Spring源码阅读之bean对象的创建过程

Spring是通过IOC容器来管理对象的，该容器不仅仅只是帮我们创建了对象那么简单，它负责了对象的整个生命周期-创建、装配、销毁。这种方式成为控制反转（组件对象控制权的转移，从程序代码本身转移到了外部容器，容器创建完对象后注入组件中）。

Spring的核心的是容器，不过这个容器并不是唯一的，框架本身就提供了很多个容器的实现，大概分为两种类型：

BeanFactory：最简单的容器，只能提供基本的DI（依赖注入）功能。
ApplicationContext（应用上下文）：继承自BeanFactory，它能提供更多企业级的服务，例如解析配置文本信息等等，这也是ApplicationContext实例对象最常见的应用场景。

简单说说这两种方式的区别：

原始的BeanFactory无法支持spring的许多插件，如AOP功能、Web应用
ApplicationContext利用MessageSource进行国际化并有着事件机制。
ApplicationContext扩展了ResourceLoader(资源加载器)接口，从而可以用来加载多个Resource，而BeanFactory是没有扩展ResourceLoader
与BeanFactory通常以编程的方式被创建不同的是，ApplicationContext能以声明的方式创建，如使用ContextLoader。当然你也可以使用ApplicationContext的实现之一来以编程的方式创建ApplicationContext实例。
BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的，即只有在使用到某个Bean时(调用getBean())，才对该Bean进行加载实例化，这样，我们就不能发现一些存在的spring的配置问题。而ApplicationContext则相反，它是在容器启动时，一次性创建了所有的Bean。这样，在容器启动时，我们就可以发现Spring中存在的配置错误。

ApplicationContext 介绍

如果说BeanFactory是Sping的心脏，那么ApplicationContext就是完整的身躯了。ApplicationContext由BeanFactory派生而来，提供了更多面向实际应用的功能。在Beanfactory中，很多功能需要以编程的方式实现，而在ApplicationContext中则可以通过配置的方式实现。

ApplicationContext类体系结构：

在上一篇源码阅读WebContextApplication初始化中说到实际创建的对象为XmlWebApplicationContext，该类继承了AbstractRefreshableWebApplicationContext（上图的左下角），也是ApplicationContext体系。那么该对象读取配置文件后是如何创建bean对象的呢？

大致分为两步:

实例化BeanDefinition对象（下面分析该对象的作用）。
实例化bean对象。

1. 实例化BeanDefinition对象

WebContextApplication初始化说到初始化的步骤是在ContextLoader中完成,创建完XmlWebApplicationContext对象后，通过configureAndRefreshWebApplicationContext()设置配置文件的位置。

protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac, ServletContext sc) {String configLocationParam;if (ObjectUtils.identityToString(wac).equals(wac.getId())) {configLocationParam = sc.getInitParameter("contextId");if (configLocationParam != null) {wac.setId(configLocationParam);} else {wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX + ObjectUtils.getDisplayString(sc.getContextPath()));}}//设置ServletContext环境。wac.setServletContext(sc);/*读取Servlet对象中的contextConfigLocation.  ServletContext在创建的时候就读取了<context-param>标签,并将该标签中的配置文件的信息通过键值对的形式保存进来了。*/configLocationParam = sc.getInitParameter("contextConfigLocation");if (configLocationParam != null) {//保存配置文件信息的位置。wac.setConfigLocation(configLocationParam);}//刷新环境wac.refresh();}

配置文件位置设置完成后就需要读取该文件的配置信息，并创建相应的bean对象，这一过程就是在refresh()中完成的。

通过图中的继承关系往上寻找在AbstractApplicationContext中发现·refresh方法，

该方法进行一些初始化操作。

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized(this.startupShutdownMonitor) {// 1.刷新前的预处理,包含设置启动时间、设置状态...this.prepareRefresh();//实现刷新BeanFactory，将配置文件解析为BeanDefinition并注册到BeanFactory，此时Bean还未被初始化ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();// BeanFactory的预准备工作this.prepareBeanFactory(beanFactory);try {this.postProcessBeanFactory(beanFactory);// 执行BeanFactoryPostProcessor的方法，BeanFactory的后置处理器 // 在BeanFactory标准初始化之后执行的this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// 注册BeanPostProcessor（Bean的后置处理器）,用于拦截bean创建过程this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);// 初始化MessageSource组件（做国际化功能；消息绑定，消息解析).this.initMessageSource();// 初始化上下文的事件机制this.initApplicationEventMulticaster();// 可以用于子类实现在容器刷新时自定义逻辑初始化this.onRefresh();// 注册时间监听器，将ApplicationListener注册到容器中来this.registerListeners();// 初始化所有剩下的单实例bean,单例bean在初始化容器时创建。this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);// 发布完成事件，结束初始化过程this.finishRefresh();} catch (BeansException var5) {this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt", var5);this.destroyBeans();this.cancelRefresh(var5);throw var5;}}}

obtainFreshBeanFactory将配置文件解析为BeanDefinition并注册到BeanFactory中

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {// 主要是通过该方法完成IoC容器的刷新this.refreshBeanFactory();ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.getBeanFactory();if (this.logger.isDebugEnabled()) {this.logger.debug("Bean factory for " + this.getDisplayName() + ": " + beanFactory);}return beanFactory;}

refreshBeanFactory完成IOC容器的刷新，具体实现是在AbstractRefreshableApplicationContext中，实际创建的的IOC容器为：DefaultListableBeanFactory

protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {//首先检查是否已经有beanFactory了，有就销毁if (this.hasBeanFactory()) {this.destroyBeans();this.closeBeanFactory();}try {// 创建IoC容器，也就是DefaultListableBeanFactoryDefaultListableBeanFactory beanFactory = this.createBeanFactory();beanFactory.setSerializationId(this.getId());this.customizeBeanFactory(beanFactory);//载入刚创建的IOC容器，具体实现在子类XmlWebApplicationCpntext中this.loadBeanDefinitions(beanFactory);synchronized(this.beanFactoryMonitor) {this.beanFactory = beanFactory;}} catch (IOException var5) {throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + this.getDisplayName(), var5);}}

loadBeanDefinitions装载刚创建的IOC容器，具体实现在XmlWebApplicationCpntext中。

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {// 创建一个BeanDefinition阅读器，通过阅读XML文件，真正完成BeanDefinition的加载和注册XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);//beanDefinitionReaderde 初始化操作beanDefinitionReader.setEnvironment(this.getEnvironment());beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));this.initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);this.loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);}
//方法重载
protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws IOException {/*在上一篇文章中ContextLoader中的configureAndRefreshWebApplicationContext方法有这一段代码configLocationParam = sc.getInitParameter("contextConfigLocation");if (configLocationParam != null) {//保存配置文件信息的位置。wac.setConfigLocation(configLocationParam);}这里就是读取配置文件的信息，保存进数组中。*/String[] configLocations = this.getConfigLocations();if (configLocations != null) {String[] var3 = configLocations;int var4 = configLocations.length;for(int var5 = 0; var5 < var4; ++var5) {String configLocation = var3[var5];//具体的装载方法在XmlBeanDefinitionReaderreader.loadBeanDefinitions(configLocation);}}}

接下来看XmlBeanDefinitionReader中的loadBeanDefinitions()

public int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {// 对配置文件进行编码处理return this.loadBeanDefinitions(new EncodedResource(resource));
}
//截取主要代码
public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {try {//将配置文件转换成流对象InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();try {// 从InputStream中得到XML的解析源InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);if (encodedResource.getEncoding() != null) {inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());}// 这里是具体的读取过程，var5等于新注册的BeanDefintion数量var5 = this.doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());} finally {inputStream.close();}}

具体的读取过程在doLoadBeanDefinitions()中,该方法的主要作用就是：

一个是对XML文件进行DOM解析
一个是完成BeanDefinition对象的加载与注册

protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {try {//把资源文件转换成Document对象Document doc = this.doLoadDocument(inputSource, resource);// 通过对Document对象的操作，完成BeanDefinition的加载和注册工作return this.registerBeanDefinitions(doc, resource);}Catch(){}}

看看registerBeanDefinitions()具体完成了哪些操作：

创建DefaultBeanDefinitionDocumentReader用来解析Document对象。
获得容器中已注册的BeanDefinition数量
委托给DefaultBeanDefinitionDocumentReader来完成BeanDefinition的加载、注册工作。
统计新注册的BeanDefinition数量

public int registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException {//  1.BeanDefinitionDocumentReader documentReader = this.createBeanDefinitionDocumentReader();documentReader.setEnvironment(this.getEnvironment());// 2.int countBefore = this.getRegistry().getBeanDefinitionCount();// 3. 解析过程入口，BeanDefinitionDocumentReader只是个接口，具体的实现过程在DefaultBeanDefinitionDocumentReader完成documentReader.registerBeanDefinitions(doc, this.createReaderContext(resource));// 4.return this.getRegistry().getBeanDefinitionCount() - countBefore;}

接着看DefaultBeanDefinitionDocumentReader中的registerBeanDefinitions()该方法：

获得Document的根元素标签
真正实现BeanDefinition解析和注册工作

public void registerBeanDefinitions(Document doc, XmlReaderContext readerContext) {this.readerContext = readerContext;this.logger.debug("Loading bean definitions");//获取文档对象的子节点。Element root = doc.getDocumentElement();//真正的解析注册方法this.doRegisterBeanDefinitions(root);}

到这一步接下来就是对解析文档中的每一个标签节点，获取标签中的属性。创建AbstractBeanDefinition对象，并将标签中属性保存进对象中。具体的步骤就不展示了。

综上步骤具体完成了以下操作：

创建IoC容器（DefaultListableBeanFactory）
加载解析XML文件（最终存储到Document对象中）
读取Document对象，并完成BeanDefinition的加载和注册工作

BeanDefinition 在 spring 中贯穿始终，spring 要根据 BeanDefinition 对象来实

例化 bean，只有把解析的标签，扫描的注解类封装成 BeanDefinition 对象，spring

**才能实例化 bean **

上面的步骤只是完成了AbstractApplicationContext中refresh()这句话（心累…）

ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();

2. 实例化Bean对象

进入AbstractApplicationContext中的finishBeanFactoryInitialization()

protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {beanFactory.setTempClassLoader((ClassLoader)null);beanFactory.freezeConfiguration();// 实例化剩余的单例bean（非懒加载方式）// 注意事项：Bean的IoC、DI和AOP都是发生在此步骤beanFactory.preInstantiateSingletons();}

进入DefaultListableBeanFactory中的preInstantiateSingletons()方法：

通过beanName获取bean实例，如果获取到的实例不满足条件就看最后一行getBean(beanName)；
核心代码 getBean(beanName);

@Overridepublic void preInstantiateSingletons() throws BeansException {if (this.logger.isDebugEnabled()) {this.logger.debug("Pre-instantiating singletons in " + this);}// 得到Bean定义名称List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);// 触发所有非懒加载方式的单例bean的创建for (String beanName : beanNames) {// 遍历得到对应的bean定义信息RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);// 如果bean不是抽象的，而且是单例的，同时还不是懒加载的，则进行下面的操作if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {// 如果bean是一个工厂bean，则走下面的方法 ，和普通bean区别就是还可以生成beanif (isFactoryBean(beanName)) {Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);if (bean instanceof FactoryBean) {final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;boolean isEagerInit;if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Boolean>)((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,getAccessControlContext());}else {isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());}if (isEagerInit) {getBean(beanName);}}}else { // 普通bean走下面的方法getBean(beanName);}}}

进入AbstractBeanFactory通过doGetBean()方法获取Bean的实例(只展示关键代码)

通过getSingleton(beanName)方法去缓存中获取单例Bean（第一次初始化，缓存中不存在）
如果取出来的bean实例是factoryBean的实例，则需要从factoryBean中产生一个Bean对象
根据当前的beanfactory获取父一级的beanFactory,递归查找我们需要的Bean（Bean是早不到的，第一次初始化）
获取实例化Bean的BeanDefinition对象

一般是单例Bean，用匿名内部类的写法，创建单例Bean

@Overridepublic Object getBean(String name) throws BeansException {// 获取Bean的实例return doGetBean(name, null, null, false);}@SuppressWarnings("unchecked")protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {// 获取bean名称final String beanName = transformedBeanName(name);Object bean;// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.// 从缓存中获取单例beanObject sharedInstance = getSingleton(beanName);if (sharedInstance != null && args == null) { //如果获取到单例bean，则走下面代码if (logger.isDebugEnabled()) {if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");}else {logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");}}// 如果取出来的Bean实例是FactoryBean的Bean实例，则需要从FactoryBean实例中产生一个对象实例。bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);}else {//如果没有获取到单例bean，则走下面代码try {// 获取要实例化的bean的BeanDefinition对象final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);// 检查该BeanDefinition对象对应的Bean是否是抽象的checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);// 如果是单例的Bean，请下面的代码if (mbd.isSingleton()) {                    //匿名内部类的写法sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {try {// 创建单例Bean的主要方法return createBean(beanName, mbd, args);}catch (BeansException ex) {destroySingleton(beanName);throw ex;}});bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);}return (T) bean;
}

进一步看看createBean()具体实现在AbstractAutowireCapableBeanFactory中

@Overrideprotected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {//省略一些代码try {// 完成Bean实例的创建（实例化、填充属性、初始化）Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");}return beanInstance;}
****

doCreateBean完成Bean实例的创建（实例化、填充属性、初始化）

bean初始化第一步，默认调用无参数构造实例化bean
bean初始化第二步，填充属性（DI依赖注入发生在此步骤）
bean初始化第三步，调用初始化方法，完成bean的初始化操作AOP发生在此步骤）

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {// Instantiate the bean.// 用BeanWrapper来持有创建出来的Bean对象BeanWrapper instanceWrapper = null;// 如果是单例的话，则先把缓存中的bean清除if (mbd.isSingleton()) {instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);}// bean初始化第一步：默认调用无参构造实例化Bean// 构造参数依赖注入，就是发生在这一步// 为了下一步populateBean方法的属性注入做准备if (instanceWrapper == null) {instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);}// 实例化后的Bean对象final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();if (beanType != NullBean.class) {mbd.resolvedTargetType = beanType;}// Allow post-processors to modify the merged bean definition.synchronized (mbd.postProcessingLock) {if (!mbd.postProcessed) {try {applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,"Post-processing of merged bean definition failed", ex);}mbd.postProcessed = true;}}// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.// 解决循环依赖的关键步骤boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));// 如果需要提前暴露单例Bean，则将该Bean放入三级缓存中if (earlySingletonExposure) {if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +"' to allow for resolving potential circular references");}// 将刚创建的bean放入三级缓存中singleFactories(key是beanName，value是FactoryBean)addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}// Initialize the bean instance.Object exposedObject = bean;try {// bean初始化第二步：填充属性（DI依赖注入发生在此步骤）populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);// bean初始化第三步：调用初始化方法，完成bean的初始化操作（AOP发生在此步骤）exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);}
******************************************
}

进入上面的initializeBean()方法:

应用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法在初始化之前被调用
执行初始化方法（先调用InitializingBean的afterPropertiesSet，再调用init-method属性指定的初始化方法,最后BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization）
应用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法(AOP代理对象生成)在初始化之后被调用

protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {if (System.getSecurityManager() != null) {AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {invokeAwareMethods(beanName, bean);return null;}, getAccessControlContext());}else {/*判断beanName是哪个接口的的实现类如果bean是BeanNameAware接口的实现类会调用setBeanName方法、如果bean是BeanClassLoaderAware接口的实现类会调用setBeanClassLoader方法、如果是BeanFactoryAware接口的实现类会调用setBeanFactory方法，注入对应的属性值。*/invokeAwareMethods(beanName, bean);}Object wrappedBean = bean;if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {//应用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);}try {//执行初始化方法（先调用InitializingBean的afterPropertiesSet，再调用init-method属性指定的初始化方法）invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException((mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),beanName, "Invocation of init method failed", ex);}if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {//应用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法(AOP代理对象生成)// AOP是等着对象创建完毕，在进行增强wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);}return wrappedBean;}

调用初始化方法invokeInitMethods()

判断是否是InitializingBean接口的实现类，如果是县初始化InitializingBean
如果不是则调用InitializingBean接口中的afterPropertiesSet方法
然后再初始化标签对应的init-method属性中的方法

protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)throws Throwable {boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);// 如果是InitializingBean接口的实现类，则先初始化InitializingBean的实现类if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("Invoking afterPropertiesSet() on bean with name '" + beanName + "'");}if (System.getSecurityManager() != null) {try {AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();return null;}, getAccessControlContext());}catch (PrivilegedActionException pae) {throw pae.getException();}}else {// 调用InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();}}// 然后再初始化<bean>标签对应的init-method属性中的方法if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) {String initMethodName = mbd.getInitMethodName();if (StringUtils.hasLength(initMethodName) &&!(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&!mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {// 调用自定义的初始化方法invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);}}}

在initializeBean方法中调用BeanPostProcessor的applyBeanPostProcessorsAfterInitialization方法

在初始化Bean的时候都会调用每一个配置的BeanPostProcessor的方法

public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName) throws BeansException {Object result = existingBean;Iterator var4 = this.getBeanPostProcessors().iterator();do {if (!var4.hasNext()) {return result;}BeanPostProcessor beanProcessor = (BeanPostProcessor)var4.next();//bean初始化后调用result = beanProcessor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);} while(result != null);return result;}

BeanPostProcessor是Spring IOC容器给我们提供的一个扩展接口。接口声明如下：

public interface BeanPostProcessor {//bean初始化方法调用前被调用Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;//bean初始化方法调用后被调用Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

至此bean的初始化就完成了。

tProcessor)var4.next();
//bean初始化后调用
result = beanProcessor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);
} while(result != null);

       return result;}


BeanPostProcessor是Spring IOC容器给我们提供的一个扩展接口。接口声明如下：```java
public interface BeanPostProcessor {//bean初始化方法调用前被调用Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;//bean初始化方法调用后被调用Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

至此bean的初始化就完成了。
参考：https://www.jianshu.com/p/32dacf644062 作者：GGarrett