Spring容器启动的过程（超详细，建议收藏）

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文章标签： spring ajax java
于 2024-08-12 08:40:39 首次发布
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大体流程如下
在这里插入图片描述

1、初始化

首先，Spring会通过用户提供的配置信息（例如XML文件或者注解）来初始化一个BeanFactory，这个BeanFactory是Spring容器的核心，它负责创建和管理所有的Bean。

ApplicationContextInitializer

ApplicationContextInitializer 接口允许开发人员在 ApplicationContext 刷新之前，修改或配置 ApplicationContext 的属性。常用于解析配置文件，这样在容器刷新的时候可以读取到配置文件的内容

2、读取配置生成并注册BeanDefinition（非配置类方式）

Spring读取散落于程序代码各处的注解、及保存在磁盘上的xml或者其他文件的配置元信息，在内存中总要以一种对象的形式表示，而Spring选择在内存中表示这些配置元信息的方式就是BeanDefination，也就是配置元信息被加载到内存之后是以BeanDefination的形存在的。然后BeanDefination被注册到BeanDefinitionRegistry中，这个过程通常是通过BeanDefinitionReader实现的。BeanDefinition描述了一个bean实例，该实例它具有属性值， 构造函数参数值，以及提供的进一步信息的具体的实现，Spring是根据beanDefinition来创建Spring bean的，结构如下所示。
在这里插入图片描述
上图就是beanDefinition所包含的主要内容

  • lazy:是否是懒加载
  • scope注解来标识这个bean其作用域,常用的是singleton和prototype
  • beanClass，类的class对象
  • isPrimary，是否被优先加载的
  • factoryBeanName：工厂名
  • factoryMethodName:工厂方法
  • initMethodName,初始化方法
  • destoryMethodName,销毁化方法
  • isInstanceFactory：是否工厂方法，是的话标记为1

BeanDefinationReader

Spring是如何看懂这些配置元信息的呢？这个就要靠我们的BeanDefinationReader了。不同的BeanDefinationReader拥有不同的功能

  • 读取xml配置元信息，那么可以使用XmlBeanDefinationReader。
  • 要读取properties配置文件，那么可以使用PropertiesBeanDefinitionReader。
  • 读取注解配置元信息，那么可以使用 AnnotatedBeanDefinitionReader加载。

我们也可以很方便的自定义BeanDefinationReader来自己控制配置元信息的加载。总的来说，BeanDefinationReader的作用就是加载配置元信息，并将其转化为内存形式的BeanDefination，存在某一个地方，这个地方就是BeanDefinationRegistry

BeanDefinationRegistry

执行到这里，Spring已经将存在于各处的配置元信息加载到内存，并转化为BeanDefination的形式，这样我们需要创建某一个对象实例的时候，找到相应的BeanDefination然后创建对象即可。那么我们需要某一个对象的时候，去哪里找到对应的BeanDefination呢？这种通过Bean定义的id找到对象的BeanDefination的对应关系或者说映射关系又是如何保存的呢？这就引出了BeanDefinationRegistry了。

BeanDefinationRegistry是一个接口规范，本质就是提供注册及保存BeanDefination的规范，以他的子类实现DefaultListableBeanFactory为例

Spring通过BeanDefinationReader将配置元信息(xml类型为例)加载到内存生成相应的BeanDefination之后，本质是将其注册到DefaultListableBeanFactory中的一个ConcurrentHashMap类型的属性beanDefinitionMap中，如下

private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

配置元信息：

Spring IOC容器将对象实例的创建与对象实例的使用分离，当业务中需要依赖某个对象，不再依靠我们自己手动创建，只需向Spring要，Spring就会以注入的方式交给我们需要的依赖对象。既然将对象创建的任务交给了Spring，那么Spring就需要知道创建一个对象所需要的一些必要的信息。而这些必要的信息的主要形式有

  • xml文件配置
 <!-- 
    property元素是定义类的属性，name属性定义的是属性名称 value是值，相当于：
    Hello hello=new Role();
    role.setName("Spring");
    role.setA(a);
 -->
  <bean id="hello" class="com.exemple.demo.Hello" scope="prototype">
       <property name="name" value="Spring"/>
       <property name="a" ref="a"/>
  </bean>
  
   <bean name="a" class="com.exemple.demo.test.A">
<!--        <property name="b" ref="b"></property>-->
    </bean>
  • @bean注解配置

ClassPathBeanDefinitionScanner

扫描类路径下的候选组件，并注册到容器中，注册的过程本质就是调用BeanDefinitionParser，分为类路径下解析器类和配置类解析器类，分别注册类路径和配置文件下的的组件注册

3、实例化 BeanFactory

根据 BeanDefinitionRegistry 中的 BeanDefinition 信息，Spring 实例化一个 BeanFactory，通常是 DefaultListableBeanFactory。BeanFactory 负责管理 Bean 的创建和依赖注入。

4、容器初始化后处理BeanFactoryPostProcessor 处理

BeanFactoryPostProcessor是容器启动阶段Spring提供的一个扩展点，在Spring已经把相关的bean信息注册到注册到beanDefinationRegistry后，再次对beanDefination进行一定程度上的修改与替换，或者自定义bean

BeanDefinitionRegistryPostProcessor

是作为BeanFactoryPostProcessor的子节口，所有的BeanDefinition加载完成之后，Bean真正被实例化之前，可以通过实现BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口，对BeanDefinition再做一些定制化的操作，比如修改某个bean的BeanDefinition的属性、手动注册一些复杂的Bean。有如下几种用法

配置类解析ConfigurationClassPostProcessor

用用解析注解@Configuration，这个注解的作用是标识当前类作为全配置类，如果是@Componet的话，叫做半配置类，配置类下面会有很多加了@Bean注解的工厂方法，多次调用全配置类下的@Bean标注的工厂方法，不会重复产生新的对象，始终是同一个

ConfigurationClassPostProcessor的工作流程

  • 解析是否加了@ComponentScan, 并进行扫描，如果扫描除了全配置类，那么需要继续递归解析全配置类，每个被扫描的类会生成该类beanDefinition，并最终会存储到beanDefinitionMap中
  • 创建全配置类的增强处理器，生成全配置类的代理类，根据方法信息，选择拦截器，拦截器BeanMethodInterceptor对应@Bean注解的处理
  • 解析带有@Bean的工厂方法，生成beanDeifition注册到beanDeifitionRegister，这些beanDeifition中会被指定facetoryBean为配置类的代理类，也就是意味着在后续实例化阶段，会调用会facetoryBean的工厂方法，也就是这个@Bean所对应的方法，而后被拦截器BeanMethodInterceptor拦截，代为执行，这里会用到缓存机制，也就是首次实例化的存入一个缓存，后续直接从缓存中拿，保证幂等性
    在这里插入图片描述
    @Configuration 与FactoryBean搭配
@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public MyServiceFactoryBean myServiceFactoryBean() {
        return new MyServiceFactoryBean();
    }

    public static class MyServiceFactoryBean implements FactoryBean<MyService> {
        
        @Override
        public MyService getObject() throws Exception {
            return new MyService(); // 创建和返回 MyService 实例
        }

        @Override
        public Class<?> getObjectType() {
            return MyService.class; // 返回 MyService 类型
        }

        @Override
        public boolean isSingleton() {
            return true; // 如果是单例模式，返回 true
        }
    }
}

在上面的例子中，我们定义了一个 MyServiceFactoryBean 类，它实现了 FactoryBean。在 getObject() 方法中创建 MyService 的实例，并通过 getObjectType() 声明其类型。最后，通过 isSingleton() 方法指明该 bean 的作用域。

当你从 Spring 容器中获取 MyService 的实例时，你实际上会获得 MyServiceFactoryBean 中所创建的 MyService 实例。这样，MyService 的创建逻辑就被封装在了 FactoryBean 中，你可以在创建过程中添加任何额外的逻辑。

解析@Import

通过@Import来引入一些配置类、ImportSelector实现类组件、ImportBeanDefinitionRegistrar实现类组件

框架中常见的开启某某功能的注解，比如

  • @EnableFeignClients：引入一个类FeignClientsRegistrar，通过它的registerFeignClients()扫描被 @FeignClient标识的接口生成代理类，并把接口和代理类交给Spring的容器管理
  • @EnableSwagger

本质就是通过@Import引入一系列配置类，这些配置类用于支持它们所提供的某某功能

mapper扫描注册beanDefition MapperScannerConfigurer

核心就是给@MapperScan扫描路径下的mapper接口的beanDefition的beanClass属性设置为MapperFactoryBean.class,并给FactoryBean设置

常用bean配置

HandlerMapping
Spring MVC 的一个核心接口，它的主要责任是根据 HTTP 请求来查找相应的处理器（Handler），一个处理器通常对应于一个 Controller 中的一个方法。当一个 HTTP 请求到达时，HandlerMapping 需要确定这个请求应该由哪个处理器来处理。基于注解的 RequestMappingHandlerMapping，基于 XML 配置的 BeanNameUrlHandlerMapping 等。这些实现类在应用启动时会扫描并收集所有的处理器，并建立起 URL 到处理器的映射关系（后面到了初始化流程中也会涉及到）

开发者功能扩招

自定义并注册bean

##  AspectJAutoProxyBeanDefinitionParser
注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，这是一个beanPostProcessor

修改beanDefition的beanClass属性为单例模式



   
## 解析配置文件生成benaDefition
 解析配置文件，讲替换$占位符为配置文件中的真实的数据，我们的配置元信息中有些可能会修改的配置信息散落到各处，不够灵活，修改相应配置的时候比较麻烦，这时我们可以使用占位符的方式来配置。例如配置Jdbc的DataSource连接的时候可以这样配置
```java
<context:property-placeholder location="classpath:druid.properties" />

<!-- 配置druid数据源 -->
<bean name="pooledDataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"
      init-method="init" destroy-method="close" >
    <!-- 数据库连接基础信息 -->
    <property name="url" value="${druid.url}" />
    <property name="driverClassName" value="${druid.url}"/>
    <property name="username" value="${druid.username}" />
    <property name="password" value="${druid.password}" />
</bean>
```
BeanFactoryPostProcessor就会对注册到BeanDefinationRegistry中的BeanDefination做最后的修改，替换$占位符为配置文件中的真实的数据。

这里实际工作的是PropertySourcesPlaceholderConfigurer，我们配置的property-placeholder也会以BeanDefination的形式被注册BeanDefinationRegistry中，对应组件PropertySourcesPlaceholderConfigurer，然后再执行容器初试化后置处理的过程中，首先遍历BeanDefinationRegistry，从中取出BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的BeanDefination，即PropertySourcesPlaceholderConfigurer，然后通过这个组件来实际完成对druidDataSource组件对应的BeanDefination进线修改，通过执行PropertySourcesPlaceholderConfigurer的processProperties方法,这个核心方法的作用是访问每个BeanDefinationRegistry中的BeanDefination，然后用给的的属性值替换属性值占位符${...}

至此，整个容器启动阶段就算完成了，容器的启动阶段的最终产物就是注册到BeanDefinationRegistry中的一个个BeanDefination了，这就是Spring为Bean实例化所做的预热的工作

# 5.1Register bean processors

5.1 注册所有的BeanPostProcessors

在实例化bean之前，Spring会先注册所有的BeanPostProcessors，注册方法

  • addBeanPostProcessor，单个注册，最早在容器预加载时就会有注册，容器启动后初始化流程中也会有陆续注册
  • addBeanPostProcessors 容器启动后初始化流程后，通过beanFactory.getBeanNamesForType查找容器中所有的beanPostProcessor，注册

相关问题

解决：is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors

个人情况案例

@Service
public class WorkbenchRmiService implements BeanPostProcessor {
}

容器启动后初始化流程后，通过beanFactory.getBeanNamesForType查找容器中所有的beanPostProcessor时会查找到这个WorkbenchRmiService组件，此时会对WorkbenchRmiService做实例化，过程中会实例advisor，此时判断实例化中可用的beanPostProcessor小于当前Spring中所有的beanPostProcessor

5.2、实例化单例Bean

Spring会实例化所有的单例Bean（如果配置为懒加载，则在第一次获取Bean时才会实例化）。这个过程包括实例化Bean、设置Bean的属性、调用Bean的初始化方法等步骤

创建阶段

对象的创建权交由Spring管理了，不再是我们手动new了，这也是IOC的概念，Spring绝大多数情况会通过推断出构造器，进而做反射来创建对象的

实例化bean

主要方式是通过工厂方法，Supplier、反射，FactoryBean，Spring创建bean的方式大概有12种，但本质都是通过这些方式，主要就是用反射

推断构造器

使用反射创建bean，需要首先推断构造器，策略如下

  • 没有重写过构造器，默认使用无参构造器
  • 只重写了一个构造器，那么默认使用这个构造器
  • 重写了多个构造器，优先看是否有被@AutoWired注解标识的构造器，有的话优先使用这个，其次看是否存在重写后的无参构造器，有的话使用这个，否则会报错NoSuchMethodException

FactoryBean的实例化

在Spring中，当容器扫描到一个Bean定义并发现它实现了FactoryBean接口时，Spring会在内部进行一些特殊的处理。这通常是通过Bean的定义元数据来标记的。Spring容器在处理FactoryBean时，会使用以下方式进行标记和管理：在Bean定义中，Spring会将工厂Bean的isInstanceFactory属性标记为true，这表示这是一个工厂Bean，到了Spring容器启动实例化的阶段，对于这种FactoryBean类型的Bean不需要进行构造器推断 + 反射，应该通过其getObject()方法来获取实际的对象。

依赖注入

解析依赖注入相关的方法与属性

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，首先查找所有被@AutoWired注解标识的方法和属性（包括对象属性和集合属性），封装为InjectionMetadata集合，如果是集合属性，会根据PriorityOrdered,Ordered,@Order确定注入集合属性的优先级，CommonAnnotationBeanPostProcessor用于处理@Resource

查找依赖注入的bean

首先看是否支持集合注入

  • 集合属性，优先按PrioriyOrder排序，其次Ordered，最后@Order
  • 非集合属性，首先看是否有@Qualifier的话，会根据@Qualifier的value值作为beanName去查找，差找不到会报错，然后该注解会通过beanType做查找，看找到bean的个数
    • 如果找到一个，返回这个bean
    • 没有找到，且Autowired注解的required为false，返回null，required为true，报错
    • 找到多个，优先选择被@Primary注解标识的，没有@Primary的话看注解的@Priority，选择优先级高的，@Priority也没有的话，将当前的属性的名作为beanName去容器中查找，依然没有找到的话就报错
      在这里插入图片描述

填充属性

populateBean方法，通过InstantiationAwareBeanPostProcessor做属性填充

初始化流程

回调aware接口

注意：

回调InitializingBean初始化方法

BeanPostProcessor前置处理 - postProcessBeforeInitialization

对 Bean 的属性进行自定义注入，AOP 预处理等操作

AOP 预处理
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，首先根据@Aspect获取切面类、切面类中的所有通知方法，存储在Advisors列表中，获取切点，判断当前bean是否满足切点，满足切点的bean会被生成代理类对象，并设置切入点方法对象，创建代理对象主要是是jdk动态代理和cglib动态代理，Spring中默认使用cglib生成动态代理类对象

事务
InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator
匹配逻辑为判断该Bean的类上是否存在@Transactional注解，或者类中的某个方法上是否存在@Transactional注解，如果存在则表示该Bean需要进行动态代理产生一个代理对象作为Bean对象

BeanPostProcessor后置处理 - postProcessAfterInitialization

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator验证bean属性的完整性，定制初始化功能，资源回收，生成AOP代理对象

生成AOP代理对象

7、调用bean阶段

aop、事务，获取到的是代理类的bean对象
普通单实例对象是从一级缓存中获取到对象，如果获取不到，那就开始实例化、依赖注入，初始化、存入缓存、被调用…
原型模式，每次被调用都创建一个新的bean对象

销毁

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