依赖bean， 则先对依赖bean进行实例化
 （2）初始化方法（如果实现了InitializingBean接口类）在bean属性字段依赖注入完成后执行
 （3）autowireByName 先于autowireByType执行
 （4）若bean存在初始化字段如field=new xxx() 时，调用bean构造方法后进行初始化赋值，
     然后对注解的属性进行依赖注入和注解的方法的执行

以上就是整个spring 的启动Bean加载过程，以上如有误，请指正！