深入浅出Spring原理及实战「原理分析专题」不看源码就带你剖析IOC容器核心流程以及运作原理

Posted 2022-12-14 洛神灬殇

这是史上最全面的Spring的核心流程以及运作原理的分析指南

• 🍃【Spring核心专题】「IOC容器篇」不看繁琐的源码就带你浏览Spring的核心流程以及运作原理

• 🍃【Spring核心专题】「AOP容器篇」不看繁琐的源码就带你浏览Spring的核心流程以及运作原理

• 🍃【Spring核心专题】「MVC容器篇」不看繁琐的源码就带你浏览Spring的核心流程以及运作原理

学好Spring技术的背景

针对于每一个Java的爱好者而言，无论是从事面向于微服务架构技术的领域（SpringCloud、SpringCloud-Alibaba等），还是面向于传统互联网行业（SpringBoot）以及软件系统（Spring\\SpringBatch）领域，掌握好Spring框架技术原理和源码对排查问题以及未来的面试技术有着非常重要的帮助和影响，而接下来，笔者会针对于Spring的技术框架的核心源码流程点进行相关的分析和认识，相信阅读完本篇文章，一定会对Spring的源码和执行原理有着很大的帮助和提升。

分析框架核心流程

获取Spring框架的IOC容器

IOC容器执行流程主要核心流程点：

• 获取单例Bean对象
• 创建单例Bean对象
• 创建原始Bean对象
• 解决循环依赖
• 填充属性信息
• 初始化Bean对象

getBean方法的执行流程

1. 第一步将beanName或者BeanType类型进行获取相关的容器数据对象，例如：处理以&符号开头的name名称数据，以及根据相关的alias别名。
2. 第二步将存在根据 名称或者别名进行获取相关的缓存池找那个进行获取相关的对象实例
   • 如果存在：Spring框架会调用getObjectForBeanInstance方法，返回对应的Bean实例对象，其中Bean实例的类型有两种模式：单例模式和原型模式
     • 单例模式：缓存中没有，创建一个，然后放入缓存中，其中会对该单例对象bean进行先关的拦截和后置工作。
     • 原型模式：每次都会创建新的对象进行返回相关的对象。
   • 如果当前的容器中，无法获取到相关的对应的BeanName的对象实例，则会进行想父容器进行寻找对应的对象Bean实例，如果父容器中存在，直接返回父容器中的数据对象实例，但是如果父容器还不存在，则会进行创建Bean对象实例了，但是在创建之前，会进行解析两种特殊的Bean操作关系。

两种特殊的Bean实例的关联关系

• parent bean的继承关系，例如，a bean对象可以在xml文件中继承相关 a-parent bean的属性以及相关的覆盖操作

• 处理相关的depend-ons依赖关系操作，这样子可以根据依赖关系，建立一个加载和创建Bean之间的前后关系和依赖关系，例如A depend-ons B的bean对象，那么在创建A之前一定会先加载和创建B，依此类托。

之后进行相关的创建bean的操作控制！

获取Spring框架的变量容器

• singletonObjects：单例一级缓存池-用于存放完全实例化+初始化好的对象Bean，如果从该缓存池中取出的Bean可以直接的使用。

• earlySingletonObject：单例二级缓存池-用于存放正在初始化的对象bean，主要用于解决循环依赖的临时存放的对象池。

• singletonFactories：用于存放bean对象的工厂对象机制，主要用于创建bean对象的ObjectFactory。

createBean方法的执行流程

• createBean的方法入口，getSIngleton方法：
  1. 先从singletonObjects集合中获取相关的Bean实例，若不为空，则直接返回。
  2. 如果获取不到相关的对象实例在一级单例缓存池中，则会进行createBeanInstance实例阶段（此部分，接下来会详细介绍），会将对应的BeanName添加到singleCurrentlyInCreation集合中，这个集合主要用于存放相关的将要创建的对象bean，这个是第一步。
  3. 当通过getObject方法调用createBean方法的是创建实例对象的完成之后，会将对象实例从singleCurrentlyInCreation集合中进行转移到singleObjects对象集合缓存池中，映射关系为：beanName->singleObject对象。

createBean的方法要点

解析Bean的类型和属性类型特点分析，主要分为以下几点内容：

1. 解析相关的Bean对象的类型。
2. 校验和分析处理相关的override注解修饰的方法，主要用于先去校验和分析是否存在重载方法或者覆盖方法，方便cglib动态代理的时候不需要进行校验，而是直接处理调用即可。
   • 其中有一个属性：lookup-method，如果我们希望在单例对象里面加入一个原型模式（prototype）的对象属性，那么可以考虑使用<lookup-method name=“getPrototypeBean”, bean = “prototypeBean” /> ApplicationContextAware。
3. bean实例化前的后置处理控制hook钩子函数以及相关回调机制控制。

createBean的最核心方法doCreateBean

• 调用doCreateBean创建bean实例，此方法算是最底层的创建createBean的代表方法了，首先他会遵循从缓存中区获取相关的BeanWrapper实现类对象，并且清除一些临时数据信息。
• 如果缓存中没有相关的缓存，则会进行手动创建bean实例对象，将实例对象包裹在BeanWrapper实例类对象并且返回该BeanWrapper对象。
• 并且采用MergeBeanDefinitionBeanPostProcessor的后置处理器，对相关的对象的abstract和parent的继承关系的bean进行合并处理。
• 根据系统的配置是否支持循环依赖的选项，进行选择和决定是否采用提前暴露bean的早期引用（early reference），主要用于处理的循环依赖。
• 之后对相关的提前暴露的引用和属性字段进行使用popluateBean方法进行引用的属性进行填充，其中也包含了相关的循环引用的概念在里面。
• 调用相关的initializeBean方法完成余下的初始化工作任务，包含了：initializeBean接口实现、@PostConstruct注解处理控制、以及init-method方法的属性处理。
• 注册销毁相关的distroy-method的属性以及相关的preDestory的方法控制。

doCreateBean创建最原始的Bean对象

主要通过createBeanInstance方法实例机制，其核心流程为：

• 检测类的访问权限，若禁止访问，则会抛出异常机制。
• 如果该对象bean的factory-method属性包含了factory工厂方法机制不为空，则通过该定义的声明的相关的factory方法进行创建bean，并且返回结果。

通过相关的构造器的方式进行构建对象

在此我们会采用construct的方式进行反射进行构建实例对象，并且返回对象的对象结果，步骤如下：

1. 创建相关的BeanWrapperImpl对象作为先关的Bean实例对象的包装实现类。
2. 之后需要进行构建相关的真实的原始模型对象，其中上面说了，如果该bean定义拥有相关的factory方法，则会直接通过factory方法建立，否则会采用构造器的方式进行构建哦！
3. 会针对于该对象的所有定义以及隐含的构造器进行分析和处理，采用minOrArg方式计算出，进行分析出了一个按照参数数量进行排序的构造器列表。（其中会包含着访问优先级以及参数个数的条件进行排序）。
4. 一般默认而言，会使用最少参数的构造器，当然如果存在默认构造器，一般会采用默认构造器区进行处理，但是如果存在非默认的构造器，则会采用参数注入的方式进行构造器进行构建。
5. 核心： 我们前面已经将构造器列表进行排序完成后，会进行筛选获取合适的构造器进行执行构建对象。如果我们获取到了一个含有参数的构造器，那么spring框架会怎么做？
   • 先进行获取相关构造器中的所有相关的形式参数的名称以及类型。
   • 在进行解析参数，此解析方式会将对一些已经保存在容器中的数据进行解析注入以及相关的类型参数转换机制。
   • 从而计算构造器与数值类型的差异性，选择最佳何时的构造器方法。
   • 当我们已经筛选出和是的构造方法（最终），如果在此使用创建bean对象实例的时候，可以直接使用，无需在进行筛选。
   • 之后我们采用初始化策略进行构建该实例bean对象。
   • 最后将该对象注入到我们的BeanWrapperImpl对象模型中，并返回对象。

如果通过构造器或者工厂方法都无法构建

那么会采用组合方式进行构建该对象

1. 通过工厂方法进行构建
2. 通过自定义构造器进行构建
3. 通过默认构造器进行构建

构建的方式需要配合动态代理机制

为了方便我们进行在对Springbean容器的对象进行AOP拦截操作处理机制。

解决循环依赖

话不多说，就是提前暴露，可以通过factory避过去以及@lazy不会引起错误等。

IOC容器篇

主要的方法为populateBean方法

popluteBean的方法的执行流程

首先会获取相关的注入该类对象bean的属性列表，我们再切定义为pvs。

1. 当构造器构建完对象之后会进行相关的自定义属性进行填充，但是在进行相关的属性填充进行之前，会先去尝试采用系统默认后置处理器进行填充。

主要通过参数名或者参数类型进行解析并且填充相关的依赖属性，主要可以通过的手段就是@Autowired或者@Resource、@Inject等。

2. 之后还会在采用后置处理器对属性进行动态pvs的内容进行填充处理。

3. 会将属性应用到bean中的applyProperyValues方法：

   • 在检测属性值是否已经完成转换，如果该属性值已经完成转换，则直接使用，无需再次转换。
   • 遍历属性列表，解析器属性的原始值，在通过PropertisSourcePlaceholdConfigurer进行相关的解析操作，并且完成解析值resolveValue。

4. 最后将的到的解析数值resolveValue进行相关的类型属性转换操作。

5. 将类型转换后的值设置到PropertyValue对象中，将PropertyValue对象存入deepCopy集合中，并且将deepCopy的属性值注入到bean对象中。

根据名称和类型进行填充

根据名称注入

就是单纯的将bean名称进行注入到相关的非简单类型的注入机制。

根据类型注入

• 主要处理@Value注解进行注入操作解析机制！
• 解析数组、list、map等类型的依赖注入机制
• 根据类型查找相关何时的类型数据信息
• 如果候选项的数量为0，则抛出异常。如果=1，则直接从候选列表中进行获取，如果>1，则在多个候选选项中的获取最优的对象，否则抛出异常。
• 如果候选选选为class类型，则标识候选选选还没有完成实例化，此时通过BeanFactory.getBean的方式进行实例化，否则会直接返回对象实例。

初始化Bean对象

主要是经历了所有的实例化和处理之后，则会需要进行相关的初始化方法的调用，在底层框架表现为initializeBean方法进行初始化，执行顺序的判断逻辑执行流程为：

1. 检测bean是否实现了xAware类型的接口，如果实现了，则会向该bean中注入相关的x的实例属性对象，主要通过调用invokeAwareMethods方法。
2. 之后开始执行初始化的前置操作：例如BeanPostProcessor以及相关的afterPropertiesSetting方法。
3. 执行相关的初始化操作invokeInitMethods方法。
4. 执行后置的初始化操作，例如BeanPostProcessor的后置处理机制操作。