从源码学Spring+debug模式

Posted 2021-12-28 早上真起不来！

文章目录

• BeanDefinition对象
• • BeanFactory
  • PostProcessor
  • BeanFactoryPostProcessor
  • 最终的BD对象
• 创建Bean对象
• • 属性赋值
  • • Aware
  • bean的扩展实现
  • BeanPostProcessor
  • • AOP
    • 执行初始化调用方法
• bean的生命周期
• @Autowaired
• 小结
• • IOC的核心实现原理
  • spring的扩展实现
  • bean的整个生命周期
  • spring aware接口的意义
  • BeanFactory和FactoryBean的关系

BeanDefinition对象

spring是一个容器，里面放了一个个bean对象，spring帮我们管理这些对象，那spring是怎么知道我们需要管理那些对象呢？

• xml 和 注解（@Component） 而这些又被称为bean的定义信息，当我们写好这些配置之后要交给我们的容器，这些配置转成一个叫BeanDefinition对象（BD对象），然后通过BD对象进行创建对象操作

• 

• 但是xml是怎样解析的呢？ 通过io流读文件，读取到一堆字符串，然后通过一些工具（比如sax，dom4j）转成我们的document对象

• 

再将我们document中的数据给到BD对象中

• 那注解又是怎样获取的呢？通过获取某个上面的注解信息，再获取对应的class，就可以把class中的属性等方法BD对象中

当我们定义好一系列配置文件的时候 可以把这些具体的属性值（value）放到BD对象中，这个时候spring就知道要创建哪些基本的对象了

那又是怎么创建对象的呢？

反射还是new？

几乎所有的框架都是反射，但是反射效率性能低为什么还用反射呢？

反射它是足够灵活的，当创建10w个对象的时候反射才可能出现性能问题

但是我们BD对象通过反射就直接创建对象了，那spring就变的太简单了

spring有一套完整的生态，最根本最核心是因为 扩展性，spring给我们留了很多的口子

BeanFactory

那BeanFactory怎么理解呢?

官方翻译：访问 Spring bean 容器的根接口，也就是相当于入口

但是我们使用的时候好像和这个BeanFactory没什么关系，我们一般这么用：context.getBean(Peoson.class)

但是面试的时候一般会问到：BeanFactory和ApplicationContext是什么关系？

查看父类

ApplicationContext继承了BeanFactory，提供了一系列更加完善的功能

而且BeanFactory只提供了一些getxx方法

虽然我们用的是ApplicationContetx但是继承的还是BeanFactory

所以BeanFactory可以理解为入口或者容器对象

我们可以把BeanFactory的实现子类当做容器

那我们的BeanFactory可以获取到我们的BD对象吗？

BeanFactory接口中没有get他的方法，但是BeanFactory是一个顶级接口 我们可以去他的实现类中找

这就是spring源码很乱的原因之一，它存在了一堆的接口或者一堆的抽象类

那我们可以通过Beanfactory来获取我们的BD

下面这种情况在加载到BD中的时候是否把value替换了？并没有而是在PostProcessor中实现的

PostProcessor

先来看看

PostProcessor 被称为后置处理器或者增强器（更具体），就是用来扩展一些功能的，先看看他常见的实现

• BeanFactoryPostProcessor

• BeanPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor

解析 bean 定义属性值中的占位符的属性资源配置器的抽象基类，这是什么意思呢？

也就是我们的

在我们当前的BeanFactoryPostProcessor对象里面可以完成对BD中的值完成替换

BD对象(保留原始值) 通过 BeanFactoryPostProcessor 得到最终的BD对象

最终的BD对象

debug分析：

DefaultListableBeanFactory 我们所有的bean对象都在这里存放，相当于一个大容器

debug的时候 有一个重点方法，refresh里面有13个方法

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException 
		synchronized (this.startupShutdownMonitor) 
			StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");

			// Prepare this context for refreshing.
			/**
			 * 前戏 做容器刷新前的准备工作
			 * 1、设置容器的启动时间
			 * 2、设置活跃状态为true
			 * 3、设置关闭状态为false
			 * 4、获取Environment对象，并加载当前系统对象的属性到Environment对象中
			 * 5、准备监听器和事件的集合对象，默认为空的集合
			 */
			prepareRefresh();

			// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
			/**
			 * 创建容器对象：DefaultListableBeanFactory
			 * 加载xml配置文件的属性值到当期工厂中，最重要的是BeanDefinition 也就是BD对象
			 */
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

			// Prepare the bean factory for use in this context.
			/**
			 * BeanFactory的各种准备工作，对各种属性进行填充
			 */
			prepareBeanFactory(beanFactory);

			try 
				// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
				// 子类覆盖方法做额外的处理，此处我们自己一般不做任何扩展工作，但是可以查看web中的代码，是有具体实现的
				postProcessBeanFactory(beanFactory);

				StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
				// Invoke factory processors registered as beans in the context.
				// 调用各种beanFactory处理器，这个就是替换占位符的方法
				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

				// Register bean processors that intercept bean creation.
				// 注册bean的处理器，这里只是注册功能，真正调用再getBean
				registerBeanPostProcessors(beanFactory);
				beanPostProcess.end();

				// Initialize message source for this context.
				// 为上下文初始化源，及不同语言的消息体，国化处理，再springmvc的时候会有国际化。
				initMessageSource();

				// Initialize event multicaster for this context.
				// 初始化事件监听多路广播起
				initApplicationEventMulticaster();

				// Initialize other special beans in specific context subclasses.
				// 留给子类来初始化其他的bean
				onRefresh();

				// Check for listener beans and register them.
				// 在所有注册的bean中查找listener bean，注册到广播器中
				registerListeners();

				// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
				// 初始化剩下的单实例(非懒加载的)
				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

				// Last step: publish corresponding event.
				// 完成刷新过程，通知生命周期处理器lifecycleProcessor刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent
				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();
				contextRefresh.end();
			
		
	

• obtainFreshBeanFactory中的refreshBeanFactory方法

@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException 
    // 如果存在beanFactory，则摧毁beanFactory
    if (hasBeanFactory()) 
        destroyBeans();
        closeBeanFactory();
    
    try 
        // 创建DefaultListableBeanFactory对象
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
        // 为了序列化指定id，设置从id反序列化到beanFactory对象
        beanFactory.setSerializationId(getId());
        // 定制beanFactory，设置相关属性，包括是否允许覆盖同名称的不同定义的对象以及循环依赖
        customizeBeanFactory(beanFactory);
        // 初始化documentReader，并进行XML文件读取及解析，默认命名空间的解析，自定义标签的解析
        loadBeanDefinitions(beanFactory);
        this.beanFactory = beanFactory;
    
    catch (IOException ex) 
        throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
    

• 进到createBeanFacotury，新建一个DefaultListableBeanFactory 对象

• 初始化的beanFactory

• 加载后的beanFactory

• 发现我们的占位符还是没有替换

当我们继续debug走到reflash的invokeBeanFactoryPostProcessors方法的时候就是替换的时候，invoke（调用）增强处理器

那如果我们自己去替换一个bean，也就是处理BD可以吗？

• 只要去实现beanFactoryProcessor接口即可，拿到我们的BD，就可以set值了

• 但是spring能识别到我们自己写的吗？不能！我们需要注册到容器中可以用bean 或者@Component
• 当然beanFactoryProcessor可以定义多个，来处理BD

创建Bean对象

当我们通过BeanFactoryPostProcessor拿到我们的完整的BD后就要开始创建对象了

那创建对象又是怎样一个环节呢？

属性赋值

spring除了我们自己写的配置对象，他还跟我们提供了许多自己的东西，比如BeanFactory、ApplicationContext

我们把对象交给容器，当然属性的set操作(就是属性赋值)也交给容器，

那么什么时候调？该调用什么方法？

所以定义统一的规范接口，然后实现功能

Aware

那如果我们自己set BeanFactory、ApplicationContext，该怎么做呢？

那么属性赋值到底是赋什么值？

准确来说，属性赋值分为：

• 用户自定义属性赋值
• 容器对象属性赋值 BeanFactory、ApplicationContext

注意，@Autowired可以代替Aware，所以基本不用aware，但是如果是xml写的就得用aware，所以说spring生态完善就在这里，他尽可能的把所有情况给到，

所以Aware为什么为空，就是起到一个标识作用

那我们赋值完后是否获取一个完整的bean对象？

当我们完成属性赋值完后，正常情况下是直接调用使用即可，但是spring在赋值完后 完成一系列增强实现，都属于bean的扩展实现

bean的扩展实现

BeanPostProcessor

就是我们的BeanPostProcessor

说明其中还有一个初始化过程，这个初始化和之前的不相同

说到这个BeanPostProcessor其中还有一个特别重要的东西AOP，

AOP

当我们的有了一个bean对象之后我们想生成他的代理对象，把当前bean对象的引用传递给BeanPostProcessor，在xxafter做逻辑处理，让他来生成我们具体的代理商

走到我们的wrapIFNecessary方法

protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) 
    // 如果已经处理直接返回
    if (StringUtils.hasLength(beanName) && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) 
        return bean;
    
    // 这里advisedBeans缓存了已经进行了代理的bean，如果换存中存在则直接返回
    if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) 
        return bean;
    
    // 这里isInfrastructureClass 用于判断当前的bean是否是spring自带的bean
    // 自带的bean是不需要进行代理的，shouldSkip则判断当前bean是否应该被略过
    if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) 
        // 对当前bean进行缓存
        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
        return bean;
    

    // Create proxy if we have advice.
    // 获取当前bean的Advices和Advisors
    Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
    // 对当前bean的代理状态进行缓存
    if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) 
        // 对当前bean的代理状态进行缓存
        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
        // 根据获取的Advices和Advisors为当前bean生成代理对象
        Object proxy = createProxy(
            bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
        // 缓存生成的代理bean的类型，并且返回生成的代理bean
        this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        return proxy;
    

    this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
    return bean;

再往下走

所以再来看看这句话 AOP也是IOC核心创建流程中的个扩展点

再接着往下就到了初始化步骤，其实叫初始化不严谨，应该叫执行初始化调用方法

执行初始化调用方法

那什么叫执行初始化调用方法？

他会判断是否实现了InitializingBean接口，是 则调用afterPropertiesSet，否则调用里面有一个invokeInitMethod(最基本的初始化方法)方法，

那为什么会有这个呢？

因为spring帮我们做了一切事情，spring给我们留了一个口子，让我们也可以自己干预

拿到完整bean对象

而销毁对象怎么销毁呢？

销毁对象是在关闭容器的时候，而我们没有关闭过容器，所以不用我们自己做

bean的生命周期

再看看整个bean的生命周期

这里的createBeanInstance和populateBean后面说

@Autowaired

而这里面有一个很重的注解 @PostContruct，主要就是执行初始化方法的

那我们加上这个注解之后，被使用的那个对象是否要经历完整的bean生命周期？

肯定要！

@PostContruct是怎么实现的呢？

先来看看常用的

@Autowaired

@Value

那是怎么调用的呢？

先思考一个问题，spring是先有的xml还是注解，这个当然是xml，那么当spring发明初期只有xml的时候，spring已经有了一套完整生态体系，也就是有了一个完整的bean生命周期流程

当开发了注解，就要完成注解的功能，那么是推翻xml重来 还是扩展实现？

一定是扩展实现，但是在bean的生命周期里面哪里给我们留了扩展的点？

BeanProcessor

那么就可以知道

@PostContruct

小结

IOC的核心实现原理

spring的扩展实现

• BeanFactoryPostProcessor：针对BD
• BeanPostProcessor：针对Bean对象

bean的整个生命周期

spring aware接口的意义

起到一个标识作用，定义统一的规范接口，然后实现功能，属性赋值

BeanFactory和FactoryBean的关系

共同点：都是用来创建对象(BD)的

不同的是FactoryBean中包含 了三个方法

• isSingleton：判断是否是单例对象
• getObjectType：获取对象类型
• getObject：用户可以按照自己任意的方式来创建对象（可以使用new、动态代理、反射）

BeanFactory是一个标准化流程，流水线

FactoryBean是私人订制

怎么实现呢？

public class Student implements FactoryBean<Student> 
    public Student getObject() throws Exception 
        // new方式创建对象
        Student student = new Student();
        // 代理方式创建对象
        Object o = Proxy.newProxyInstance(Student.class.getClassLoader(), Student.class.getInterfaces(),
                new InvocationHandler() 
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable 
                // 一些处理逻辑
                return null;
            
        );
        return (Student) o;
        //return student;
    

    public Class<?> getObjectType() 
        return Student.class;
    

    public boolean isSingleton() 
        return true;
    

当我们在生成每一个具体对象的时候，他有一个标准的bean对象的一个配置流程

那怎么识别是FactoryBean的呢？什么时候识别的呢？

前面说了有一个大容器DefaultListableBeanFactory

在上面refresh方法中的finishBeanFactoryInitialization（初始化剩下的单实例(非懒加载的)），中的preInstantiateSingletons可以找出识别FactoryBean的位置

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException 
		if (logger.isTraceEnabled()) 
			logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
		
		// Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.
		// While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.
		// 将所有的BeanDefinition的名字创建一个集合
		List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
		// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
		// 触发所有非延迟加载单例bean的初始化，遍历集合的对象
		for (String beanName : beanNames) 
			// 获取BD对象 合并父类BeanDefinition
			RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
			// 条件判断，抽象、单例、非懒加载
			if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) 
				// 获取到BD 第一个判断的就是是否是FactoryBean，是就会走处理逻辑，里面会调用getObject方法，把对象创建出来
				if (isFactoryBean(beanName)) 
					// 根据&+beanName来获取具体的对象
					Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
					// 进行类型转换
					if (bean instanceof FactoryBean) 
						FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
						// 判断这个beanFactory是否希望立即初始化
						boolean isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
								((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
						if (isEagerInit) 
                            // 如果beanName不是FactoryBean，只是普通的bean，则通过beanName获取bean实例
							getBean(beanName);
						
					
				
				else 
					getBean(beanName);
				
			
		

// .....