攀爬Spring珠穆拉玛峰：Spring的启动流程

Spring启动流程

话外音
环境准备
整体流程简图
AnnotationConfigApplicationContext
- 父类初始化 DefaultListableBeanFactory
1、this()
- AnnotatedBeanDefinitionReader初始化
- - AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors
  - 总结
- ClassPathBeanDefinitionScanner初始化
- - registerDefaultFilters
  - 总结
  - 疑问：如何扫描@Service、@Controller等注解
- this方法总结
2、register(componentClasses)
3、refresh
- prepareRefresh
- obtainFreshBeanFactory
- prepareBeanFactory(beanFactory)
- postProcessBeanFactory
- invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
- - 重点：beanFactoryPostProcessors加载的优先级判断
  - ConfigurationClassPostProcessor的加载
  - 总结
- registerBeanPostProcessors(beanFactory);
- initMessageSource();
- initApplicationEventMulticaster();
- onRefresh();
- registerListeners();
- finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
- finishRefresh();

话外音

真是受益良多啊，开始是想做个系统的整理与复习，然后思考了一下某个地方是如何实现，以及自己该怎么讲述这些东西；
于是开始代码 debug，不知道不觉就陷入了大山，越走越深，不清楚的越来越多，又一个接一个了解清楚，然后，开始循环了……
几个小时后，猛然抬头，啊这…… 好像和我 debug 的初衷有点儿对不上啊……
每每念及于此，只能再次对 Spring 这座大山……膜拜啊……

环境准备

废话少说，开始吧！下载Spring5.x源码，导入Idea并构建，创建包扫描类。

@Configuration
@ComponentScan("com.slc")
public class AppConfig {}class StartApplication {public static void main(String[] args) {ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);//Person类在另外一个文件里面，简单用@Component标注即可，此处不展示Person bean = context.getBean(Person.class);}
}

启动项目，成功打印 Person 类的相关信息

整体流程简图

AnnotationConfigApplicationContext

Spring启动过程中，在通过 new AnnotationConfigApplicationContext 这一步骤已经完成了所有bean的扫描和管理。作为整个程序的入口，我们先来简单分析一下 AnnotationConfigApplicationContext

首先分析一下继承图：
提一下几个重要的接口和类：

BeanFactory：访问Spring Bean的根接口，此接口和实现类实现依赖注入，在获取 Bean 实例 的时候如果当前容器找不到，会从父容器里面找
BeanDefinitionRegistry：用于保存 Bean 定义 (BeanDefinition) 的接口，定义了保存、查看、移除相关的接口
DefaultListableBeanFactory： Spring容器管理的核心类，具备成熟的容器管理能力，并且继承了 DefaultSingletonBeanRegistry 定义的 Spring 三级缓存（详情点击）
AnnotationConfigRegistry：注册配置注册表，定义注册和扫描配置类的方法
ApplicationContext：定义基本功能方法（通过继承各种接口），包括访问 Bean 工厂，国际化，事件监听，加载文件资源等方法定义
AbstractApplicationContext：抽象上下文，主要完成 registerBeanPostProcessors 即BeanPostProcessors的注册功能
GenericApplicationContext：继承 AbstractApplicationContext ，以模板方法定义部分功能，需要各种子类的实现，并且持有DefaultListableBeanFactory引用

总的来说 AnnotationConfigApplicationContext 实现了以下功能：

完成了组件类输入，包含 @Configuration、 @Component 和JSR-330兼容的类 eg:@Resource，
并且可以注册和进行类路径扫描，是一个独立的应用程序上下文，
类似的类还有 ClassPathXmlApplicationContext，属于不同的功能实现。

点击 AnnotationConfigApplicationContext的构造方法，开始解读：

public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {//1.初始化读取器和扫描器，//2.指定bean factory实现类(DefaultListableBeanFactory),//3.获取相关的环境餐撒胡配置，如系统变量参数和进程启动参数//4.添加默认的6个内部处理器的BeanDefinition到factory的map中，其中jpa的处理器需要判断环境中是否导入相关包this();//注册一个或多个AppConfig，即包扫描类到BeanDefinitionMap中，包括@Condition,@Primary等属性值的读取,register(componentClasses);//初始化各种类refresh();
}

父类初始化 DefaultListableBeanFactory

在调用构造器内的方法前，由于java的类加载机制，需要先进行父类的静态代码块和构造器的初始化

AnnotationConfigApplicationContext的父类 GenericApplicationContext 进行了 DefaultListableBeanFactory 的初始化操作。

public GenericApplicationContext() {this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}

1、this()

点进 this 方法，初始化了一个读取器和扫描器。核心内容在里面，先跟进Reader的初始化操作。

public AnnotationConfigApplicationContext() {//读取器this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);//扫描器this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}

AnnotatedBeanDefinitionReader初始化

public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {this(registry, getOrCreateEnvironment(registry));
}public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) {Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");Assert.notNull(environment, "Environment must not be null");this.registry = registry;this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null);//注册注解配置处理器AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
}

跳过方法重写部分，有两个入参：BeanDefinitionRegistry和Environment

AnnotationConfigApplicationContext本就实现了BeanDefinitionRegistry接口，调用时通过this将自身作为入参传了进来。此时向上转型为BeanDefinitionRegistry（明确职责），可以理解为现在需要使用BeanDefinitionRegistry定义的方法，而该接口负责BeanDefinition注册的相关内容。
Environment通过getOrCreateEnvironment获得，如果没有手动设置过的话，最终得到一个 StandardEnvironment对象，其实就是用来获取 java 启动时的参数和系统变量。

重点在于AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry)这一行代码。

AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors

主动调用 AnnotationConfigUtils，先加载静态代码块，这里先判断环境中是否存在jpa和@Resource，为之后添加Spring的内置处理器作出准备。

static {ClassLoader classLoader = AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader();jsr250Present = ClassUtils.isPresent("javax.annotation.Resource", classLoader);jpaPresent = ClassUtils.isPresent("javax.persistence.EntityManagerFactory", classLoader) &&ClassUtils.isPresent(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, classLoader);
}

点进registerAnnotationConfigProcessors，是个重写方法，跳过

//方法重写，跳过
public static void registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry) {registerAnnotationConfigProcessors(registry, null);
}

进入具体的方法内部，逐行分析

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry);if (beanFactory != null) {//为BeanFactory提供@Ordered和Priority支持if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) {beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);}//为BeanFactory提供对@Lazy和限定符解析的支持if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) {beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver());}}Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<>(8);//根据判断，为BeanDefinitionMap中添加默认的spring处理器if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));}if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));}// Check for JSR-250 support, and if present add the CommonAnnotationBeanPostProcessor.if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));}// Check for JPA support, and if present add the PersistenceAnnotationBeanPostProcessor.if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition();try {def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME,AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader()));}catch (ClassNotFoundException ex) {throw new IllegalStateException("Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex);}def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));}if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));}if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);def.setSource(source);beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));}return beanDefs;
}
/*** 注册到BeanDefinitionMap中，并放回BeanDefinitionHolder* @param registry 工厂* @param definition definition* @param beanName bean的名称* @return 持有BeanDefinition的类*/
private static BeanDefinitionHolder registerPostProcessor(BeanDefinitionRegistry registry, RootBeanDefinition definition, String beanName) {definition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);registry.registerBeanDefinition(beanName, definition);return new BeanDefinitionHolder(definition, beanName);
}

首先是为工厂设置一些默认的支持：@Ordered和@Priority支持，为 Bean Factory提供对@Lazy和限定符解析的支持
判断当前BeanDefinitionMap中是否存在某些内容，没有的话就添加对应的内容。

正如方法名registerAnnotationConfigProcessors（注册注解配置处理器）所描述的一样，这个方法的主要功能是在BeanDefinitionMap中添加Spring内部提供的各种处理器，其中包含以下6个处理器：

ConfigurationClassPostProcessor：用于对@Configuration的解析支持，是所有处理器中第一个添加的，很重要
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：用于支持自动装配；
CommonAnnotationBeanPostProcessor：用于支持JSR-250约束，包括@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy的注解解析；
PersistenceAnnotationBeanPostProcessor：用户支持JPA持久层解析，会判断当前是否有持久层对应的jar包，不一定会加载；
EventListenerMethodProcessor：对@EventListener注解的支持，
DefaultEventListenerFactory：同样是对Spring Event的支持，和EventListenerMethodProcessor共同作用

总结

AnnotatedBeanDefinitionReader的初始化，大概完成了以下几件事情：

为Bean Factory设置属性，主要是对@Ordered、@Priority、@Lazy的解析支持；
注册5~6个spring内部使用的解析处理器，用于后面各种解析的支持；

ps:这里需要明确一个概念，目前仅仅只是在BeanDefinitionMap中添加了内部处理器，并没有加载

ClassPathBeanDefinitionScanner初始化

public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry) {this(registry, true);
}public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry, boolean useDefaultFilters) {this(registry, useDefaultFilters, getOrCreateEnvironment(registry));
}public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry, boolean useDefaultFilters, Environment environment) {this(registry, useDefaultFilters, environment, (registry instanceof ResourceLoader ? (ResourceLoader) registry : null));
}public ClassPathBeanDefinitionScanner(BeanDefinitionRegistry registry, boolean useDefaultFilters,Environment environment, @Nullable ResourceLoader resourceLoader) {Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");this.registry = registry;if (useDefaultFilters) {//为@Component注册默认过滤器，隐式注册@Repository、@Service和@Controller等注释//并且支持JAVAEE6 提供的@ManagedBean和JSR-330的@NamedregisterDefaultFilters();}setEnvironment(environment);setResourceLoader(resourceLoader);
}

跳过一层层的方法调用，查看重点:registerDefaultFilters

registerDefaultFilters

@SuppressWarnings("unchecked")
protected void registerDefaultFilters() {//在过滤器中添加@Component扫描支持this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();try {// 在过滤器中添加@ManagedBean扫描支持this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.annotation.ManagedBean", cl)), false));logger.trace("JSR-250 'javax.annotation.ManagedBean' found and supported for component scanning");}catch (ClassNotFoundException ex) {// 如果不支持JSR-250，Java EE 6，直接跳过}try {// 在过滤器中添加@Named扫描支持this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.inject.Named", cl)), false));logger.trace("JSR-330 'javax.inject.Named' annotation found and supported for component scanning");}catch (ClassNotFoundException ex) {// 如果不支持JSR-330 直接跳过}
}

总结

ClassPathBeanDefinitionScanner主要功能如下：

为BeanFactory添加扫描过滤器：添加@Component和可能存在的JSR-250+JSR330注解；
提供该类的scan方法，为后面包扫描提供支持；

疑问：如何扫描@Service、@Controller等注解

这里有一个注意点：只添加了@Component的拦截支持，如何扫描到@Service、@Controller等等注解的呢？

参看registerDefaultFilters的Spring源码注释：

 /*** Register the default filter for {@link Component @Component}.* <p>This will implicitly register all annotations that have the* {@link Component @Component} meta-annotation including the* {@link Repository @Repository}, {@link Service @Service}, and* {@link Controller @Controller} stereotype annotations.* <p>Also supports Java EE 6's {@link javax.annotation.ManagedBean} and* JSR-330's {@link javax.inject.Named} annotations, if available.**/
protected void registerDefaultFilters() {
//...
}

翻译一下：

为@Component注册默认过滤器。
这将隐式注册所有具有@Component元注释的注释，包括@Repository 、 @Service和@Controller型注释。
还支持 Java EE 6 的javax.annotation.ManagedBean和 JSR-330 的javax.inject.Named注释（如果可用）。

并没有提到如何隐式注册@Repository 、 @Service的。

简单提一下如何实现的：

查看这几个高级注解，可以发现他们的注解定义上均有@Component修饰

首先要明确一个概念：

注解是不能继承的。如果A注解修饰B注解，然后B注解注释某个类，是不能通过类直接获取到A注解的。
我们常说的注解的继承指的是，子类获取父类的注解。这并不是注解的继承，出发点在于类。

但是可以间接达到目的，Spring通过获取注解的元注解，然后递归扫描，判断类是否是Spring Bean

（判断方式Spring在5.x进行了优化，暂时不多做研究，但大概的思路就是这样的）

this方法总结

初始化读取器和扫描器；
间接添加了5到6个BeanPostProcessor，为之后的操作提供支持；
添加各个注解的过滤器，为之后的包扫描提供支持;

2、register(componentClasses)

进入三大方法的第二个：register

@Override
public void register(Class<?>... componentClasses) {Assert.notEmpty(componentClasses, "At least one component class must be specified");this.reader.register(componentClasses);
}public void register(Class<?>... componentClasses) {for (Class<?> componentClass : componentClasses) {registerBean(componentClass);}
}public void registerBean(Class<?> beanClass) {doRegisterBean(beanClass, null, null, null, null);
}

主要是循环处理componentClasses（包扫描类可以传入多个），切入重点：doRegisterBean

private <T> void doRegisterBean(Class<T> beanClass, @Nullable String name,@Nullable Class<? extends Annotation>[] qualifiers, @Nullable Supplier<T> supplier,@Nullable BeanDefinitionCustomizer[] customizers) {//为注册类创建一个AnnotatedGenericBeanDefinition，主要是获取注解信息的方法支持AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(beanClass);//结合 @Condition 来判断是否跳过，本次调用作用不大if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) {return;}abd.setInstanceSupplier(supplier);//@Scope属性判断ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName());// 调用beanNameGenerator生成名称，用于BeanDefinitionMap的keyString beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry));// 为注册类需要注册的BeanDefinition添加各种属性值：lazy,primary,dependsOn,role,descriptionAnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd);if (qualifiers != null) {for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) {if (Primary.class == qualifier) {abd.setPrimary(true);}else if (Lazy.class == qualifier) {abd.setLazyInit(true);}else {abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));}}}// Spring新提供的方法，自定义注册一个 bean，本次调用没用到if (customizers != null) {for (BeanDefinitionCustomizer customizer : customizers) {customizer.customize(abd);}}// 分装BeanDefinitionHolder，BeanDefinitionHolder持有BeanDefitionBeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName);// 读取@Scop的proxyMethod属性值，确定代理方式definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);// 注册Bean(添加到BeanDefinitionMap中)BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}

那么register(componentClasses)的作用就很明显了：用来注册 AppConfig的Bean定义。

基本的注释在代码都有提及。
需要注意的是：doRegisterBean是一个注册Bean的通用方法，里面包含其他componentClasses的判断。

3、refresh

终于到这个部分了，spring启动流程的精华就在这个方法内部，我们切入主题。

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {//刷新前的准备工作，主要是一些容器状态还有环境的设置prepareRefresh();//获取DefaultListableBeanFactory （register中初始化的factory）ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();//做一些准备工作，初始化容器的一些标准特性prepareBeanFactory(beanFactory);try {//此处AbstractApplicationContext没有实现该方法，留给子类实现，postProcessBeanFactory(beanFactory);/*** 执行实现 BeanFactoryPostProcessors接口的类(并且@Component标注)，因为原理是通过getBean(name,class)获取后执行** 1.委托给PostProcessorRegistrationDelegate来进行“调用”这一动作，内部处理存在特殊处理(如：优先级判断决定执行的先后顺序)，* 2.最原始的先后顺序上，先执行为 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 的子类，再执行 BeanFactoryPostProcessor 的子类* --- BeanFactoryPostProcessor* --- BeanDefinitionRegistryPostProcessor  为前者的子类** 查看spring最开始就加载的配置类之一：ConfigurationClassPostProcessor，该类为spring* ConfigurationClassPostProcessor**/invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);//同样委托给PostProcessorRegistrationDelegate 注册需要执行的BeanPostProcessorsregisterBeanPostProcessors(beanFactory);//国际化的一些初始化操作initMessageSource();//初始化 ApplicationEventMulticaster到 单例池中，用于管理 ApplicationListener ,默认为 SimpleApplicationEventMulticaster。initApplicationEventMulticaster();//模板方法，用于其他Context子类 实例化一些特殊的BeanonRefresh();//往 applicationEventMulticaster 添加实现ApplicationListener接口的类registerListeners();//初始化所有非 Lazy 的单例 BeanfinishBeanFactoryInitialization(beanFactory);//完成上下文刷新，会调用LifecycleProcessor的onRefresh（）方法并发布ContextRefreshedEvent 。finishRefresh();} catch (BeansException ex) {if (logger.isWarnEnabled()) {logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +"cancelling refresh attempt: " + ex);}//Spring original comment----------------- Destroy already created singletons to avoid dangling resources.destroyBeans();//Spring original comment----------------- Reset 'active' flag.cancelRefresh(ex);//Spring original comment----------------- Propagate exception to caller.throw ex;} finally {//Spring original comment----------------- Reset common introspection caches in Spring's core, since we//Spring original comment----------------- might not ever need metadata for singleton beans anymore...resetCommonCaches();}}
}

一行一行来吧：

prepareRefresh

刷新前的准备工作，包括spring状态的设置，一些验证和事件的初始化设置

protected void prepareRefresh() {//设置为开启状态this.startupDate = System.currentTimeMillis();this.closed.set(false);this.active.set(true);if (logger.isDebugEnabled()) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Refreshing " + this);} else {logger.debug("Refreshing " + getDisplayName());}}//初始化占位符属性源，留给子类实现，在AnnotationConfigApplicationContext没有实现，其他需要的子类应当实现initPropertySources();//验证setRequiredProperties指定的每个属性是否存在并解析为非null值。getEnvironment().validateRequiredProperties();//存储早期事件监听if (this.earlyApplicationListeners == null) {this.earlyApplicationListeners = new LinkedHashSet<>(this.applicationListeners);} else {this.applicationListeners.clear();this.applicationListeners.addAll(this.earlyApplicationListeners);}//用来存储早期的事件，在广播器可用后发布this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<>();
}

obtainFreshBeanFactory

获取BeanFactory，另外CAS设置状态，避免一个Bean Factory多次刷新。

 protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {//refresh校验refreshBeanFactory();return getBeanFactory();}@Overrideprotected final void refreshBeanFactory() throws IllegalStateException {if (!this.refreshed.compareAndSet(false, true)) {throw new IllegalStateException("GenericApplicationContext does not support multiple refresh attempts: just call 'refresh' once");}this.beanFactory.setSerializationId(getId());}

prepareBeanFactory(beanFactory)

做一些准备工作，初始化一些标准特性，比较重要的部分如下：

提供了BeanFactoryProcessor的支持，在Spring大法属于很重要的环节；
注册了ApplicationListener相关的处理器;
registerResolvableDependency为解决 ”无法找到同接口多实现类“ 提供了一种解决方法，可以在日常中考虑使用（@Qualifier也不错）
提供LoadTimeWeaver支持

protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {//上下文类加载器beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());//设置Bean表达式解析器，在属性填充（populateBean）的时候会用到里面的方法beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));//提供属性编辑器，可以自定义,通过实现PropertyEditorSupport接口beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));//添加 BeanFactoryProcessor 支持的重要环节beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));//忽略给定的自动装配依赖接口,在addBeanPostProcessor 已经初始化了beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);//为避免自动装配时，找不到对应的实现类，给特定的接口添加默认的实现类，beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);//注册早期的 ApplicationListene 处理器beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));//果存在的话,提供 LoadTimeWeaver 支持if (beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));//为类型匹配设置一个临时的 ClassLoader。beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));}//注册默认的环境类相关Beanif (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());}if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());}if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());}
}

postProcessBeanFactory

该方法在父类 AbstractApplicationContext中定义，在AnnotationConfigApplicationContext中并没有实现它。

子类可以通过重写这个方法，在BeanFactory准备好后进行额外操作。

GenericWebApplicationContext作为另外的子类，就实现了该方法：添加了ServletContextAwareProcessor处理器。（有兴趣的可以看看）

protected void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
}

invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

 protected void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {//委托PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors());//如果检测到 LoadTimeWeaver ，则准备编织//例如通过 ConfigurationClassPostProcessor 注册的 @Bean 方法if (beanFactory.getTempClassLoader() == null && beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));}}

这个方法的主要作用是：实例化并调用所有已注册的 BeanFactoryPostProcessor，分析一下关键代码。

首先是委托给了PostProcessorRegistrationDelegate进行调用操作。点进去查看委托的操作。 这部分有点儿意思。

public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List<BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessors) {//如果有的话，首先调用 BeanDefinitionRegistryPostProcessors。Set<String> processedBeans = new HashSet<>();//如果factory属于BeanDefinitionRegistry，则执行以下逻辑（通过扫描获取哪些BeanFactoryPostProcessor需要执行）//而else里面则直接执行 beanFactoryPostProcessors 集合里面的内容//（该类容一般传参的方式为工厂的成员变量 factory.getBeanFactoryPostProcessors（））if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory;List<BeanFactoryPostProcessor> regularPostProcessors = new ArrayList<>();List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> registryProcessors = new ArrayList<>();//对于DefaultListableBeanFactory而言,此处为Empty -->factory.getBeanFactoryPostProcessors 为空for (BeanFactoryPostProcessor postProcessor : beanFactoryPostProcessors) {if (postProcessor instanceof BeanDefinitionRegistryPostProcessor) {BeanDefinitionRegistryPostProcessor registryProcessor =(BeanDefinitionRegistryPostProcessor) postProcessor;registryProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry);registryProcessors.add(registryProcessor);} else {regularPostProcessors.add(postProcessor);}}//不要在此处初始化 FactoryBeans：我们需要保留所有常规 bean 未初始化以让 bean 工厂后处理器应用于它们！// 将实现 PriorityOrdered、Ordered 和其余部分的 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 分开。List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> currentRegistryProcessors = new ArrayList<>();// 1.首先，调用实现 PriorityOrdered 的 BeanDefinitionRegistryPostProcessors。String[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {//获取BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口定义的类，//spring内部定义的扫描类，优先级高于 BeanFactoryPostProcessor,为 BeanFactoryPostProcessor的子类currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();// 2。然后，调用实现 Ordered 的 BeanDefinitionRegistryPostProcessorspostProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();// 3.最后，调用所有其他 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 直到不再出现。boolean reiterate = true;while (reiterate) {reiterate = false;postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (!processedBeans.contains(ppName)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);reiterate = true;}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();}//现在，调用到目前为止处理的所有处理器的 postProcessBeanFactory 回调。invokeBeanFactoryPostProcessors(registryProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(regularPostProcessors, beanFactory);} else {//调用在上下文实例中注册的工厂处理器invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactoryPostProcessors, beanFactory);}//不要在此处初始化 FactoryBeans：我们需要保留所有常规 bean 未初始化以让 bean 工厂后处理器应用于它们！String[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);//将实现 PriorityOrdered、Ordered 和其余部分的 BeanFactoryPostProcessors 分开。List<BeanFactoryPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();for (String ppName : postProcessorNames) {if (processedBeans.contains(ppName)) {/*** skip - already processed in first phase above* 已经先调用完毕了，比如ConfigurationClassPostProcessor，该类实现了 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口* 而BeanDefinitionRegistryPostProcessor是 BeanFactoryPostProcessor的子类，所以这个集合里面还是会得到该类的名称，* 所以此处跳过（不做处理）*/} else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {priorityOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanFactoryPostProcessor.class));} else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {orderedPostProcessorNames.add(ppName);} else {nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);}}// 1.首先，调用实现 PriorityOrdered 的 BeanFactoryPostProcessors。sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);// 2。然后，调用实现 Ordered 的 BeanFactoryPostProcessorsList<BeanFactoryPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>(orderedPostProcessorNames.size());for (String postProcessorName : orderedPostProcessorNames) {orderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));}sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);// 3.最后，调用所有其他 BeanFactoryPostProcessorsList<BeanFactoryPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(nonOrderedPostProcessorNames.size());for (String postProcessorName : nonOrderedPostProcessorNames) {nonOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));}invokeBeanFactoryPostProcessors(nonOrderedPostProcessors, beanFactory);//清除缓存的 merged bean definitions，因为后处理器可能已经修改了原始元数据，例如替换值中的占位符...beanFactory.clearMetadataCache();}

这一段的代码较长，但是重复的段落较多，整体思想还是比较简单的。一层一层的来解析他。

首先明确调用此方法的BeanFactory，是否是用来注册的（beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry），否则直接调用该工厂内定义的beanFactoryPostProcessors

本次调用的是DefaultListableBeanFactory，自然间接继承或实现了BeanDefinitionRegistry。

我们进入内部复杂的初始化操作。在简单看完这里面的代码之后，我们可以发现一些很有趣的东西：

该方法主要是按顺序调用了实现BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的方法。
这个顺序是按照所实现方法上的注解进行判断的，最优先的为@PriorityOrdered标注的实现类，其次是@Ordered，最后是什么都没有的。

重点：beanFactoryPostProcessors加载的优先级判断

其实BeanDefinitionRegistryPostProcessor是继承BeanFactoryPostProcessor的子接口

那么为什么要spring要区分对待呢？
都是beanFactoryPostProcessors处理器，按照@PriorityOrdered→@Ordered→什么都没有的顺序处理一次不就可以了吗？

通过断点，我们发现被扫描出来的，实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的类为：ConfigurationClassPostProcessor

我们之前就提到过了ConfigurationClassPostProcessor：在registerAnnotationConfigProcessors中被注册，是第一个被调用的处理器。

ConfigurationClassPostProcessor负责支持@Configuration的解析，从作用上来说，应当早于所有其他的beanFactoryPostProcessors

到这里我们需要知道两点就可以了：

实现BeanDefinitionRegistryPostProcessor的方法早于实现beanFactoryPostProcessors的方法。
在invokeBeanFactoryPostProcessors中是先处理的前者。二者调用时都是@PriorityOrdered→@Ordered→什么都没有的优先级判断

另外在调用的同时两个接口的实现类会通过getBean()加载到DefaultListableBeanFactory持有的由父级的单例池singletonObjects里面

ConfigurationClassPostProcessor的加载

我们来查看第一个调用并添加到单例池BeanFactory处理器：ConfigurationClassPostProcessor究竟做了什么：

@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {int factoryId = System.identityHashCode(beanFactory);if (this.factoriesPostProcessed.contains(factoryId)) {throw new IllegalStateException("postProcessBeanFactory already called on this post-processor against " + beanFactory);}this.factoriesPostProcessed.add(factoryId);if (!this.registriesPostProcessed.contains(factoryId)) {// BeanDefinitionRegistryPostProcessor hook apparently not supported...// Simply call processConfigurationClasses lazily at this point then.processConfigBeanDefinitions((BeanDefinitionRegistry) beanFactory);}//对Configuration类进行增强enhanceConfigurationClasses(beanFactory);//添加一个 ImportAwareBeanPostProcessor 后置处理器，//其作用是为EnhanceConfiguration类的beanFactory属性赋值。beanFactory.addBeanPostProcessor(new ImportAwareBeanPostProcessor(beanFactory));
}

主要做了两点：

为Configuration类创建代理；
添加一个 ImportAwareBeanPostProcessor后置处理器，为EnhanceConfiguration类的beanFactory属性赋值

这里面牵扯到@ImportAware的实现原理，篇幅有限，暂不展开。具体内容会在其他博客中详细描述。

总结

invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)完成了以下功能：

委托给PostProcessorRegistrationDelegate调用beanFactoryPostProcessors的实现类（包括BeanDefinitionRegistryPostProcessor）；
加载beanFactoryPostProcessors的实现类到单例池里面；
调用ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanFactory的方法，创建对应代理，并添加一个ImportAwareBeanPostProcessor

registerBeanPostProcessors(beanFactory);

调用并注册BeanPostProcessors，原理和invokeBeanFactoryPostProcessors如出一辙，简单分析一下：

protected void registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(beanFactory, this);
}

和BeanFactoryProcessors类似，同样是委托，此处委托给PostProcessorRegistrationDelegate进行相关操作。我们直接点进去：

public static void registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, AbstractApplicationContext applicationContext) {String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.class, true, false);// Register BeanPostProcessorChecker that logs an info message when// a bean is created during BeanPostProcessor instantiation, i.e. when// a bean is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors.//注册 BeanPostProcessorChecker，它会在 BeanPostProcessor 实例化期间创建 bean 时记录信息消息，即当 bean 没有资格被所有 BeanPostProcessor 处理时。int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));// Separate between BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered,// Ordered, and the rest.List<BeanPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();List<BeanPostProcessor> internalPostProcessors = new ArrayList<>();List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();for (String ppName : postProcessorNames) {if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);priorityOrderedPostProcessors.add(pp);if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {internalPostProcessors.add(pp);}} else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {orderedPostProcessorNames.add(ppName);} else {nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);}}// First, register the BeanPostProcessors that implement PriorityOrdered.sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);// Next, register the BeanPostProcessors that implement Ordered.List<BeanPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>(orderedPostProcessorNames.size());for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);orderedPostProcessors.add(pp);if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {internalPostProcessors.add(pp);}}sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);// Now, register all regular BeanPostProcessors.List<BeanPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(nonOrderedPostProcessorNames.size());for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);nonOrderedPostProcessors.add(pp);if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {internalPostProcessors.add(pp);}}registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);// Finally, re-register all internal BeanPostProcessors.sortPostProcessors(internalPostProcessors, beanFactory);registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);//重新注册处理器以将内部 bean 检测为 ApplicationListeners，将其移动到处理器链的末尾（用于获取代理等）beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));
}

大体内容是一样的：按照@PriorityOrdered→@Ordered→什么都没有的优先级调用并注册BeanPostProcessor

不同的地方有以下两个地方：

添加了一个BeanPostProcessorChecker：这是用于记录某些没有被所有BeanPostProcessor的Bean信息。
重新注册了ApplicationListenerDetector:Spring Event的相关机制，此时吧``ApplicationListenerDetector`添加到了处理器的末尾

*ps:addBeanPostProcessor*内部操作时，会先remove，然后再新增，并且放在最后面:addLast方法

initMessageSource();

国际化的一些初始化操作

initApplicationEventMulticaster();

初始化 ApplicationEventMulticaster。如果上下文中没有定义，则使用 SimpleApplicationEventMulticaster。

代码如下，没什么好说的。

protected void initApplicationEventMulticaster() {ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();if (beanFactory.containsLocalBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME)) {this.applicationEventMulticaster =beanFactory.getBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, ApplicationEventMulticaster.class);if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Using ApplicationEventMulticaster [" + this.applicationEventMulticaster + "]");}} else {this.applicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster(beanFactory);beanFactory.registerSingleton(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, this.applicationEventMulticaster);if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("No '" + APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME + "' bean, using " +"[" + this.applicationEventMulticaster.getClass().getSimpleName() + "]");}}
}

onRefresh();

和postProcessBeanFactory,使个模板方法。交给子类实现。AnnotationConfigApplicationContext并没有实现它。

例如GenericWebApplicationContext在这个时候设置了ThemeSource

ThemeSource:主题资源，web时可能需要，没用过。参考即可。

registerListeners();

往 applicationEventMulticaster 添加实现ApplicationListener接口的类

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

初始化所有非 Lazy 的单例 Bean

这是 Spring启动流程的重点，这是Spring启动流程的重点，这是Spring启动流程的重点。重要的事说三遍！

循环依赖的解决及三级缓存的设计都在里面。

关于本方法会在另一篇博客里面详细描述。此处不展开

finishRefresh();

完成上下文刷新，会调用LifecycleProcessor的onRefresh（）方法并发布ContextRefreshedEvent