Spring源码解读『IOC容器2-Bean加载过程』_futures.successfulaslist(applicationcontext.getbea-优快云博客

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上篇文章，我们自定义实现了一个简单地IOC容器。本篇文章我们来介绍一下Spring IOC容器的实现。

1. 准备工作

为了学习Spring的源码实现，我们需要准备Spring的源码环境，这时我们一般可以有以下两种选择：

1.1 下载spring-framework git项目

git clone https://github.com/spring-projects/spring-framework.git

将源码导入到Idea中

这种方式存在一个问题，现在github下载速度非常慢，spring-framework又非常大，所以一般一般都会下载失败。解决的办法可以修改host文件或挂个代理，我是通过挂代理的方式既觉得，具体参考：https://www.zhihu.com/question/27159393

将源码导入到Idea中后，Idea会自动Sync项目，等Sync结束（这个过程一般会挺久），表示spring-framework正确导入到本地了，这时候项目结构会是下图这个样子：

1.2 通过maven引入相关jar包

除了上述方式，我们还可以通过maven，将spring的相关jar包引入到本地项目中。比如我们再项目的pom.xml文件中添加spring-context的依赖：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-context -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.2.4.RELEASE</version>
</dependency>

然后就可以将spring-context相关包导入到项目中，但是这时候Idea默认只是导入了字节码jar包，并没有下载sourceCode包，对我们查看源码非常不方便，我们可以通过如下设置，让Idea在下载jar包的同时，下载sourceCode包。

Preferences > Build,Execution,Deployment > Build Tools > Maven > Importing，设置下载sourceCode包和javaDoc：

Idea重新导入下载源码包：

2. 源码入口

当我们试图研究Spring源码时，一般最开始总是无从下手的，因为Spring整体层级结构、实现还是比较复杂的。并且平时我们使用时一般只会关心到配置文件（配置类）层面，很少去关注底层的实现。首先我们来看一下Spring IOC源码阅读的入口，我们再学习Spring时，肯定会接触如下一段demo（这里我们使用xml配置文件的demo出发，Java配置的Spring道理是一样的，只不过入口类为AnnotationConfigApplicationContext，将Bean配置加载为BeanDefinition的过程不同，后续过程都是完全一致的）：

ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-context.xml");
applicationContext.getBean(XXX.class);

ClassPathXmlApplicationContext用于加载CLASSPATH下的Spring配置文件，可以看到，第二行就已经可以获取到Bean的实例了，那么必然第一行就已经完成了对所有Bean实例的加载（这里完成加载，表示配置文件中定义的Bean已经实例化并初始化了）。那么入口肯定在ClassPathXmlApplicationContext类的构造函数中，如下：

public ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
	this(new String[] {configLocation}, true, null);
}

在该构造方法中，调用了另一个构造方法，如下：

public ClassPathXmlApplicationContext(
		String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
		throws BeansException {

	super(parent);
	setConfigLocations(configLocations);
	if (refresh) {
		refresh();
	}
}

super方法：调用父类构造函数，这里parent为null，表示无父容器
setConfigLocations方法：用于将参数configLocations指定的Spring配置文件路径中的${PlaceHolder}占位符，替换为系统变量中PlaceHolder对应的Value值，并存储到成员变量configLocations中，方便我们后续将Bean定义加载为BeanDefinition前，获取配置文件的字节输入流
refresh方法：Spring Bean加载的核心方法，它是ClassPathXmlApplicationContext的父类AbstractApplicationContext的一个方法，用于刷新Spring容器上下文信息，定义了Spring容器Bean加载的流程

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
	synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
		// 1. 准备刷新Spring上下文，主要用来记录Spring上下文加载开始时间，设置一些基础成员变量value
		prepareRefresh();

		// 2. 刷新BeanFactory，此方法内完成配置文件中配置的Bean到BeanDefinition的转化及注册
		ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

		// 3. 准备Bean工厂，主要用来配置BeanFactory的基础信息，例如上下文的ClassLoader和后处理器
		prepareBeanFactory(beanFactory);

		try {
			// 4. 允许子context添加一些BeanFactoryPostProcessor，
			// 比如Web应用中AbstractRefreshableWebApplicationContext添加ServletContextAwareProcessor，
			// 可以暂时略过这个方法
			postProcessBeanFactory(beanFactory);

			// 5. 执行BeanFactoryPostProcessor中定义的方法
			invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

			// 6. 注册所有的BeanPostProcessor，这部分BeanPostProcessor会在下面finishBeanFactoryInitialization方法
			// 过程中使用
			registerBeanPostProcessors(beanFactory);

			// 7. 初始化MessageSource，MessageSource是Spring定义的用于实现访问国际化的接口
			initMessageSource();

			// 8. 初始化上下文事件广播器
			initApplicationEventMulticaster();

			// 9. 模板方法，可以通过重写它添加特殊上下文刷新的工作
			onRefresh();

			// 10. 注册监听器
			registerListeners();

			// 11. 实例化所有定义的单例Bean
			finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

			// 结束Spring上下文刷新
			finishRefresh();
		}

		catch (BeansException ex) {
			if (logger.isWarnEnabled()) {
				logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
						"cancelling refresh attempt: " + ex);
			}

			// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
			destroyBeans();

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

			// Propagate exception to caller.
			throw ex;
		}

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

上述流程会在后面的文章详细介绍，这里只简单罗列一下Bean加载的步骤。对于我们理解Bean加载比较重要的就是第2步和第11步，这两步定义了Spring启动时，Bean是如何从配置文件变成可使用的对象的过程。后面的文章会先介绍这一部分，再逐步讲解剩余的步骤。同时对于refresh方法我们还需要关注以下两点：

refresh方法主体是加了同步锁的，该锁在关闭方法close中使用，就是为了保证在调用refresh()方法的时候无法调用close()方法。或者调用close方法时无法调用refresh()方法，保证互斥性。
该方法中，定义了跟Bean加载相关的很多子方法，每个子方法完成其独立的功能，阅读起来非常清晰明了。否则的花将散布在各个子方法中的逻辑统一搬到refresh方法中，refresh方法至少要有几千行了。所以通过模块划分明的子方法提高了代码的可扩展性和可维护性。

3. 继承体系

通过上述简单地逻辑梳理，我们可以发现，在Bean加载过程中，比较重要的两个类。分别为入口类ClassPathXmlApplicationContext，以及该入口类通过继承得到的成员变量beanFactory，代码中可以发现该实例为DefaultListableBeanFactory。我们来看一下这两个类的继承体系。