Spring源码-诸葛老师

已于 2023-12-06 10:44:35 修改
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于 2023-10-31 17:04:33 首次发布
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1、Spring底层核心原理解析

先来看看入门使用Spring的代码：

ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

对于这三行代码应该，大部分同学应该都是比较熟悉，这是学习Spring的hello world。可是，这三行代码底层都做了什么，比如：

  1. 第一行代码，会构造一个ClassPathXmlApplicationContext对象，ClassPathXmlApplicationContext该如何理解，调用该构造方法除开会实例化得到一个对象，还会做哪些事情？
  2. 第二行代码，会调用ClassPathXmlApplicationContext的getBean方法，会得到一个UserService对象，getBean()是如何实现的？返回的UserService对象和我们自己直接new的UserService对象有区别吗？
  3. 第三行代码，就是简单的调用UserService的test()方法，不难理解。

光看这三行代码，其实并不能体现出来Spring的强大之处，也不能理解为什么需要ClassPathXmlApplicationContext和getBean()方法，随着课程的深入将会改变你此时的观念，而对于上面的这些疑问，也会随着课程深入逐步得到解决。对于这三行代码，你现在可以认为：如果你要用Spring，你就得这么写。就像你要用Mybatis，你就得写各种Mapper接口。

但是用ClassPathXmlApplicationContext其实已经过时了，在新版的Spring MVC和Spring Boot的底层主要用的都是AnnotationConfigApplicationContext，比如：


AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
//ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();


可以看到AnnotationConfigApplicationContext的用法和ClassPathXmlApplicationContext是非常类似的，只不过需要传入的是一个class，而不是一个xml文件。

而AppConfig.class和spring.xml一样，表示Spring的配置，比如可以指定扫描路径，可以直接定义Bean，比如：

spring.xml中的内容为:


<context:component-scan base-package="com.zhouyu"/>
<bean id="userService" class="com.zhouyu.service.UserService"/>


AppConfig中的内容为：

@ComponentScan("com.zhouyu")
public class AppConfig {

    @Bean
    public UserService userService(){
        return new UserService();
    }


目前，我们基本很少直接使用上面这种方式来用Spring，而是使用Spring MVC，或者Spring Boot，但是它们都是基于上面这种方式的，都需要在内部去创建一个ApplicationContext的，只不过：

  1. Spring MVC创建的是XmlWebApplicationContext，和ClassPathXmlApplicationContext类似，都是基于XML配置的
  2. Spring Boot创建的是AnnotationConfigApplicationContext

Spring中是如何创建一个对象？

其实不管是AnnotationConfigApplicationContext还是ClassPathXmlApplicationContext，目前，我们都可以简单的将它们理解为就是用来创建Java对象的，比如调用getBean()就会去创建对象（此处不严谨，getBean可能也不会去创建对象，后续课程详解）。

在Java语言中，肯定是根据某个类来创建一个对象的。我们在看一下实例代码：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();



当我们调用context.getBean("userService")时，就会去创建一个对象，但是getBean方法内部怎么知道"userService"对应的是UserService类呢？

所以，我们就可以分析出来，在调用AnnotationConfigApplicationContext的构造方法时，也就是第一行代码，会去做一些事情：

  1.  解析AppConfig.class，得到扫描路径
  2.  遍历扫描路径下的所有Java类，如果发现某个类上存在@Component、@Service等注解，那么Spring就把这个类记录下来，存在一个Map中，比如Map<String, Class>。（实际上，Spring源码中确实存在类似的这么一个Map，叫做BeanDefinitionMap，后续课程会讲到）
  3. Spring会根据某个规则生成当前类对应的beanName，作为key存入Map，当前类作为value

这样，但调用context.getBean("userService")时，就可以根据"userService"找到UserService类，从而就可以去创建对象了。

 Bean的创建过程

那么Spring到底是如何来创建一个Bean的呢，这个就是Bean创建的生命周期，大致过程如下

  1. 利用该类的构造方法来实例化得到一个对象（但是如何一个类中有多个构造方法，Spring则会进行选择，这个叫做推断构造方法）
  2. 得到一个对象后，Spring会判断该对象中是否存在被@Autowired注解了的属性，把这些属性找出来并由Spring进行赋值（依赖注入）
  3. 依赖注入后，Spring会判断该对象是否实现了BeanNameAware接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中所定义的setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法，那Spring就会调用这些方法并传入相应的参数（Aware回调）
  4. Aware回调后，Spring会判断该对象中是否存在某个方法被@PostConstruct注解了，如果存在，Spring会调用当前对象的此方法（初始化前）
  5. 紧接着，Spring会判断该对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中的afterPropertiesSet()方法，那Spring就会调用当前对象中的afterPropertiesSet()方法（初始化）
  6. 最后，Spring会判断当前对象需不需要进行AOP，如果不需要那么Bean就创建完了，如果需要进行AOP，则会进行动态代理并生成一个代理对象做为Bean（初始化后）

通过最后一步，我们可以发现，当Spring根据UserService类来创建一个Bean时：

  1. 如果不用进行AOP，那么Bean就是UserService类的构造方法所得到的对象。
  2. 如果需要进行AOP，那么Bean就是UserService的代理类所实例化得到的对象，而不是UserService本身所得到的对象。

Bean对象创建出来后：

  1. 如果当前Bean是单例Bean，那么会把该Bean对象存入一个Map<String, Object>，Map的key为beanName，value为Bean对象。这样下次getBean时就可以直接从Map中拿到对应的Bean对象了。（实际上，在Spring源码中，这个Map就是单例池）
  2. 如果当前Bean是原型Bean，那么后续没有其他动作，不会存入一个Map，下次getBean时会再次执行上述创建过程，得到一个新的Bean对象。

推断构造方法

Spring在基于某个类生成Bean的过程中，需要利用该类的构造方法来实例化得到一个对象，但是如果一个类存在多个构造方法，Spring会使用哪个呢？

Spring的判断逻辑如下：

  1. 如果一个类只存在一个构造方法，不管该构造方法是无参构造方法，还是有参构造方法，Spring都会用这个构造方法
  2.  如果一个类存在多个构造方法

          a. 这些构造方法中，存在一个无参的构造方法，那么Spring就会用这个无参的构造方法
          b. 这些构造方法中，不存在一个无参的构造方法，那么Spring就会报错


Spring的设计思想是这样的：

  1. 如果一个类只有一个构造方法，那么没得选择，只能用这个构造方法
  2. 如果一个类存在多个构造方法，Spring不知道如何选择，就会看是否有无参的构造方法，因为无参构造方法本身表示了一种默认的意义
  3. 不过如果某个构造方法上加了@Autowired注解，那就表示程序员告诉Spring就用这个加了注解的方法，那Spring就会用这个加了@Autowired注解构造方法了

需要重视的是，如果Spring选择了一个有参的构造方法，Spring在调用这个有参构造方法时，需要传入参数，那这个参数是怎么来的呢？

Spring会根据入参的类型和入参的名字去Spring中找Bean对象（以单例Bean为例，Spring会从单例池那个Map中去找）：

  1. 先根据入参类型找，如果只找到一个，那就直接用来作为入参
  2. 如果根据类型找到多个，则再根据入参名字来确定唯一一个
  3. 最终如果没有找到，则会报错，无法创建当前Bean对象

确定用哪个构造方法，确定入参的Bean对象，这个过程就叫做推断构造方法。

AOP大致流程

AOP就是进行动态代理，在创建一个Bean的过程中，Spring在最后一步会去判断当前正在创建的这个Bean是不是需要进行AOP，如果需要则会进行动态代理。

如何判断当前Bean对象需不需要进行AOP:

  1. 找出所有的切面Bean
  2. 遍历切面中的每个方法，看是否写了@Before、@After等注解
  3. 如果写了，则判断所对应的Pointcut是否和当前Bean对象的类是否匹配
  4. 如果匹配则表示当前Bean对象有匹配的的Pointcut，表示需要进行AOP

利用cglib进行AOP的大致流程：

  1. 生成代理类UserServiceProxy，代理类继承UserService
  2. 代理类中重写了父类的方法，比如UserService中的test()方法
  3. 代理类中还会有一个target属性，该属性的值为被代理对象（也就是通过UserService类推断构造方法实例化出来的对象，进行了依赖注入、初始化等步骤的对象）
  4. 代理类中的test()方法被执行时的逻辑如下：

              a. 执行切面逻辑（@Before）
              b. 调用target.test()

当我们从Spring容器得到UserService的Bean对象时，拿到的就是UserServiceProxy所生成的对象，也就是代理对象。

UserService代理对象.test()--->执行切面逻辑--->target.test()，注意target对象不是代理对象，而是被代理对象。

Spring事务

当我们在某个方法上加了@Transactional注解后，就表示该方法在调用时会开启Spring事务，而这个方法所在的类所对应的Bean对象会是该类的代理对象。

Spring事务的代理对象执行某个方法时的步骤：

  1. 判断当前执行的方法是否存在@Transactional注解
  2. 如果存在，则利用事务管理器（TransactionMananger）新建一个数据库连接
  3. 修改数据库连接的autocommit为false
  4. 执行target.test()，执行程序员所写的业务逻辑代码，也就是执行sql
  5. 执行完了之后如果没有出现异常，则提交，否则回滚

Spring事务是否会失效的判断标准：某个加了@Transactional注解的方法被调用时，要判断到底是不是直接被代理对象调用的，如果是则事务会生效，如果不是则失效。

2、手写模拟Spring底层原理

git clone地址：zhouyu-spring: 手写模拟实现Spring框架，欢迎大家在这个基础上继续扩展实现

3、Spring之底层架构核心概念解析


BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定义，BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。比如：

  •  class，表示Bean类型
  •  scope，表示Bean作用域，单例或原型等
  •  lazyInit：表示Bean是否是懒加载
  •  initMethodName：表示Bean初始化时要执行的方法
  •  destroyMethodName：表示Bean销毁时要执行的方法
  •  还有很多...

在Spring中，我们经常会通过以下几种方式来定义Bean：

  1. <bean/>
  2. @Bean
  3. @Component(@Service,@Controller)

这些，我们可以称之申明式定义Bean。

我们还可以编程式定义Bean，那就是直接通过BeanDefinition，比如：
 


AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

// 生成一个BeanDefinition对象，并设置beanClass为User.class，并注册到ApplicationContext中
AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);
context.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(context.getBean("user"));

我们还可以通过BeanDefinition设置一个Bean的其他属性

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载


 

和申明式事务、编程式事务类似，通过<bean/>，@Bean，@Component等申明式方式所定义的Bean，最终都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象，并放入Spring容器中。


 BeanDefinitionReader

接下来，我们来介绍几种在Spring源码中所提供的BeanDefinition读取器（BeanDefinitionReader），这些BeanDefinitionReader在我们使用Spring时用得少，但在Spring源码中用得多，相当于Spring源码的基础设施。

AnnotatedBeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，比如

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);

// 将User.class解析为BeanDefinition
annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);

System.out.println(context.getBean("user"));



注意：它能解析的注解是：@Conditional，@Scope、@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description

XmlBeanDefinitionReader

可以解析<bean/>标签

AnnotationConfigApplicationContext context = new


AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);
int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");

System.out.println(context.getBean("user"));


ClassPathBeanDefinitionScanner

ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器，但是它的作用和BeanDefinitionReader类似，它可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描到的类上如果存在@Component注解，那么就会把这个类解析为一个BeanDefinition，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
context.refresh();

ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);
scanner.scan("com.zhouyu");

System.out.println(context.getBean("userService"));



BeanFactory

BeanFactory表示Bean工厂，所以很明显，BeanFactory会负责创建Bean，并且提供获取Bean的API。

而ApplicationContext是BeanFactory的一种，在Spring源码中，是这么定义的：

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
        MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {

            ...
}



首先，在Java中，接口是可以多继承的，我们发现ApplicationContext继承了ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory，而ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory都继承至BeanFactory，所以我们可以认为ApplicationContext继承了BeanFactory，相当于苹果继承水果，宝马继承汽车一样，ApplicationContext也是BeanFactory的一种，拥有BeanFactory支持的所有功能，不过ApplicationContext比BeanFactory更加强大，ApplicationContext还基础了其他接口，也就表示ApplicationContext还拥有其他功能，比如MessageSource表示国际化，ApplicationEventPublisher表示事件发布，EnvironmentCapable表示获取环境变量，等等，关于ApplicationContext后面再详细讨论。

在Spring的源码实现中，当我们new一个ApplicationContext时，其底层会new一个BeanFactory出来，当使用ApplicationContext的某些方法时，比如getBean()，底层调用的是BeanFactory的getBean()方法。

在Spring源码中，BeanFactory接口存在一个非常重要的实现类是：DefaultListableBeanFactory，也是非常核心的。具体重要性，随着后续课程会感受更深。

所以，我们可以直接来使用DefaultListableBeanFactory，而不用使用ApplicationContext的某个实现类，比如：


DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();

AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);

beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(beanFactory.getBean("user"));



DefaultListableBeanFactory是非常强大的，支持很多功能，可以通过查看DefaultListableBeanFactory的类继承实现结构来看

这部分现在看不懂没关系，源码熟悉一点后回来再来看都可以。

它实现了很多接口，表示，它拥有很多功能：

  1. AliasRegistry：支持别名功能，一个名字可以对应多个别名
  2. BeanDefinitionRegistry：可以注册、保存、移除、获取某个BeanDefinition
  3. BeanFactory：Bean工厂，可以根据某个bean的名字、或类型、或别名获取某个Bean对象
  4. SingletonBeanRegistry：可以直接注册、获取某个单例Bean
  5. SimpleAliasRegistry：它是一个类，实现了AliasRegistry接口中所定义的功能，支持别名功能
  6. ListableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加了其他功能，可以获取所有BeanDefinition的beanNames，可以根据某个类型获取对应的beanNames，可以根据某个类型获取{类型：对应的Bean}的映射关系
  7. HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基础上，添加了获取父BeanFactory的功能
  8. DefaultSingletonBeanRegistry：它是一个类，实现了SingletonBeanRegistry接口，拥有了直接注册、获取某个单例Bean的功能
  9. ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基础上，添加了设置父BeanFactory、类加载器（表示可以指定某个类加载器进行类的加载）、设置Spring EL表达式解析器（表示该BeanFactory可以解析EL表达式）、设置类型转化服务（表示该BeanFactory可以进行类型转化）、可以添加BeanPostProcessor（表示该BeanFactory支持Bean的后置处理器），可以合并BeanDefinition，可以销毁某个Bean等等功能
  10. FactoryBeanRegistrySupport：支持了FactoryBean的功能
  11. AutowireCapableBeanFactory：是直接继承了BeanFactory，在BeanFactory的基础上，支持在创建Bean的过程中能对Bean进行自动装配
  12. AbstractBeanFactory：实现了ConfigurableBeanFactory接口，继承了FactoryBeanRegistrySupport，这个BeanFactory的功能已经很全面了，但是不能自动装配和获取beanNames
  13. ConfigurableListableBeanFactory：继承了ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactory
  14. AbstractAutowireCapableBeanFactory：继承了AbstractBeanFactory，实现了AutowireCapableBeanFactory，拥有了自动装配的功能
  15. DefaultListableBeanFactory：继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory，实现了ConfigurableListableBeanFactory接口和BeanDefinitionRegistry接口，所以DefaultListableBeanFactory的功能很强大

ApplicationContext

上面有分析到，ApplicationContext是个接口，实际上也是一个BeanFactory，不过比BeanFactory更加强大，比如：

  1. HierarchicalBeanFactory：拥有获取父BeanFactory的功能
  2. ListableBeanFactory：拥有获取beanNames的功能
  3. ResourcePatternResolver：资源加载器，可以一次性获取多个资源（文件资源等等）
  4. EnvironmentCapable：可以获取运行时环境（没有设置运行时环境功能）
  5. ApplicationEventPublisher：拥有广播事件的功能（没有添加事件监听器的功能）
  6. MessageSource：拥有国际化功能

具体的功能演示，后面会有。

我们先来看ApplicationContext两个比较重要的实现类：

  1. AnnotationConfigApplicationContext
  2. ClassPathXmlApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext

这部分现在看不懂没关系，源码熟悉一点后回来再来看都可以。

  1. ConfigurableApplicationContext：继承了ApplicationContext接口，增加了，添加事件监听器、添加BeanFactoryPostProcessor、设置Environment，获取ConfigurableListableBeanFactory等功能
  2. AbstractApplicationContext：实现了ConfigurableApplicationContext接口
  3. GenericApplicationContext：继承了AbstractApplicationContext，实现了BeanDefinitionRegistry接口，拥有了所有ApplicationContext的功能，并且可以注册BeanDefinition，注意这个类中有一个属性(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
  4. AnnotationConfigRegistry：可以单独注册某个为类为BeanDefinition（可以处理该类上的@Configuration注解，已经可以处理@Bean注解），同时可以扫描
  5. AnnotationConfigApplicationContext：继承了GenericApplicationContext，实现了AnnotationConfigRegistry接口，拥有了以上所有的功能

ClassPathXmlApplicationContext

它也是继承了AbstractApplicationContext，但是相对于AnnotationConfigApplicationContext而言，功能没有AnnotationConfigApplicationContext强大，比如不能注册BeanDefinition

国际化

先定义一个MessageSource:

@Bean
public MessageSource messageSource() {
	ResourceBundleMessageSource messageSource = new ResourceBundleMessageSource();
	messageSource.setBasename("messages");
	return messageSource;
}

有了这个Bean，你可以在你任意想要进行国际化的地方使用该MessageSource。

同时，因为ApplicationContext也拥有国家化的功能，所以可以直接这么用：

context.getMessage("test", null, new Locale("en_CN"))

资源加载

ApplicationContext还拥有资源加载的功能，比如，可以直接利用ApplicationContext获取某个文件的内容：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

Resource resource = context.getResource("file://D:\\IdeaProjects\\spring-framework-5.3.10\\tuling\\src\\main\\java\\com\\zhouyu\\service\\UserService.java");
System.out.println(resource.contentLength());

你可以想想，如果你不使用ApplicationContext，而是自己来实现这个功能，就比较费时间了

还比如你可以：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

Resource resource = context.getResource("file://D:\\IdeaProjects\\spring-framework-5.3.10\\tuling\\src\\main\\java\\com\\zhouyu\\service\\UserService.java");
System.out.println(resource.contentLength());
System.out.println(resource.getFilename());

Resource resource1 = context.getResource("https://www.baidu.com");
System.out.println(resource1.contentLength());
System.out.println(resource1.getURL());

Resource resource2 = context.getResource("classpath:spring.xml");
System.out.println(resource2.contentLength());
System.out.println(resource2.getURL());

还可以一次性获取多个：

Resource[] resources = context.getResources("classpath:com/zhouyu/*.class");
for (Resource resource : resources) {
	System.out.println(resource.contentLength());
	System.out.println(resource.getFilename());
}

获取运行时环境

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

Map<String, Object> systemEnvironment = context.getEnvironment().getSystemEnvironment();
System.out.println(systemEnvironment);

System.out.println("=======");

Map<String, Object> systemProperties = context.getEnvironment().getSystemProperties();
System.out.println(systemProperties);

System.out.println("=======");

MutablePropertySources propertySources = context.getEnvironment().getPropertySources();
System.out.println(propertySources);

System.out.println("=======");

System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("NO_PROXY"));
System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("sun.jnu.encoding"));
System.out.println(context.getEnvironment().getProperty("zhouyu"));

注意，可以利用

@PropertySource("classpath:spring.properties")

来使得某个properties文件中的参数添加到运行时环境中

事件发布

先定义一个事件监听器

@Bean
public ApplicationListener applicationListener() {
	return new ApplicationListener() {
		@Override
		public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
			System.out.println("接收到了一个事件");
		}
	};
}

然后发布一个事件：

context.publishEvent("kkk");

类型转化

在Spring源码中，有可能需要把String转成其他类型，所以在Spring源码中提供了一些技术来更方便的做对象的类型转化，关于类型转化的应用场景， 后续看源码的过程中会遇到很多。

PropertyEditor

这其实是JDK中提供的类型转化工具类

public class StringToUserPropertyEditor extends PropertyEditorSupport implements PropertyEditor {

	@Override
	public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException {
		User user = new User();
		user.setName(text);
		this.setValue(user);
	}
}
StringToUserPropertyEditor propertyEditor = new StringToUserPropertyEditor();
propertyEditor.setAsText("1");
User value = (User) propertyEditor.getValue();
System.out.println(value);

如何向Spring中注册PropertyEditor：

@Bean
public CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer() {
	CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer = new CustomEditorConfigurer();
	Map<Class<?>, Class<? extends PropertyEditor>> propertyEditorMap = new HashMap<>();
    
    // 表示StringToUserPropertyEditor可以将String转化成User类型，在Spring源码中，如果发现当前对象是String，而需要的类型是User，就会使用该PropertyEditor来做类型转化
	propertyEditorMap.put(User.class, StringToUserPropertyEditor.class);
	customEditorConfigurer.setCustomEditors(propertyEditorMap);
	return customEditorConfigurer;
}

假设现在有如下Bean:

@Component
public class UserService {

	@Value("xxx")
	private User user;

	public void test() {
		System.out.println(user);
	}

}

那么test属性就能正常的完成属性赋值

ConversionService

Spring中提供的类型转化服务，它比PropertyEditor更强大

public class StringToUserConverter implements ConditionalGenericConverter {

	@Override
	public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
		return sourceType.getType().equals(String.class) && targetType.getType().equals(User.class);
	}

	@Override
	public Set<ConvertiblePair> getConvertibleTypes() {
		return Collections.singleton(new ConvertiblePair(String.class, User.class));
	}

	@Override
	public Object convert(Object source, TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
		User user = new User();
		user.setName((String)source);
		return user;
	}
}
DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
User value = conversionService.convert("1", User.class);
System.out.println(value);

如何向Spring中注册ConversionService：

@Bean
public ConversionServiceFactoryBean conversionService() {
	ConversionServiceFactoryBean conversionServiceFactoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
	conversionServiceFactoryBean.setConverters(Collections.singleton(new StringToUserConverter()));

	return conversionServiceFactoryBean;
}

TypeConverter

整合了PropertyEditor和ConversionService的功能，是Spring内部用的

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
typeConverter.registerCustomEditor(User.class, new StringToUserPropertyEditor());
//typeConverter.setConversionService(conversionService);
User value = typeConverter.convertIfNecessary("1", User.class);
System.out.println(value);

OrderComparator

OrderComparator是Spring所提供的一种比较器，可以用来根据@Order注解或实现Ordered接口来执行值进行笔记，从而可以进行排序。

比如：

public class A implements Ordered {

	@Override
	public int getOrder() {
		return 3;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}
public class B implements Ordered {

	@Override
	public int getOrder() {
		return 2;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new A(); // order=3
		B b = new B(); // order=2

		OrderComparator comparator = new OrderComparator();
		System.out.println(comparator.compare(a, b));  // 1

		List list = new ArrayList<>();
		list.add(a);
		list.add(b);

		// 按order值升序排序
		list.sort(comparator);

		System.out.println(list);  // B，A
	}
}

另外，Spring中还提供了一个OrderComparator的子类：AnnotationAwareOrderComparator，它支持用@Order来指定order值。比如：

@Order(3)
public class A {

	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}

}
@Order(2)
public class B {

	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}

}
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new A(); // order=3
		B b = new B(); // order=2

		AnnotationAwareOrderComparator comparator = new AnnotationAwareOrderComparator();
		System.out.println(comparator.compare(a, b)); // 1

		List list = new ArrayList<>();
		list.add(a);
		list.add(b);

		// 按order值升序排序
		list.sort(comparator);

		System.out.println(list); // B，A
	}
}

BeanPostProcessor

BeanPostProcess表示Bena的后置处理器，我们可以定义一个或多个BeanPostProcessor，比如通过一下代码定义一个BeanPostProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化前");
		}

		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化后");
		}

		return bean;
	}
}

一个BeanPostProcessor可以在任意一个Bean的初始化之前以及初始化之后去额外的做一些用户自定义的逻辑，当然，我们可以通过判断beanName来进行针对性处理（针对某个Bean，或某部分Bean）。

我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor表示Bean工厂的后置处理器，其实和BeanPostProcessor类似，BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程，BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创建过程。比如，我们可以这样定义一个BeanFactoryPostProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

	@Override
	public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		System.out.println("加工beanFactory");
	}
}

FactoryBean

上面提到，我们可以通过BeanPostPorcessor来干涉Spring创建Bean的过程，但是如果我们想一个Bean完完全全由我们来创造，也是可以的，比如通过FactoryBean

@Component
public class ZhouyuFactoryBean implements FactoryBean {

	@Override
	public Object getObject() throws Exception {
		UserService userService = new UserService();

		return userService;
	}

	@Override
	public Class<?> getObjectType() {
		return UserService.class;
	}
}

通过上面这段代码，我们自己创造了一个UserService对象，并且它将成为Bean。但是通过这种方式创造出来的UserService的Bean，只会经过初始化后，其他Spring的生命周期步骤是不会经过的，比如依赖注入。

有同学可能会想到，通过@Bean也可以自己生成一个对象作为Bean，那么和FactoryBean的区别是什么呢？其实在很多场景下他俩是可以替换的，但是站在原理层面来说的，区别很明显，@Bean定义的Bean是会经过完整的Bean生命周期的。

ExcludeFilter和IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的。ExcludeFilter表示排除过滤器，IncludeFilter表示包含过滤器。

比如以下配置，表示扫描com.zhouyu这个包下面的所有类，但是排除UserService类，也就是就算它上面有@Component注解也不会成为Bean。

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
		excludeFilters = {@ComponentScan.Filter(
            	type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
            	classes = UserService.class)}.)
public class AppConfig {
}

再比如以下配置，就算UserService类上没有@Component注解，它也会被扫描成为一个Bean。

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
		includeFilters = {@ComponentScan.Filter(
            	type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
            	classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

FilterType分为：

  1. ANNOTATION：表示是否包含某个注解
  2. ASSIGNABLE_TYPE：表示是否是某个类
  3. ASPECTJ：表示否是符合某个Aspectj表达式
  4. REGEX：表示是否符合某个正则表达式
  5. CUSTOM：自定义

在Spring的扫描逻辑中，默认会添加一个AnnotationTypeFilter给includeFilters，表示默认情况下Spring扫描过程中会认为类上有@Component注解的就是Bean。

MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

在Spring中需要去解析类的信息，比如类名、类中的方法、类上的注解，这些都可以称之为类的元数据，所以Spring中对类的元数据做了抽象，并提供了一些工具类。

MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
		
        // 构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.zhouyu.service.UserService");
		
        // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
	
        System.out.println(classMetadata.getClassName());
        
        // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
		for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
			System.out.println(annotationType);
		}

	}
}

需要注意的是，SimpleMetadataReader去解析类时，使用的ASM技术。

为什么要使用ASM技术，Spring启动的时候需要去扫描，如果指定的包路径比较宽泛，那么扫描的类是非常多的，那如果在Spring启动时就把这些类全部加载进JVM了，这样不太好，所以

4.Spring之Bean生命周期源码解析(上)

MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
		
        // 构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.zhouyu.service.UserService");
		
        // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
	
        System.out.println(classMetadata.getClassName());
        
        // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
		for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
			System.out.println(annotationType);
		}

	}
}

需要注意的是，SimpleMetadataReader去解析类时，使用的ASM技术。

为什么要使用ASM技术，Spring启动的时候需要去扫描，如果指定的包路径比较宽泛，那么扫描的类是非常多的，那如果在Spring启动时就把这些类全部加载进JVM了，这样不太好，所以使用了ASM技术。

4、Spring之Bean生命周期源码

流程图

Bean的生成过程

1.生成BeanDefinition

Spring启动的时候会进行扫描，会先调用org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateComponentProvider#scanCandidateComponents(String basePackage)

扫描某个包路径，并得到BeanDefinition的Set集合。

  1. 首先，通过ResourcePatternResolver获得指定包路径下的所有.class文件（Spring源码中将此文件包装成了Resource对象）
  2. 遍历每个Resource对象
  3. 利用MetadataReaderFactory解析Resource对象得到MetadataReader（在Spring源码中MetadataReaderFactory具体的实现类为CachingMetadataReaderFactory，MetadataReader的具体实现类为SimpleMetadataReader）
  4. 利用MetadataReader进行excludeFilters和includeFilters，以及条件注解@Conditional的筛选（条件注解并不能理解：某个类上是否存在@Conditional注解，如果存在则调用注解中所指定的类的match方法进行匹配，匹配成功则通过筛选，匹配失败则pass掉。）
  5. 筛选通过后，基于metadataReader生成ScannedGenericBeanDefinition
  6. 再基于metadataReader判断是不是对应的类是不是接口或抽象类
  7. 如果筛选通过，那么就表示扫描到了一个Bean，将ScannedGenericBeanDefinition加入结果集

MetadataReader表示类的元数据读取器，主要包含了一个AnnotationMetadata，功能有

  1. 获取类的名字、
  2. 获取父类的名字
  3. 获取所实现的所有接口名
  4. 获取所有内部类的名字
  5. 判断是不是抽象类
  6. 判断是不是接口
  7. 判断是不是一个注解
  8. 获取拥有某个注解的方法集合
  9. 获取类上添加的所有注解信息
  10. 获取类上添加的所有注解类型集合

值得注意的是，CachingMetadataReaderFactory解析某个.class文件得到MetadataReader对象是利用的ASM技术，并没有加载这个类到JVM。并且，最终得到的ScannedGenericBeanDefinition对象，beanClass属性存储的是当前类的名字，而不是class对象。（beanClass属性的类型是Object，它即可以存储类的名字，也可以存储class对象）

最后，上面是说的通过扫描得到BeanDefinition对象，我们还可以通过直接定义BeanDefinition，或解析spring.xml文件的<bean/>，或者@Bean注解得到BeanDefinition对象。

2. 合并BeanDefinition

通过扫描得到所有BeanDefinition之后，就可以根据BeanDefinition创建Bean对象了，但是在Spring中支持父子BeanDefinition，和Java父子类类似，但是完全不是一回事。

父子BeanDefinition实际用的比较少，使用是这样的，比如：

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child"/>

这么定义的情况下，child是单例Bean。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child" parent="parent"/>

但是这么定义的情况下，child就是原型Bean了。

因为child的父BeanDefinition是parent，所以会继承parent上所定义的scope属性。

而在根据child来生成Bean对象之前，需要进行BeanDefinition的合并，得到完整的child的BeanDefinition。

3. 加载类

BeanDefinition合并之后，就可以去创建Bean对象了，而创建Bean就必须实例化对象，而实例化就必须先加载当前BeanDefinition所对应的class，在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean()方法中，一开始就会调用:

Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);

这行代码就是去加载类，该方法是这么实现的：

if (mbd.hasBeanClass()) {
	return mbd.getBeanClass();
}
if (System.getSecurityManager() != null) {
	return AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Class<?>>) () ->
		doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch), getAccessControlContext());
	}
else {
	return doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch);
}

public boolean hasBeanClass() {
	return (this.beanClass instanceof Class);
}

如果beanClass属性的类型是Class，那么就直接返回，如果不是，则会根据类名进行加载（doResolveBeanClass方法所做的事情）

会利用BeanFactory所设置的类加载器来加载类，如果没有设置，则默认使用ClassUtils.getDefaultClassLoader()所返回的类加载器来加载。

ClassUtils.getDefaultClassLoader()
  1. 优先返回当前线程中的ClassLoader
  2. 线程中类加载器为null的情况下，返回ClassUtils类的类加载器
  3. 如果ClassUtils类的类加载器为空，那么则表示是Bootstrap类加载器加载的ClassUtils类，那么则返回系统类加载器

4. 实例化前

当前BeanDefinition对应的类成功加载后，就可以实例化对象了，但是...

在Spring中，实例化对象之前，Spring提供了一个扩展点，允许用户来控制是否在某个或某些Bean实例化之前做一些启动动作。这个扩展点叫InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()。比如:

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("实例化前");
		}
		return null;
	}
}

如上代码会导致，在userService这个Bean实例化前，会进行打印。

值得注意的是，postProcessBeforeInstantiation()是有返回值的，如果这么实现：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("实例化前");
			return new UserService();
		}
		return null;
	}
}

如上代码会导致，在userService这个Bean实例化前，会进行打印。

值得注意的是，postProcessBeforeInstantiation()是有返回值的，如果这么实现：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("实例化前");
			return new UserService();
		}
		return null;
	}
}

userService这个Bean，在实例化前会直接返回一个由我们所定义的UserService对象。如果是这样，表示不需要Spring来实例化了，并且后续的Spring依赖注入也不会进行了，会跳过一些步骤，直接执行初始化后这一步。

5. 实例化

在这个步骤中就会根据BeanDefinition去创建一个对象了。

5.1 Supplier创建对象

首先判断BeanDefinition中是否设置了Supplier，如果设置了则调用Supplier的get()得到对象。

得直接使用BeanDefinition对象来设置Supplier，比如：

AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setInstanceSupplier(new Supplier<Object>() {
	@Override
	public Object get() {
		return new UserService();
	}
});
context.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);

5.2 工厂方法创建对象

如果没有设置Supplier，则检查BeanDefinition中是否设置了factoryMethod，也就是工厂方法，有两种方式可以设置factoryMethod，比如：

方式一：

<bean id="userService" class="com.zhouyu.service.UserService" factory-method="createUserService" />

对应的UserService类为：

public class UserService {

	public static UserService createUserService() {
		System.out.println("执行createUserService()");
		UserService userService = new UserService();
		return userService;
	}

	public void test() {
		System.out.println("test");
	}

}

方式二:

<bean id="commonService" class="com.zhouyu.service.CommonService"/>
<bean id="userService1" factory-bean="commonService" factory-method="createUserService" />

对应的CommonService的类为：

public class CommonService {

	public UserService createUserService() {
		return new UserService();
	}
}

Spring发现当前BeanDefinition方法设置了工厂方法后，就会区分这两种方式，然后调用工厂方法得到对象。

值得注意的是，我们通过@Bean所定义的BeanDefinition，是存在factoryMethod和factoryBean的，也就是和上面的方式二非常类似，@Bean所注解的方法就是factoryMethod，AppConfig对象就是factoryBean。如果@Bean所所注解的方法是static的，那么对应的就是方式一。

5.3 推断构造方法

推断完构造方法后，就会使用构造方法来进行实例化了。

额外的，在推断构造方法逻辑中除开会去选择构造方法以及查找入参对象意外，会还判断是否在对应的类中是否存在使用@Lookup注解了方法。如果存在则把该方法封装为LookupOverride对象并添加到BeanDefinition中。

在实例化时，如果判断出来当前BeanDefinition中没有LookupOverride，那就直接用构造方法反射得到一个实例对象。如果存在LookupOverride对象，也就是类中存在@Lookup注解了的方法，那就会生成一个代理对象。

@Lookup注解就是方法注入，使用demo如下：

@Component
public class UserService {

	private OrderService orderService;

	public void test() {
		OrderService orderService = createOrderService();
		System.out.println(orderService);
	}

	@Lookup("orderService")
	public OrderService createOrderService() {
		return null;
	}

}

6. BeanDefinition的后置处理

Bean对象实例化出来之后，接下来就应该给对象的属性赋值了。在真正给属性赋值之前，Spring又提供了一个扩展点MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition()，可以对此时的BeanDefinition进行加工，比如：

@Component
public class ZhouyuMergedBeanDefinitionPostProcessor implements MergedBeanDefinitionPostProcessor {

	@Override
	public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			beanDefinition.getPropertyValues().add("orderService", new OrderService());
		}
	}
}

在Spring源码中，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就是一个MergedBeanDefinitionPostProcessor，它的postProcessMergedBeanDefinition()中会去查找注入点，并缓存在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor对象的一个Map中（injectionMetadataCache）。

7. 实例化后

在处理完BeanDefinition后，Spring又设计了一个扩展点：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()，比如：

@Component
public class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {

		if ("userService".equals(beanName)) {
			UserService userService = (UserService) bean;
			userService.test();
		}

		return true;
	}
}

上述代码就是对userService所实例化出来的对象进行处理。

这个扩展点，在Spring源码中基本没有怎么使用。

8. 自动注入

这里的自动注入指的是Spring的自动注入 

9. 处理属性

这个步骤中，就会处理@Autowired、@Resource、@Value等注解，也是通过InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()扩展点来实现的，比如我们甚至可以实现一个自己的自动注入功能，比如：

@Component
public class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			for (Field field : bean.getClass().getFields()) {
				if (field.isAnnotationPresent(ZhouyuInject.class)) {
					field.setAccessible(true);
					try {
						field.set(bean, "123");
					} catch (IllegalAccessException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}

		return pvs;
	}
}

关于@Autowired、@Resource、@Value的底层源码，会在后续的依赖注入课程中详解。

10. 执行Aware

完成了属性赋值之后，Spring会执行一些回调，包括：

  1. BeanNameAware：回传beanName给bean对象。
  2. BeanClassLoaderAware：回传classLoader给bean对象。
  3. BeanFactoryAware：回传beanFactory给对象。

11. 初始化前

初始化前，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()，比如

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化前");
		}

		return bean;
	}
}

利用初始化前，可以对进行了依赖注入的Bean进行处理。

在Spring源码中：

  1. InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor会在初始化前这个步骤中执行@PostConstruct的方法，
  2. ApplicationContextAwareProcessor会在初始化前这个步骤中进行其他Aware的回调：
    1. EnvironmentAware：回传环境变量
    2. EmbeddedValueResolverAware：回传占位符解析器
    3. ResourceLoaderAware：回传资源加载器
    4. ApplicationEventPublisherAware：回传事件发布器
    5. MessageSourceAware：回传国际化资源
    6. ApplicationStartupAware：回传应用其他监听对象，可忽略
    7. ApplicationContextAware：回传Spring容器ApplicationContext

12. 初始化

  1. 查看当前Bean对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了就调用其afterPropertiesSet()方法
  2. 执行BeanDefinition中指定的初始化方法

13. 初始化后

这是Bean创建生命周期中的最后一个步骤，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()，比如：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			System.out.println("初始化后");
		}

		return bean;
	}
}

可以在这个步骤中，对Bean最终进行处理，Spring中的AOP就是基于初始化后实现的，初始化后返回的对象才是最终的Bean对象。

总结BeanPostProcessor

  1. InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()
  2. 实例化
  3. MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition()
  4. InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()
  5. 自动注入
  6. InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()
  7. Aware对象
  8. BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()
  9. 初始化
  10. BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()

Bean的销毁过程

Bean销毁是发送在Spring容器关闭过程中的。

在Spring容器关闭时，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = (UserService) context.getBean("userService");
userService.test();

// 容器关闭
context.close();

在Bean创建过程中，在最后（初始化之后），有一个步骤会去判断当前创建的Bean是不是DisposableBean：

  1. 当前Bean是否实现了DisposableBean接口
  2. 或者，当前Bean是否实现了AutoCloseable接口
  3. BeanDefinition中是否指定了destroyMethod
  4. 调用DestructionAwareBeanPostProcessor.requiresDestruction(bean)进行判断
    1. ApplicationListenerDetector中直接使得ApplicationListener是DisposableBean
    2. InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor中使得拥有@PreDestroy注解了的方法就是DisposableBean
  5. 把符合上述任意一个条件的Bean适配成DisposableBeanAdapter对象，并存入disposableBeans中（一个LinkedHashMap）

在Spring容器关闭过程时：

  1. 首先发布ContextClosedEvent事件
  2. 调用lifecycleProcessor的onCloese()方法
  3. 销毁单例Bean
    1. 遍历disposableBeans
      1. 把每个disposableBean从单例池中移除
      2. 调用disposableBean的destroy()
      3. 如果这个disposableBean还被其他Bean依赖了，那么也得销毁其他Bean

      4.  如果这个disposableBean还包含了inner beans，将这些Bean从单例池中移除掉 (inner bean参考
        Redirecting...)

    2. 清空manualSingletonNames，是一个Set，存的是用户手动注册的单例Bean的beanName

    3. 清空allBeanNamesByType，是一个Map，key是bean类型，value是该类型所有的beanName数组

    4. 清空singletonBeanNamesByType，和allBeanNamesByType类似，只不过只存了单例Bean

这里涉及到一个设计模式：适配器模式

在销毁时，Spring会找出实现了DisposableBean接口的Bean。

但是我们在定义一个Bean时，如果这个Bean实现了DisposableBean接口，或者实现了AutoCloseable接口，或者在BeanDefinition中指定了destroyMethodName，那么这个Bean都属于“DisposableBean”，这些Bean在容器关闭时都要调用相应的销毁方法。

所以，这里就需要进行适配，将实现了DisposableBean接口、或者AutoCloseable接口等适配成实现了DisposableBean接口，所以就用到了DisposableBeanAdapter。

会把实现了AutoCloseable接口的类封装成DisposableBeanAdapter，而DisposableBeanAdapter实现了DisposableBean接口。

5、Spring之依赖注入源码解析（上）

依赖注入底层原理流程图：
Spring中Bean的依赖注入原理| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

Spring中到底有几种依赖注入的方式？


首先分两种：
1手动注入
2自动注入

手动注入

在XML中定义Bean时，就是手动注入，因为是程序员手动给某个属性指定了值。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<property name="orderService" ref="orderService"/>
</bean>

上面这种底层是通过set方法进行注入。

<bean name="userService" class="com.luban.service.UserService">
	<constructor-arg index="0" ref="orderService"/>
</bean>

上面这种底层是通过构造方法进行注入。

所以手动注入的底层也就是分为两种：

  1. set方法注入
  2. 构造方法注入

自动注入

自动注入又分为两种：

  1. XML的autowire自动注入
  2. @Autowired注解的自动注入

XML的autowire自动注入

在XML中，我们可以在定义一个Bean时去指定这个Bean的自动注入模式：

  1. byType
  2. byName
  3. constructor
  4. default
  5. no

比如：

<bean id="userService" class="com.luban.service.UserService" autowire="byType"/>

这么写，表示Spring会自动的给userService中所有的属性自动赋值（不需要这个属性上有@Autowired注解，但需要这个属性有对应的set方法）。

在创建Bean的过程中，在填充属性时，Spring会去解析当前类，把当前类的所有方法都解析出来，Spring会去解析每个方法得到对应的PropertyDescriptor对象，PropertyDescriptor中有几个属性：

  1. name：这个name并不是方法的名字，而是拿方法名字进过处理后的名字
    1. 如果方法名字以“get”开头，比如“getXXX”,那么name=XXX
    2. 如果方法名字以“is”开头，比如“isXXX”,那么name=XXX
    3. 如果方法名字以“set”开头，比如“setXXX”,那么name=XXX
  1. readMethodRef：表示get方法的Method对象的引用
  2. readMethodName：表示get方法的名字
  3. writeMethodRef：表示set方法的Method对象的引用
  4. writeMethodName：表示set方法的名字
  5. propertyTypeRef：如果有get方法那么对应的就是返回值的类型，如果是set方法那么对应的就是set方法中唯一参数的类型

get方法的定义是： 方法参数个数为0个，并且 （方法名字以"get"开头 或者 方法名字以"is"开头并且方法的返回类型为boolean）

set方法的定义是：方法参数个数为1个，并且 （方法名字以"set"开头并且方法返回类型为void）

所以，Spring在通过byName的自动填充属性时流程是：

  1. 找到所有set方法所对应的XXX部分的名字
  2. 根据XXX部分的名字去获取bean

Spring在通过byType的自动填充属性时流程是：

  1. 获取到set方法中的唯一参数的参数类型，并且根据该类型去容器中获取bean
  2. 如果找到多个，会报错。

以上，分析了autowire的byType和byName情况，那么接下来分析constructor，constructor表示通过构造方法注入，其实这种情况就比较简单了，没有byType和byName那么复杂。

如果是constructor，那么就可以不写set方法了，当某个bean是通过构造方法来注入时，spring利用构造方法的参数信息从Spring容器中去找bean，找到bean之后作为参数传给构造方法，从而实例化得到一个bean对象，并完成属性赋值（属性赋值的代码得程序员来写）。

我们这里先不考虑一个类有多个构造方法的情况，后面单独讲推断构造方法。我们这里只考虑只有一个有参构造方法。

其实构造方法注入相当于byType+byName，普通的byType是根据set方法中的参数类型去找bean，找到多个会报错，而constructor就是通过构造方法中的参数类型去找bean，如果找到多个会根据参数名确定。

另外两个：

  1. no，表示关闭autowire
  2. default，表示默认值，我们一直演示的某个bean的autowire，而也可以直接在<beans>标签中设置autowire，如果设置了，那么<bean>标签中设置的autowire如果为default，那么则会用<beans>标签中设置的autowire。

可以发现XML中的自动注入是挺强大的，那么问题来了，为什么我们平时都是用的@Autowired注解呢？而没有用上文说的这种自动注入方式呢？

@Autowired注解相当于XML中的autowire属性的注解方式的替代。这是在官网上有提到的。

Essentially, the @Autowired annotation provides the same capabilities as described in Autowiring Collaborators but with more fine-grained control and wider applicability

翻译一下：

从本质上讲，@Autowired注解提供了与autowire相同的功能，但是拥有更细粒度的控制和更广泛的适用性。

注意：更细粒度的控制。

XML中的autowire控制的是整个bean的所有属性，而@Autowired注解是直接写在某个属性、某个set方法、某个构造方法上的。

再举个例子，如果一个类有多个构造方法，那么如果用XML的autowire=constructor，你无法控制到底用哪个构造方法，而你可以用@Autowired注解来直接指定你想用哪个构造方法。

同时，用@Autowired注解，还可以控制，哪些属性想被自动注入，哪些属性不想，这也是细粒度的控制。

但是@Autowired无法区分byType和byName，@Autowired是先byType，如果找到多个则byName。

那么XML的自动注入底层其实也就是:

  1. set方法注入
  2. 构造方法注入

@Autowired注解的自动注入

上文说了@Autowired注解，是byType和byName的结合。

@Autowired注解可以写在：

  1. 属性上：先根据属性类型去找Bean，如果找到多个再根据属性名确定一个
  2. 构造方法上：先根据方法参数类型去找Bean，如果找到多个再根据参数名确定一个
  3. set方法上：先根据方法参数类型去找Bean，如果找到多个再根据参数名确定一个

而这种底层到了：

  1. 属性注入
  2. set方法注入
  3. 构造方法注入

寻找注入点

在创建一个Bean的过程中，Spring会利用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition()找出注入点并缓存，找注入点的流程为：

  1. 遍历当前类的所有的属性字段Field
  2. 查看字段上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一个，存在则认为该字段是一个注入点
  3. 如果字段是static的，则不进行注入
  4. 获取@Autowired中的required属性的值
  5. 将字段信息构造成一个AutowiredFieldElement对象，作为一个注入点对象添加到currElements集合中。
  6. 遍历当前类的所有方法Method
  7. 判断当前Method是否是桥接方法，如果是找到原方法
  8. 查看方法上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中任意一个，存在则认为该方法是一个注入点
  9. 如果方法是static的，则不进行注入
  10. 获取@Autowired中的required属性的值
  11. 将方法信息构造成一个AutowiredMethodElement对象，作为一个注入点对象添加到currElements集合中。
  12. 遍历完当前类的字段和方法后，将遍历父类的，直到没有父类。
  13. 最后将currElements集合封装成一个InjectionMetadata对象，作为当前Bean对于的注入点集合对象，并缓存。

static的字段或方法为什么不支持

@Component
@Scope("prototype")
public class OrderService {


}
@Component
@Scope("prototype")
public class UserService  {

	@Autowired
	private static OrderService orderService;

	public void test() {
		System.out.println("test123");
	}

}

看上面代码，UserService和OrderService都是原型Bean，假设Spring支持static字段进行自动注入，那么现在调用两次

  1. UserService userService1 = context.getBean("userService")
  2. UserService userService2 = context.getBean("userService")

问此时，userService1的orderService值是什么？还是它自己注入的值吗？

答案是不是，一旦userService2 创建好了之后，static orderService字段的值就发生了修改了，从而出现bug。

桥接方法

 

public interface UserInterface<T> {
	void setOrderService(T t);
}
@Component
public class UserService implements UserInterface<OrderService> {

	private OrderService orderService;

	@Override
	@Autowired
	public void setOrderService(OrderService orderService) {
		this.orderService = orderService;
	}

	public void test() {
		System.out.println("test123");
	}

}

UserService对应的字节码为：

// class version 52.0 (52)
// access flags 0x21
// signature Ljava/lang/Object;Lcom/zhouyu/service/UserInterface<Lcom/zhouyu/service/OrderService;>;
// declaration: com/zhouyu/service/UserService implements com.zhouyu.service.UserInterface<com.zhouyu.service.OrderService>
public class com/zhouyu/service/UserService implements com/zhouyu/service/UserInterface {

  // compiled from: UserService.java

  @Lorg/springframework/stereotype/Component;()

  // access flags 0x2
  private Lcom/zhouyu/service/OrderService; orderService

  // access flags 0x1
  public <init>()V
   L0
    LINENUMBER 12 L0
    ALOAD 0
    INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
    RETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L1 0
    MAXSTACK = 1
    MAXLOCALS = 1

  // access flags 0x1
  public setOrderService(Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
  @Lorg/springframework/beans/factory/annotation/Autowired;()
   L0
    LINENUMBER 19 L0
    ALOAD 0
    ALOAD 1
    PUTFIELD com/zhouyu/service/UserService.orderService : Lcom/zhouyu/service/OrderService;
   L1
    LINENUMBER 20 L1
    RETURN
   L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L2 0
    LOCALVARIABLE orderService Lcom/zhouyu/service/OrderService; L0 L2 1
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 2

  // access flags 0x1
  public test()V
   L0
    LINENUMBER 23 L0
    GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
    LDC "test123"
    INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
   L1
    LINENUMBER 24 L1
    RETURN
   L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L2 0
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 1

  // access flags 0x1041
  public synthetic bridge setOrderService(Ljava/lang/Object;)V
  @Lorg/springframework/beans/factory/annotation/Autowired;()
   L0
    LINENUMBER 11 L0
    ALOAD 0
    ALOAD 1
    CHECKCAST com/zhouyu/service/OrderService
    INVOKEVIRTUAL com/zhouyu/service/UserService.setOrderService (Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
    RETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Lcom/zhouyu/service/UserService; L0 L1 0
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 2
}

可以看到在UserSerivce的字节码中有两个setOrderService方法：

  1. public setOrderService(Lcom/zhouyu/service/OrderService;)V
  2. public synthetic bridge setOrderService(Ljava/lang/Object;)V

并且都是存在@Autowired注解的。

所以在Spring中需要处理这种情况，当遍历到桥接方法时，得找到原方法。

注入点进行注入

Spring在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法中，会遍历所找到的注入点依次进行注入。

字段注入

  1. 遍历所有的AutowiredFieldElement对象。
  2. 将对应的字段封装为DependencyDescriptor对象。
  3. 调用BeanFactory的resolveDependency()方法，传入DependencyDescriptor对象，进行依赖查找，找到当前字段所匹配的Bean对象。
  4. 将DependencyDescriptor对象和所找到的结果对象beanName封装成一个ShortcutDependencyDescriptor对象作为缓存，比如如果当前Bean是原型Bean，那么下次再来创建该Bean时，就可以直接拿缓存的结果对象beanName去BeanFactory中去那bean对象了，不用再次进行查找了
  5. 利用反射将结果对象赋值给字段。

Set方法注入

  1. 遍历所有的AutowiredMethodElement对象
  2. 遍历将对应的方法的参数，将每个参数封装成MethodParameter对象
  3. 将MethodParameter对象封装为DependencyDescriptor对象
  4. 调用BeanFactory的resolveDependency()方法，传入DependencyDescriptor对象，进行依赖查找，找到当前方法参数所匹配的Bean对象。
  5. 将DependencyDescriptor对象和所找到的结果对象beanName封装成一个ShortcutDependencyDescriptor对象作为缓存，比如如果当前Bean是原型Bean，那么下次再来创建该Bean时，就可以直接拿缓存的结果对象beanName去BeanFactory中去那bean对象了，不用再次进行查找了
  6. 利用反射将找到的所有结果对象传给当前方法，并执行.

另一个核心的方法

@Nullable
Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName,
		@Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException;

该方法表示，传入一个依赖描述（DependencyDescriptor），该方法会根据该依赖描述从BeanFactory中找出对应的唯一的一个Bean对象。

下面来分析一下DefaultListableBeanFactory中resolveDependency()方法的具体实现，具体流程图：

Spring中根据Type找Bean的流程| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

findAutowireCandidates()实现

根据类型找beanName的底层流程：根据类型找beanName的底层流程| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

对应执行流程图为：依赖注入流程| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

  1. 找出BeanFactory中类型为type的所有的Bean的名字，注意是名字，而不是Bean对象，因为我们可以根据BeanDefinition就能判断和当前type是不是匹配，不用生成Bean对象
  2. 把resolvableDependencies中key为type的对象找出来并添加到result中
  3. 遍历根据type找出的beanName，判断当前beanName对应的Bean是不是能够被自动注入
  4. 先判断beanName对应的BeanDefinition中的autowireCandidate属性，如果为false，表示不能用来进行自动注入，如果为true则继续进行判断
  5. 判断当前type是不是泛型，如果是泛型是会把容器中所有的beanName找出来的，如果是这种情况，那么在这一步中就要获取到泛型的真正类型，然后进行匹配，如果当前beanName和当前泛型对应的真实类型匹配，那么则继续判断
  6. 如果当前DependencyDescriptor上存在@Qualifier注解，那么则要判断当前beanName上是否定义了Qualifier，并且是否和当前DependencyDescriptor上的Qualifier相等，相等则匹配
  7. 经过上述验证之后，当前beanName才能成为一个可注入的，添加到result中

关于依赖注入中泛型注入的实现

首先在Java反射中，有一个Type接口，表示类型，具体分类为：

  1. raw types：也就是普通Class
  1. parameterized types：对应ParameterizedType接口，泛型类型
  2. array types：对应GenericArrayType，泛型数组
  3. type variables：对应TypeVariable接口，表示类型变量，也就是所定义的泛型，比如T、K
  4. primitive types：基本类型，int、boolean

大家可以好好看看下面代码所打印的结果：

public class TypeTest<T> {

	private int i;
	private Integer it;
	private int[] iarray;
	private List list;
	private List<String> slist;
	private List<T> tlist;
	private T t;
	private T[] tarray;

	public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {

		test(TypeTest.class.getDeclaredField("i"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("it"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("iarray"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("list"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("slist"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("tlist"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("t"));
		System.out.println("=======");
		test(TypeTest.class.getDeclaredField("tarray"));

	}

	public static void test(Field field) {

		if (field.getType().isPrimitive()) {
			System.out.println(field.getName() + "是基本数据类型");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是基本数据类型");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof ParameterizedType) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型类型");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型类型");
		}

		if (field.getType().isArray()) {
			System.out.println(field.getName() + "是普通数组");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是普通数组");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof GenericArrayType) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型数组");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型数组");
		}

		if (field.getGenericType() instanceof TypeVariable) {
			System.out.println(field.getName() + "是泛型变量");
		} else {
			System.out.println(field.getName() + "不是泛型变量");
		}

	}

}

Spring中，但注入点是一个泛型时，也是会进行处理的，比如：

@Component
public class UserService extends BaseService<OrderService, StockService> {

	public void test() {
		System.out.println(o);
	}

}

public class BaseService<O, S> {

	@Autowired
	protected O o;

	@Autowired
	protected S s;
}

  1. Spring扫描时发现UserService是一个Bean
  2. 那就取出注入点，也就是BaseService中的两个属性o、s
  3. 接下来需要按注入点类型进行注入，但是o和s都是泛型，所以Spring需要确定o和s的具体类型。
  4. 因为当前正在创建的是UserService的Bean，所以可以通过userService.getClass().getGenericSuperclass().getTypeName()获取到具体的泛型信息，比如com.zhouyu.service.BaseService<com.zhouyu.service.OrderService, com.zhouyu.service.StockService>
  5. 然后再拿到UserService的父类BaseService的泛型变量： for (TypeVariable<? extends Class<?>> typeParameter : userService.getClass().getSuperclass().getTypeParameters()) {
    System.out.println(typeParameter.getName());
    }
  6. 通过上面两段代码，就能知道，o对应的具体就是OrderService，s对应的具体类型就是StockService
  7. 然后再调用oField.getGenericType()就知道当前field使用的是哪个泛型，就能知道具体类型了

@Qualifier的使用

定义两个注解：

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Qualifier("random")
public @interface Random {
}
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Qualifier("roundRobin")
public @interface RoundRobin {
}

定义一个接口和两个实现类，表示负载均衡：

public interface LoadBalance {
	String select();
}
@Component
@Random
public class RandomStrategy implements LoadBalance {

	@Override
	public String select() {
		return null;
	}
}
@Component
@RoundRobin
public class RoundRobinStrategy implements LoadBalance {

	@Override
	public String select() {
		return null;
	}
}

使用：

@Component
public class UserService  {

	@Autowired
	@RoundRobin
	private LoadBalance loadBalance;

	public void test() {
		System.out.println(loadBalance);
	}

}

@Resource

@Resource注解底层工作流程图：

@Resource注解底层工作原理| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

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