Spring源码解读---启动过程源码解析

Posted 2022-01-10 ＊King＊

Spring源码解读（8）—启动过程源码解析

Spring启动

Spring启动就是构造ApplicationContext对象及调用refresh方法的过程

Spring启动主要做了以下几件事情：

1. 构造一个BeanFactory对象
2. 解析配置类，得到BeanDefinition，并注册到BeanFactory中
   • 解析@CompanentScan注解，此时会完成扫描
   • 解析@Import注解
   • 解析@Bean注解。。。
3. 因为ApplicationContext还支持国持化，所以还需初始化MessageSource对象
4. ApplicationContext还支持事件机制，所以还需初始化ApplicationEventMulticaster对象
5. 把用户定义的ApplicationListener对象添加到ApplicationContext中，等Spring启动完了就要发布事件了
6. 创建非懒加载的单例Bean对象，并存在BeanFactory的单例池中
7. 调用Lifecycle Bean的start()方法
8. 发布ContextRefreshEvent事件

由于Spring启动过程中需要创建非懒加载的单例Bean对象，那么就需要用到PostProcessor，所以Spring在启动过程中需要做以下两件事：

1. 生成默认的BeanPostProcessor对象，并添加到BeanFactory中
   • AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：处理@Autowired、@Value
   • CommonAnnotationBeanPostProcessor：处理@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy
   • ApplicationContextAwareProcessor：处理ApplicationContextAware等回调
2. 找到外部用户所定义的BeanPostProcessor对象（类型为BeanPostProcessor的Bean对象），并添加到BeanFactory中

BeanFactoryPostProcessor

BeanPostProcessor表示Bean的后置处理器，是用来对Bean进行加工的，类似的BeanFactoryPostProcessor为BeanFactory的后置处理器，用来对BeanFactory进行加工的。

Spring支持用户定义BeanFactoryPostProcessor的实现类Bean，来对BeanFactory进行加工

public class KingBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor 
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException 
        BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("userService");
        beanDefinition.setAutowireCandidate(false);
    

以上代码就是利用BeanFactoryPostProcessor来拿到BeanFactory，然后获取BeanFactory内的某个BeanDefinition对象并进行修改，这一步是发生在Spring启动时，创建单例Bean之前的，所以此时对BeanDefiniton修改是会生效的。

注意：在ApplicationContext内部有一个核心的DefaultListableBeanFactory，它实现了ConfigurableListableBeanFactory和BeanDefinitionRegistry接口，所以ApplicationContext和DefaultListableBeanFactory是可以注册BeanDefinition的，但是ConfigurableListableBeanFactory是不能注册BeanDefinition的，只能获取BeanDefinition，然后做修改。

所以Spring还提供了一个BeanFactoryPostProcessor的子接口：BeanDefinitionRegistryPostProcessor

BeanDefinitionRegistryPostProcessor

BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承了BeanFactoryPostProcessor接口，并新增了一个方法，方法参数为BeanDefinitionRegistry，如果换们提供一个类来实现BeanDefinitionRegistryPostProcessor，那么在postProcessBeanDefinitionRegistry()方法中就可以注册BeanDefinition了。

public class KingBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor 
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException 
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        registry.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);
    

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException 
        BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("userService"); 
        beanDefinition.setAutowireCandidate(false);
    

理解refresh()

这是ConfigurableApplicationContext接口上的refresh()方法的注解，意思是：加载或刷新持久化的配置，可能是xml文件，属性文件或关系数据库中存储的。由于这是一个启动方法，如果失败，它应该销毁已经创建的单例，以避免占用资源。也就是说在调用该方法之后，应该实例化所有的单例，或者根本不实例化单例。

在Spring设计中，也提供可以刷新的ApplicationContext和不可以刷新的ApplicationContext

// 可以刷新的ApplicationContext
AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext

//不可以刷新的ApplicationContext
GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext继承的是GenericApplicationContext，所以它是不能刷新的。

AnnotationConfigWebApplicationContext继承的是AbstractRefreshableWebApplicationContext，所以它是可以刷新的

refresh()底层原理流程

以AnnotationConfigApplicationContext为例，来看看refresh的底层原理：

1. 在调用AnnotationConfigApplicationContext的构造方法之前，会调用父类GenericApplicationContext的无参构造方法，会构造一个BeanFactory，为DefaultListableBeanFactory
2. 构造AnnotatedBeanDefinitionReader（增加一些基础的的PostProcessor），同时对BeanFactory进行设置和添加PostProcessor（后置处理器）
3. 构造ClassPathBeanDefinitionScanner（主要是用来扫描得到注册BeanDefinition）
4. 利用reader注册AppConfig为BeanDefinition，类型为AnnotatedGenericBeanDefinition
5. 调用refresh方法
6. prepareRefresh()：记录启动时间，可以允许子容器设置一些内容到Environment中，验证Environment中是否包括了必须要有的属性
7. obtainFreshBeanFactory()：进行BeanFactory的refresh，在这里会去调用子类的refreshBeanFactory方法，具体子类是怎么刷新的得看子类，然后再调用子类的getBeanFactory方法，重新得到一个BeanFactory
8. prepareBeanFactory(beanFactory)：设置beanFactory的类加载器，设置表达式解析器，添加PropertyEditorRegistrar，添加一个Bean的后置处理器，添加ignoredDependencyInterface，添加resolvableDependencies，添加一个Bean的后置处理器ApplicationListenerDetector，增加一个Bean的后置处理器LoadTimeWeaverAwareProcessor，增加一些单例bean到单例池
9. postProcessBeanFactory(beanFactory) ： 提供给AbstractApplicationContext的子类进行扩展
10. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)：执行BeanFactoryPostProcessor
11. 得到BeanDefinition并注册到BeanFactory中
12. registerBeanPostProcessors(beanFactory)：这一步会把BeanFactory中所有的BeanPostProcessor找出来并实例化得到一个对象，并添加到BeanFactory中去（属性 beanPostProcessors），最后再重新添加一个ApplicationListenerDetector对象（之前其实 就添加了过，这里是为了把ApplicationListenerDetector移动到最后）
13. initMessageSource()：如果BeanFactory中存在一个叫做"messageSource"的 BeanDefinition，那么就会把这个Bean对象创建出来并赋值给ApplicationContext的messageSource属性，让ApplicationContext拥有国际化的功能
14. initApplicationEventMulticaster()：如果BeanFactory中存在一个叫做"applicationEventMulticaster"的BeanDefinition，那么就会把这个Bean对象创建出来并赋值给ApplicationContext的applicationEventMulticaster属性，让ApplicationContext拥有事件发布的功能
15. onRefresh()：提供给AbstractApplicationContext的子类进行扩展
16. registerListeners()：从BeanFactory中获取ApplicationListener类型的beanName，然后添加到ApplicationContext中的事件广播器applicationEventMulticaster中去，到这一步因为FactoryBean还没有调用getObject()方法生成Bean对象，所以这里要在根据类型找一下ApplicationListener，记录一下对应的beanName
17. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)：完成BeanFactory的初始化，主要就是实例化非懒加载的单例Bean
18. finishRefresh()：BeanFactory的初始化完后，就到了Spring启动的最后一步了
19. 设置ApplicationContext的lifecycleProcessor，默认情况下设置的是DefaultLifecycleProcessor
20. 调用lifecycleProcessor的onRefresh()方法，如果是DefaultLifecycleProcessor，那么会获取所有类型为Lifecycle的Bean对象，然后调用它的start()方法，这就是ApplicationContext的生命周期扩展机制
21. 发布ContextRefreshedEvent事件

执行BeanFactoryPostProcessor

1. 执行通过ApplicationContext添加进来的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的 postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

2. 执行BeanFactory中实现了PriorityOrdered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的 postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

3. 执行BeanFactory中实现了Ordered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

4. 执行BeanFactory中其他的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

5. 执行上面所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

6. 执行通过ApplicationContext添加进来的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

7. 执行BeanFactory中实现了PriorityOrdered接口的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

8. 执行BeanFactory中实现了Ordered接口的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

9. 执行BeanFactory中其他的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

Lifecycle的使用

Lifecycle表示的是ApplicationContext的生命周期，可以定义一个SmartLifecycle来监听ApplicationContext的启动和关闭：

import org.springframework.context.SmartLifecycle;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class KingLifecycle implements SmartLifecycle 
    private boolean isRunning = false;
    @Override
    public void start() 
        System.out.println("启动");
        isRunning = true;
    

    @Override
    public void stop() 
        //要触发stop()，要调用context.close()，或注册关闭钩子（context.registerShutdownHook();）
        System.out.println("停止");
        isRunning = false;
    

    @Override
    public boolean isRunning() 
        return isRunning;