Spring源码解读之Context初始化 - 《框架》

Spring的初始化需要依赖开发者的配置进行。通常有两种配置方式：xml配置文件方式和注解配置方式。由于xml方式比较古老陈旧，本文采取注解方式来解读spring context的初始化过程。首先创建一个简单的maven工程，引入sping-context包:

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.2.1.RELEASE</version>
</dependency>

然后创建一个配置类，表明需要创建初始化哪些对象：

@Configuration
public class BeanConfigure {
    @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "destroy")
    public ExampleBean createExampleBean() {
        return new ExampleBean();
    }
}

在这个配置中，使用@Configuration注解标示一个配置类。然后使用@Bean注解标示一个实例化对象的方法。

在@Bean里的两个属性initMethod和destroyMethod分别表明对象创建和销毁时需要调用的方法。

创建一个main方法：

ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.ammyhaber.spring");

只需要一行代码，即可初始化spring context

由于使用的是注解配置，所以new出AnnotationConfigApplicationContext的实例。传入的参数是扫描注解的基础包路径。

开始debug进入源码：
屏幕快照 2019-12-20 22.26.56.png
首先进入的是AnnotationConfigApplicationContext的父类AbstractApplicationContext的静态代码块中。上图所示的方法只是为了提前加载ContextClosedEvent这个类，以避免类加载器的问题。

然后调用AnnotationConfigApplicationContext的构造方法，里面只调用了三个方法，分别是自己的无参构造，scan(basePackages),refresh()。

从该构造方法的注释中，可知该方法扫描基础包及其子包中的spring组件，注册组建的bean definition并且自动刷新context。

先进入无参构造：

该无参构造中只创建了两个对象reader和scanner。从名字可知是用来读取注解定义的Bean和扫描这些Bean定义的。先忽略这两个对象里面的细节。
随后进入scan方法，该方法比较简单，只是调用了scanner的scan()方法，传入基础包路径。略过。

在scanner的scan()方法中，主要调用了doScan()方法工作。下面是doScan()方法的主要代码(略去了不重要的代码):

protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = new LinkedHashSet<>();
    for (String basePackage : basePackages) {
        Set<BeanDefinition> candidates = findCandidateComponents(basePackage);
        for (BeanDefinition candidate : candidates) {
            ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate);
            candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
            String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
            if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
                BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
                beanDefinitions.add(definitionHolder);
                registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
            }
        }
    }
    return beanDefinitions;
}

上面的方法中，首先是对传入的基础包路径数组进行遍历。在第4行，获取该包及其子包下的Bean的BeanDefinition。

findCandidateComponents(basePackage)方法的细节不深究。主要步骤是通过将包路径转换成文件系统的路径，然后创建FileSystemResource对象，之后获取到Bean里的信息，通过这些信息创建ScannedGenericBeanDefinition对象。即为Bean的描述类。

第6，7行设置Bean的Scope，默认是单例的。
第10行创建BeanDefinitionHolder对象。
第12行调用registerBeanDefinition()方法，该方法主要是将BeanDefinitionHolder对象放入到容器里。如下所示：

/** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
/** List of bean definition names, in registration order. */
private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<>(256);

这样，整个scan()方法就完成了主要的工作了。
refresh()做了很多事情，代码如下：

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // Prepare this context for refreshing.
        prepareRefresh();
        // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        // Prepare the bean factory for use in this context.
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // Register bean processors that intercept bean creation.
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // Initialize message source for this context.
            initMessageSource();
            // 初始化事件发布者
            initApplicationEventMulticaster();
            // Initialize other special beans in specific context subclasses.
            onRefresh();
            // 将监听器注册到事件发布者
            registerListeners();
            // 实例化其余的非懒加载的单例
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            // Last step: publish corresponding event.
            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();
        }
    }
}

其中Bean的实例化是在36行finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);方法中进行的。原理就是获取类的Class对象，get里面的构造器(Constructor)对象，然后反射创建对象。

F&Q：

Bean中如果注入了Bean，那么是在哪装配的呢，工作流程是怎样的？
初始化过程中，主要是哪些对象在工作。它们的结构是怎样的。分别扮演什么角色？
整个初始化过程中，涉及到哪些设计模式？
Bean实例是存放在哪个容器里的？
如何解决的循环依赖？