Spring 源码 Spring Bean的创建过程的前期准备

Posted 2022-05-10 格格巫 MMQ!!

到目前为止，Spring源码中AbstractApplicationContext#refresh方法的已经解读到第11个方法finishBeanFactoryInitialization,前10个方法介绍了：

BeanFactory的准备，创建，刷新，个性化BeanFactory的扩展点，自定义属性解析；
环境信息Environment的加载（包括环境变量、系统变量等）；
BeanDefinition的加载，解析，自定义xml的方式；
BeanFactoryPostProcessor的注册与执行流程，BeanDefinitionRegistryPostProcessor的解析，ConfigurationClassPostProcessor对Spring注解的解析过程（@Component、@PropertySources、@PropertySource、@ComponentScans、@ComponentScan、@Import等注解的解析），Spring Boot 是如何通过@Configuration+@Import + ImportSelector进行自动装配的等；
BeanPostProcessor的注册流程；
国际化，Spring事件驱动的加载执行过程；
finishBeanFactoryInitialization 解析过程
接下来开始解析Spring对Bean的创建过程，上源码：

protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)
// Initialize conversion service for this context.
if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class))
// 设置转换服务，转换服务用来对属性值进行解析的
beanFactory.setConversionService(
beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));

// Register a default embedded value resolver if no BeanFactoryPostProcessor
// (such as a PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
// at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
// 如果之前没有注册过任何 BeanFactoryPostProcessor（例如 PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean），
// 则注册一个默认的嵌入值解析器：此时，主要用于解析注释属性值。
if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver())
beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));

// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
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);

// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
// 允许缓存所有 bean 定义元数据，而不是期望进一步的更改
beanFactory.freezeConfiguration();

// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
// 实例化所有剩余的（非惰性初始化）单例
beanFactory.preInstantiateSingletons();

判断是否存在转换服务，有就设置
判断是否有内置的值解析器，没有就创建一个处理占位符的解析器
实例化LoadTimeWeaverAware，进行早期的Bean的创建
停止使用临时的类加载器
冻结BeanDefinition的元数据信息，防止被修改
开始实例化所有的单例bean对象
除了beanFactory.preInstantiateSingletons() 方法，其他都是Bean创建的准备，接下来一个一个分析，首先是转换服务的设置。

转换服务ConversionService的初始化
方法一开始设置了一个转换服务，这个转换服务在Spring中还是非常的重要的，比如我们xml中配置一个String 类型的属性值，但是在Bean的定义中是一个Integer类型的，这时Spring就会自动帮我们转出来，他是怎么做的呢？

在Spring中有几个比较重要的接口:

Converer 用于将对象S转换为对象T
ConverterFactory 一个转换工厂，能够将对象S转成一类对象R的子集T，比如可以将字符串S转换为T（Integer、Long等）Number类型R的子集
GenericConverter支持多种类型之间互相转换。
Spring转换器接口ConversionService 的默认实现是DefaultConversionService,这个默认的转换器实现中，内置了很多的转换器，比如：

public static void addDefaultConverters(ConverterRegistry converterRegistry)
addScalarConverters(converterRegistry);
addCollectionConverters(converterRegistry);

converterRegistry.addConverter(new ByteBufferConverter((ConversionService) converterRegistry));
converterRegistry.addConverter(new StringToTimeZoneConverter());
converterRegistry.addConverter(new ZoneIdToTimeZoneConverter());
converterRegistry.addConverter(new ZonedDateTimeToCalendarConverter());

converterRegistry.addConverter(new ObjectToObjectConverter());
converterRegistry.addConverter(new IdToEntityConverter((ConversionService) converterRegistry));
converterRegistry.addConverter(new FallbackObjectToStringConverter());
converterRegistry.addConverter(new ObjectToOptionalConverter((ConversionService) converterRegistry));

public static void addCollectionConverters(ConverterRegistry converterRegistry)
ConversionService conversionService = (ConversionService) converterRegistry;
// 数组转集合
converterRegistry.addConverter(new ArrayToCollectionConverter(conversionService));
// 集合转数组
converterRegistry.addConverter(new CollectionToArrayConverter(conversionService));

converterRegistry.addConverter(new ArrayToArrayConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new CollectionToCollectionConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new MapToMapConverter(conversionService));
// 数组转字符串
converterRegistry.addConverter(new ArrayToStringConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new StringToArrayConverter(conversionService));

converterRegistry.addConverter(new ArrayToObjectConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new ObjectToArrayConverter(conversionService));

converterRegistry.addConverter(new CollectionToStringConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new StringToCollectionConverter(conversionService));

converterRegistry.addConverter(new CollectionToObjectConverter(conversionService));
converterRegistry.addConverter(new ObjectToCollectionConverter(conversionService));

converterRegistry.addConverter(new StreamConverter(conversionService));

private static void addScalarConverters(ConverterRegistry converterRegistry)
converterRegistry.addConverterFactory(new NumberToNumberConverterFactory());

converterRegistry.addConverterFactory(new StringToNumberConverterFactory());
converterRegistry.addConverter(Number.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new StringToCharacterConverter());
converterRegistry.addConverter(Character.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new NumberToCharacterConverter());
converterRegistry.addConverterFactory(new CharacterToNumberFactory());

converterRegistry.addConverter(new StringToBooleanConverter());
converterRegistry.addConverter(Boolean.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverterFactory(new StringToEnumConverterFactory());
converterRegistry.addConverter(new EnumToStringConverter((ConversionService) converterRegistry));

converterRegistry.addConverterFactory(new IntegerToEnumConverterFactory());
converterRegistry.addConverter(new EnumToIntegerConverter((ConversionService) converterRegistry));

converterRegistry.addConverter(new StringToLocaleConverter());
converterRegistry.addConverter(Locale.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new StringToCharsetConverter());
converterRegistry.addConverter(Charset.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new StringToCurrencyConverter());
converterRegistry.addConverter(Currency.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new StringToPropertiesConverter());
converterRegistry.addConverter(new PropertiesToStringConverter());

converterRegistry.addConverter(new StringToUUIDConverter());
converterRegistry.addConverter(UUID.class, String.class, new ObjectToStringConverter());

可以说是非常的丰富的，基本上常见都是Spring提供了，非常贴心。

那么怎么使用呢？

不懂当然是上官网：https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/core.html#core-convert ，这里可以看到我们只需要将ConversionServiceFactoryBean 配置到Spring容器中就可以了，Spring内置的转换器就可以工作了，非常方便。

ConversionServiceFactoryBean实现了FactoryBean接口和InitializingBean 接口，而InitializingBean#afterPropertiesSet是初始化Bean过程中需要执行的。ConversionServiceFactoryBean源码中：

@Override
public void afterPropertiesSet()
this.conversionService = createConversionService();
ConversionServiceFactory.registerConverters(this.converters, this.conversionService);

protected GenericConversionService createConversionService()
return new DefaultConversionService();

// 构造函数
public DefaultConversionService()
// 添加默认的转换器
addDefaultConverters(this);

可以看到这个ConversionServiceFactroyBean就是用来初始化转换器的，并且这个类还提供了扩展，可以自定义转换器加入到转换器集合中。

自定义转换器
自定义String转Integer类型的转换器：

/**

• @author redwinter

• @since 1.0
  **/
  public class StringToIntegerConverter implements Converter<String,Integer> , ConditionalConverter
  @Override
  public Integer convert(String source)
  return NumberUtils.parseNumber(source,Integer.class);
  

  @Override
  public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType)
  System.out.println(sourceType.getType());
  System.out.println(targetType.getType());
  return true;
  
  
  逻辑非常简单，直接调用Spring提供的工具类进行转换。

配置xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<context:component-scan base-package="com.redwinter.selfconverter"/>
<!--配置转化器-->
<bean class="org.springframework.context.support.ConversionServiceFactoryBean">
	<property name="converters">
		<set>
			<bean class="com.redwinter.selfconverter.StringToIntegerConverter"/>
		</set>
	</property>
</bean>

创建转换器客户端：

/**

• @author redwinter

• @since 1.0
  **/
  @Service
  public class MyConverter

  private final ConversionService conversionService;

  public MyConverter(ConversionService conversionService)
  this.conversionService = conversionService;
  

  public void test(String source)
  System.out.println(conversionService.convert(source, Integer.class));
  
  
  创建测试：

/**

• @author redwinter

• @since 1.0
  **/
  public class FactoryBeanTest

  @Test
  public void test()
  MyClassPathXmlApplicationContext context = new MyClassPathXmlApplicationContext(“spring-factory.xml”);
  MyConverter myConverter = context.getBean(MyConverter.class);
  myConverter.test(“12345”);
  
  
  输出：

class java.lang.String
class java.lang.Integer
12345
分析完转换服务，接下来分析 值解析器的添加。

默认的值解析器
// 省略代码…
// Register a default embedded value resolver if no BeanFactoryPostProcessor
// (such as a PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
// at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
// 如果之前没有注册过任何 BeanFactoryPostProcessor（例如 PropertySourcesPlaceholderConfigurer bean），
// 则注册一个默认的嵌入值解析器：此时，主要用于解析注释属性值。
if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver())
beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));

// 省略代码…

首先判断了容器中是否存在嵌入的值解析器，如果没有就添加一个进去，这里添加进去的是StringValueResolver，点击resolvePlaceHolders方法进去，最终会在AbstractPropertyResolver#resolvePlaceholders中创建一个PropertyPlaceholderHelper类

private PropertyPlaceholderHelper createPlaceholderHelper(boolean ignoreUnresolvablePlaceholders)
// 前缀为 $ ，后缀为 ，值的分隔符为 : ,比如 KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '' at position 222: …Placeholders); ̲ 如果已经注册过一个BFPP的…jdbc.username 这种格式的，就会被解析器解析。PropertySourcesPlaceholderConfigurer 这个解析器实现了BeanFactoryPostProcessor接口，能够对BeanDefinition进行处理，当然也可以对属性值进行处理。

分析完值解析器，继续往下分析。

Bean创建前的其他准备
// 省略代码…
// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
// 在prepareBeanFactory 准备BeanFactory时设置进去的，如果存在，则开始早期Bean的创建
String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
for (String weaverAwareName : weaverAwareNames)
getBean(weaverAwareName);

// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
// 停止使用临时的类加载器，这里也是在准备BeanFactory时设置进去的
beanFactory.setTempClassLoader(null);

// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
// 允许缓存所有 bean 定义元数据，而不是期望进一步的更改
beanFactory.freezeConfiguration();
// 省略代码…
这里从容器中获取了AOP的织入，如果有的话就开始进行早期的Bean的创建；然后停止了临时的类加载器；然后就是冻结BeanDefinition的元数据信息。

public void freezeConfiguration()
this.configurationFrozen = true;
this.frozenBeanDefinitionNames = StringUtils.toStringArray(this.beanDefinitionNames);

点击进来，其实就是设置了标识，防止后期对BeanDefinition的修改。

这前面的几个判断和方法实际上都是Bean创建的准备工作，接下来开始分析preInstantiateSingletons 预实例化所有的单例Bean。