spring最重要的是ioc和aop了，深入spring学习，源码当然必不可少，本文尝试分下spring ioc源码，希望能够对大家深入spring有一定的帮助。

一、AnnotationConfigApplicationContext

spring提供了很多容器，AnnotationConfigApplicationContext是spring提供的一个支持注解式注入的容器，本文从AnnotationConfigApplicationContext容器开始，进行对spring ioc源码探索之旅。

先来分析它的继承关系图，图在下面，已从左至右，从上到下的顺序开始分析，ResourceLoader是一个支持容器从文件系统和类路径加载资源的接口，默认实现是DefaultResourceLoader，ResourcePatternResolver扩展了ResourceLoader接口，能够支持“路径模式”的方式加载资源，也就是路径带*号的，比如说支持/WEB-INF/*-context.xml形式的路径。

MessageSource是支持国际化的接口，ApplicationEventPublisher是spring提供的事件模型，支持发布事件。

BeanFactory是spring的核心接口，是用来访问spring bean的容器，这个接口的实现类会拥有一个bean definitions集合，beanDefinitions是描述spring bean的数据结构。另外spring规定了beanfactory的实现类必须要支持的生命周期接口，也就是spring给我们提供的扩展点，包括BeanNameAware、BeanClassLoaderAware，BeanFactoryAware，EnvironmentAware，EmbeddedValueResolverAware，ResourceLoaderAware，ApplicationEventPublisherAware，BeanPostProcessors等等，关于生命周期接口以后在详细阐述，另外它的扩展接口ListableBeanFactory表示从容器中一次性获取多个spring bean对象。EnviromentCapable是一个暴露容器环境的接口，通过getEnvironment方法，返回当前容器的Environment对象，值得一提的是在ConfigurableApplicationContext中，getEnvironment返回的是ConfigurableEnvironment，也意味着用户可以修改Environment对象。

ApplicationContext是beanfactory的一个扩展容器，继承了ListableBeanFactory，ResourceLoader，ApplicationEventPublisher接口，因此ApplicationContext除了支持beanfactory的功能，还支持加载资源，发布事件，支持国际化等，当然ApplicationContext运行的过程中仅支持可读，不能够进行更改，不过注意的是实现类可以重新加载容器。 ConfigurableApplicationContext继承了ApplicationContext，能够更加灵活的配置容器，比如重新配置环境，增加beanfactory后置处理，追加事件监听器，另外大名鼎鼎的refresh方法就是此接口定义的。

AbstractApplicationContext是ConfigurableApplicationContext的抽象实现类，使用了模板方法设计模式，由子类具体实现，AbstractApplicationContext能够自动注册一些定义在容器内部的bean，包括BeanFactoryPostProcessors、BeanPostProcessors、ApplicationListener，这个等会在源码跟踪的时候在详细阐述。GenericApplicationContext继承了ConfigurableApplicationContext，它有个DefaultListableBeanFactory成员对象，DefaultListableBeanFactory是个很牛逼的beanfactory实现类，可以拿着DefaultListableBeanFactory对象对beanfactory进行很多操作，另外它实现了BeanDefinitionRegistry接口，表示能够将BeanDefinition注册到容器中，下面给出GenericApplicationContext容器的使用代码案例。

 GenericApplicationContext ctx = new GenericApplicationContext();XmlBeanDefinitionReader xmlReader = new XmlBeanDefinitionReader(ctx);xmlReader.loadBeanDefinitions(new ClassPathResource("applicationContext.xml"));PropertiesBeanDefinitionReader propReader = new PropertiesBeanDefinitionReader(ctx);propReader.loadBeanDefinitions(new ClassPathResource("otherBeans.properties"));ctx.refresh();

AnnotationConfigApplicationContext继承了GenericApplicationContext，支持注解式注入，可以使用Configuration，
Component，Bean注解啥的。

二、知识准备

首先要明确一点，在普通的java程序中,是由一个一个对象构成，生命周期是new出来之后，然后由jvm进行销毁，而在spring中，是由bean构成，spring容器管理的是bean，其中最重要的就是一个叫BeanDefinition的数据结构，它是对bean的描述，在BeanDefinition中定义各种bean的属性，比如这个bean是否是单例，是否懒加载，它的类对象是啥等等，所以spring在容器启动过程中，会先将一个一个类转化成BeanDefinition，并存放到一个beanDefinitionMap的map集合，key为beanDefinition的名字，value为beanDefinition，然后根据这个map集合的BeanDefinition所描述的信息，生成实例对象。然后梳理下我们需要知道的AnnotationConfigApplicationContext的数据结构，AnnotationConfigApplicationContext下有个beanfactory的成员变量，它会在调用AnnotationConfigApplicationContext的构造方法中被创建，类型为defaultListableBeanFactory，beanfactory下有个beanDefinitionMap的成员变量，beanDefinitionMap是一个map集合，key为beanDefinition的名字，value为beanDefinition。

三、启动过程分析

看下最基本的启动 AnnotationConfigApplicationContext 容器的例子：

@Configuration
@ComponentScan("com.ls")
public class App
{public static void main( String[] args ){AnnotationConfigApplicationContext context=new AnnotationConfigApplicationContext(App.class);context.getBean("student");}
}@Component
public class Student {private  String name;
}

接下来点进去，发现调用了三个方法，this()、register(componentClasses)、refresh()。

   public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {/**1.生成了一个DefaultListableBeanFactory的beanfactory2.生成一个reader和scanner对象，用于beandifinition的注册3.将一些beanfactoryProcessor注册到beanfactory中，其中有个            ConfigurationClassPostProcessor的beanfactoryProcessor这个很关键，后面它用来解析                component注解，componentscan注解，import注解等等。*/this();/**将启动的类注册到容器中*/register(componentClasses);/**调用刷新方法，这个方法很关键，spring最核心的方法，接下来着重分析这个方法*/refresh();}

点击refresh方法，进入方法体，发现里面代码其实也不多，但里面很复杂，我先大概讲解下每个方法的作用，大家可以先留个印象。我这里说的把类注册到容器的意思是指这个类的beandifinition put到beandifinitionMap中。

@Overridepublic void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {// 容器刷新工作进行的准备//设置定时器，容器的状态设置为激活prepareRefresh();// 获取那个beanFactory对象，其实就是上步那个this（）方法中创建的                //DefaultListableBeanFactory对象，这个代码很简单，下面就不点进去看了。ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();// 配置beanfactory，比如说classloader，post-processorsprepareBeanFactory(beanFactory);try {// 这个是扩展方法，由子类进行重写，对beanfactory进行操作。postProcessBeanFactory(beanFactory);// 调用那些已经注册在beanfactory中的beanfactoryPostProcessors,前面提到过//this方法中，已经注册过一些beanfactoryPostProcessors，就会在这里调用，//ConfigurationClassPostProcessor这个调用完成后是会把component注解，    //componentscan注解的规则的类注册到beanfactory，也就是说会将student这个//类注册到beanfactory中，也就是beandifinitionMap中了。invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);//BeanPostProcessors注册到beanfactory中。registerBeanPostProcessors(beanFactory);// 这个是用于国际化的，暂时先忽略。initMessageSource();//初始化事件多播器，用于发布事件initApplicationEventMulticaster();// 由子类重写，在springboot中就重写这个方法，用于启动嵌入式web容器onRefresh();// 注册事件监听器。registerListeners();// 初始化所有单例的实例finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);//结果刷新，发布有关事件，前面注册的监听器可以进行监听，这个方法很复杂，后面的博客在进行讲解。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();}}}

prepareRefresh方法是容器刷新前的准备工作，比如定时器，激活标识以及初始化一些源文件的环境属性。

 protected void prepareRefresh() {// 开始计时this.startupDate = System.currentTimeMillis();//设置状态this.closed.set(false);this.active.set(true);//打印debug日志if (logger.isDebugEnabled()) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Refreshing " + this);}else {logger.debug("Refreshing " + getDisplayName());}}// 初始化配置的环境属性，由子类重写initPropertySources();// 验证属性getEnvironment().validateRequiredProperties();}

invokeBeanFactoryPostProcessors方法主要是调用beanfactoryPostProcessors方法，也是一个重点方法，

   protected void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors());}

继续点进PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors());会发现这个方法超长，先不慌，其实逻辑很简单。

public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List<BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessors) {Set<String> processedBeans = new HashSet<>();//可以看上面继承图，这个条件是满足的if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {/**BeanDefinitionRegistryPostProcessor是BeanFactoryPostProcessor的子接口，BeanDefinitionRegistryPostProcessor主要是向beanfactory注册beandifinition 的。这里regularPostProcessors存储BeanFactoryPostProcessor的实现类，registryProcessors存储BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类。*/BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory;List<BeanFactoryPostProcessor> regularPostProcessors = new ArrayList<>();List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> registryProcessors = new ArrayList<>();for (BeanFactoryPostProcessor postProcessor : beanFactoryPostProcessors) {if (postProcessor instanceof BeanDefinitionRegistryPostProcessor) {BeanDefinitionRegistryPostProcessor registryProcessor =(BeanDefinitionRegistryPostProcessor) postProcessor;registryProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry);registryProcessors.add(registryProcessor);}else {regularPostProcessors.add(postProcessor);}}//调用步骤为分别顺序调用实现了 PriorityOrdered, Ordered, 其他接口的    //BeanDefinitionRegistryPostProcessorsList<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> currentRegistryProcessors = new ArrayList<>();//第一步先调用实现了PriorityOrdered的BeanDefinitionRegistryPostProcessorsString[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();// 然后调用实现了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();// 最后调用剩余的BeanDefinitionRegistryPostProcessorsboolean 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();}//然后调用 postProcessBeanFactory中的方法invokeBeanFactoryPostProcessors(registryProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(regularPostProcessors, beanFactory);}else {invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactoryPostProcessors, beanFactory);}String[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);// 隔离开来实现了 PriorityOrdered, 或者Ordered，或者其他的beanFactoryPostProcessorList<BeanFactoryPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();for (String ppName : postProcessorNames) {if (processedBeans.contains(ppName)) {}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);}}//第一步调用实现PriorityOrdered的beanFactoryPostProcessorsortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);// 然后调用实现Ordered的beanFactoryPostProcessorList<BeanFactoryPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>();for (String postProcessorName : orderedPostProcessorNames) {orderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));}sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);invokeBeanFactoryPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);// 最后调用其他的List<BeanFactoryPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();for (String postProcessorName : nonOrderedPostProcessorNames) {nonOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));}invokeBeanFactoryPostProcessors(nonOrderedPostProcessors, beanFactory);beanFactory.clearMetadataCache();}

上面有个重要的BeanDefinitionRegistryPostProcessor值得说下，就是前面一直强调的ConfigurationClassPostProcessor，看看它的postProcessBeanDefinitionRegistry方法，里面有个parser.parse(candidates)方法，这个方法解析了@configuration，@componentscan，@import等等注解，继续点进那个parser.parse(candidates)方法，看到有个parse(((AnnotatedBeanDefinition) bd).getMetadata(), holder.getBeanName())的方法，再继续进入processConfigurationClass方法，在继续进入doProcessConfigurationClass方法，终于找到解析注解的地方了。

protected final SourceClass doProcessConfigurationClass(ConfigurationClass configClass, SourceClass sourceClass)throws IOException {if (configClass.getMetadata().isAnnotated(Component.class.getName())) {// Recursively process any member (nested) classes firstprocessMemberClasses(configClass, sourceClass);}//处理 @PropertySource 注解for (AnnotationAttributes propertySource : AnnotationConfigUtils.attributesForRepeatable(sourceClass.getMetadata(), PropertySources.class,org.springframework.context.annotation.PropertySource.class)) {if (this.environment instanceof ConfigurableEnvironment) {processPropertySource(propertySource);}else {logger.info("Ignoring @PropertySource annotation on [" + sourceClass.getMetadata().getClassName() +"]. Reason: Environment must implement ConfigurableEnvironment");}}//处理 @ComponentScan 注解Set<AnnotationAttributes> componentScans = AnnotationConfigUtils.attributesForRepeatable(sourceClass.getMetadata(), ComponentScans.class, ComponentScan.class);if (!componentScans.isEmpty() &&!this.conditionEvaluator.shouldSkip(sourceClass.getMetadata(), ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN)) {for (AnnotationAttributes componentScan : componentScans) {// The config class is annotated with @ComponentScan -> perform the scan immediatelySet<BeanDefinitionHolder> scannedBeanDefinitions =this.componentScanParser.parse(componentScan, sourceClass.getMetadata().getClassName());// Check the set of scanned definitions for any further config classes and parse recursively if neededfor (BeanDefinitionHolder holder : scannedBeanDefinitions) {BeanDefinition bdCand = holder.getBeanDefinition().getOriginatingBeanDefinition();if (bdCand == null) {bdCand = holder.getBeanDefinition();}if (ConfigurationClassUtils.checkConfigurationClassCandidate(bdCand, this.metadataReaderFactory)) {parse(bdCand.getBeanClassName(), holder.getBeanName());}}}}// 解析 @Import 注解processImports(configClass, sourceClass, getImports(sourceClass), true);// 解析 @ImportResource 注解AnnotationAttributes importResource =AnnotationConfigUtils.attributesFor(sourceClass.getMetadata(), ImportResource.class);if (importResource != null) {String[] resources = importResource.getStringArray("locations");Class<? extends BeanDefinitionReader> readerClass = importResource.getClass("reader");for (String resource : resources) {String resolvedResource = this.environment.resolveRequiredPlaceholders(resource);configClass.addImportedResource(resolvedResource, readerClass);}}// 解析 @Bean 注解Set<MethodMetadata> beanMethods = retrieveBeanMethodMetadata(sourceClass);for (MethodMetadata methodMetadata : beanMethods) {configClass.addBeanMethod(new BeanMethod(methodMetadata, configClass));}processInterfaces(configClass, sourceClass);// 解析父类if (sourceClass.getMetadata().hasSuperClass()) {String superclass = sourceClass.getMetadata().getSuperClassName();if (superclass != null && !superclass.startsWith("java") &&!this.knownSuperclasses.containsKey(superclass)) {this.knownSuperclasses.put(superclass, configClass);// Superclass found, return its annotation metadata and recursereturn sourceClass.getSuperClass();}}// 整个解析过程完成return null;}

四、结语

这篇先暂时将spring源码介绍到这，下篇将详细介绍finishBeanFactoryInitialization实例化所有单例对象方法，从源码角度分析spring bean的生命周期和spring是如何解决循环依赖等等。

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庖丁解牛之spring源码系列一

一、AnnotationConfigApplicationContext

二、知识准备

三、启动过程分析

四、结语

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