一篇文章让你理解 Spring IOC容器创建过程

1. Spring扩展原理

1.1 BeanFactoryPostProcessor

BeanFactory后置处理器，该接口定义了postProcessBeanFactory方法，这个方法在BeanFactory标准初始化之后调用，来定制和修改BeanFactory的内容，所有的bean定义已经保存加载到beanFactory，但是bean的实例还未创建

• 原理

1. 容器创建对象，刷新容器 refresh()
2. 刷新的时候，执行invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory),这个方法是在finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)bean创建之前执行的，所以说BeanFactoryPostProcessor执行是在bean实例创建之前执行的
3. 直接在BeanFactory中找到所有类型是BeanFactoryPostProcessor的组件，并执行他们的方法

1.2 BeanDefinitionRegistryPostProcessor

这个接口是BeanFactoryPostProcessor的子类，里面定义了postProcessBeanDefinitionRegistry方法，这个方法在所有bean定义信息将要被加载，bean实例还未创建的的时候执行。优先于BeanFactoryPostProcessor执行。利用BeanDefinitionRegistryPostProcessor给容器中再额外添加一些组件。

• 原理

1. 容器对象创建
2. refresh() - > invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
3. 从容器中获取到所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor组件
   依次触发所有的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
   再来触发postProcessBeanFactory()方法BeanFactoryPostProcessor；
4. 再来从容器中找到BeanFactoryPostProcessor组件；然后依次触发postProcessBeanFactory()方法

1.3 ApplicationListener

监听容器中发布的事件。
public interface ApplicationListener 监听ApplicationEvent以及子类

• 自定义监听器

1. 创建一个类实现ApplicationListener，实现onApplicationEvent方法，监听某个事件（ApplicationEvent)
2. 将这个类注册到容器中
3. 只要容器中有相关事件的发布，就能监听到这个事件，如：
   ContextRefreshedEvent：容器刷新完成（所有bean都完全创建）会发布这个事件；
   ContextClosedEvent：关闭容器会发布这个事件；
4. 发布一个事件
   applicationContext.publishEvent()
   applicationContext.publishEvent(new ApplicationEvent(new String("自定义event")) { });

• ContextRefreshedEvent 源码

1. 容器创建对象 ，刷新容器refresh()
2. finishRefresh()，publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this))，发布ContextRefreshedEvent事件

• 发布事件流程

1. 获取事件的多播器（派发器）：getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(applicationEvent, eventType)
2. 派发事件，执行multicastEvent：获取所有的applicationListener，如果有executor，可以支持使用Executor进行异步派发，否则，同步的方式直接执行invokeListener(listener, event)， 拿到listener回调onApplicationEvent方法。

• 事件多播器(派发器）
  事件多播器的任务就是调用multicastEvent()方法，通知所有listener，事件发布了，listener执行相应的onApplicationEvent方法。
  事件多播器的获取流程：

1. 容器创建对象，refresh()刷新
2. 刷新的时候执行initApplicationEventMulticaster()，初始化事件多播器：
   如果容器中有，就拿出来赋给applicationEventMulticaster
   如果没有，就创建一个SimpleApplicationEventMulticaster，并且加入到容器中，我们就可以在其他组件要派发事件时，自动注入这个applicationEventMulticaster

• 容器中的监听器

监听器的注册流程：

1. 容器对象创建，执行refresh()刷新的时候，执行registerListeners方法
2. registerListeners方法，获取容器中的所有listener，并将listeners注入到多播器中，源码：

//获取所有的listener
String[] listenerBeanNames = getBeanNamesForType(ApplicationListener.class, true, false);
for (String listenerBeanName : listenerBeanNames) {
	//将listener注入到多播器中
	getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName);
}

• @EventListener
  指定某个方法监听某个事件，比如指定UserService类中的listen方法监听ApplicationEvent事件

@Component
public class UserService {
    @EventListener(classes=ApplicationEvent.class)//classes为要监听的类型，可以是数组
    public void lisetn(ApplicationEvent event){
        System.out.println("UserService..."+event);
    }
}

• 原理
  @EventListener 注解，使用EventListenerMethodProcessor处理器来解析方法上的@EventListener，EventListenerMethodProcessor实现了SmartInitializingSingleton接口，这个接口只有一个afterSingletonsInstantiated方法。这个方法会在所有单实例bean已经全部被创建完之后执行。

SmartInitializingSingleton原理：

1. ioc容器创建对象并refresh()；
2. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)，初始化剩下的单实例bean；
   先创建所有的单实例bean，getBean();
   获取所有创建好的单实例bean，判断是否是SmartInitializingSingleton类型的；
   如果是就调用afterSingletonsInstantiated();

2. Spring 容器创建过程

这里主要讲解spring 容器创建过程中的refresh过程。

2.1 prepareRefresh()

• 刷新前的预处理

1. initPropertySources()：初始化一些属性设置，子类重写这个方法自定义属性
2. getEnvironment().validateRequiredProperties()：检验属性的合法等
3. this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet()，保存容器中早期的一些事件

2.2 obtainFreshBeanFactory()

• 获取BeanFactory

1. refreshBeanFactory()：刷新BeanFactory，设置id，beanFactory是在GenericApplicationContext这个类的无参构造器中创建的
2. getBeanFactory()：获取BeanFactory
3. 返回BeanFactory【DefaultListableBeanFactory】

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

2.3 prepareBeanFactory(beanFactory)

• BeanFactory的预准备工作（设置BeanFactory中的一些属性）

1. 设置BeanFactory的类加载器、支持表达式解析器…
2. 添加部分BeanPostProcessor【ApplicationContextAwareProcessor】
3. 设置忽略的自动装配的接口EnvironmentAware、EmbeddedValueResolverAware、xxx；
4. 注册可以解析的自动装配；我们能直接在任何组件中自动注入：
   BeanFactory、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext
5. 添加BeanPostProcessor【ApplicationListenerDetector】
6. 添加编译时的AspectJ；
7. 给BeanFactory中注册一些能用的组件；
   environment【ConfigurableEnvironment】
   systemProperties【Map】
   systemEnvironment【Map】

2.4 postProcessBeanFactory(beanFactory)

-BeanFactory准备工作完成后进行的后置处理工作

1. 子类可以重写这个方法，在beanFactory创建及与准备完成后，进行一些后置处理工作

前四步是beanFactory的创建及与准备阶段（标准初始化）。

2.5 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)

• 执行BeanFactoryPostProcessor的方法
  两个接口：BeanFactoryPostProcessor、BeanDefinitionRegistryPostProcessor

先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor中的postProcessBeanDefinitionRegistry方法

1. 获取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor
2. 先执行实现了PriorityOrdered优先级接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor中的方法
3. 再执行实现了Ordered顺序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor中的方法
4. 最后执行实现任何优先级或者是顺序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor中的方法
5. 后执行BeanFactoryPostProcessor中的postProcessBeanFactory(beanFactory)方法，执行过程和BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口一样，都是先执行实现了PriorityOrdered、Ordered接口的BeanFactoryPostProcessor中的方法。

2.6 registerBeanPostProcessors(beanFactory)

• 注册BeanPostProcessor（Bean的后置处理器）

不同接口类型的BeanPostProcessor；在Bean创建前后的执行时机是不一样的
BeanPostProcessor接口
DestructionAwareBeanPostProcessor、
InstantiationAwareBeanPostProcessor、
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor、
MergedBeanDefinitionPostProcessor【internalPostProcessors】

1. 获取所有的 BeanPostProcessor。后置处理器都默认可以通过PriorityOrdered、Ordered接口来执行优先级
2. 先注册PriorityOrdered优先级接口的BeanPostProcesso，把每一个BeanPostProcessor都添加到BeanFactory中
   beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor);
3. 再注册Ordered接口的
4. 最后注册没有实现任何优先级接口的
5. 之后注册MergedBeanDefinitionPostProcessor；
6. 最后注册一个ApplicationListenerDetector；来在Bean创建完成后检查是否是ApplicationListener，如果是
   applicationContext.addApplicationListener((ApplicationListener) bean)，注册到容器中

2.7 initMessageSource()

• 初始化MessageSource组件（做国际化功能；消息绑定，消息解析）

1. 先获取 BeanFactory
2. 判断BeanFactory中是否有id为messageSource这个组件，有的话就赋给messageSource，没有，就创建一个DelegatingMessageSource，并且在容器中注册，方便其他地方使用。

MessageSource：取出国际化配置文件中的某个key的值；能按照区域信息获取

2.8 initApplicationEventMulticaster()

• 初始化事件多播器

1. 先获取beanFactory
2. 判断beanFactory中是否有applicationEventMulticaster，如果有的话，取出赋给applicationEventMulticaster，没有，就创建一个
   SimpleApplicationEventMulticaster，并且在容器中注册，方便在其他地方使用

2.9 onRefresh()

子类（子容器）重写这个方法，在容器刷新的时候可以执行自定义逻辑

2.10 registerListeners()

• 注册监听器

1. 获取所有的ApplicationListener
2. 将这些ApplicationListener添加到事件派发器中
3. 判断之前步骤产生的事件earlyApplicationEvents是否为空，如果不为空，就派发

2.11 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)

初始化所有剩下的单实例bean

1. 主要看preInstantiateSingletons()方法，这个方法初始化剩下的bean

1. 获取容器中的所有Bean
2. 获取Bean的定义信息；RootBeanDefinition
3. 判断，如果bean不是抽象的，是单例的，不是懒加载的
   判断是否是实现FactoryBean接口的Bean；
   不是工厂Bean。利用getBean(beanName)创建对象，这个getBean和ApplicationContext.getBean是同一个方法

2. getBean过程

1. doGetBean(name, null, null, false)
2. getSingleton(beanName)先获取缓存中保存的单实例Bean。如果能获取到说明这个Bean之前被创建过（所有创建过的单实例Bean都会被缓存起来）从private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap(256) 获取
3. 缓存中获取不到，开始Bean的创建对象流程；
4. 标记当前bean已经被创建，markBeanAsCreated(String beanName)
5. 获取Bean的定义信息，getMergedLocalBeanDefinition(beanName)
6. 获取当前Bean依赖的其他Bean（相当于xml中标签中的depends-on属性），如果有按照getBean()把依赖的Bean先创建出来；
7. 启动单实例Bean的创建流程，这里是调用getSingleton(String beanName, ObjectFactory singletonFactory)方法，里面新建了一个beanFactory，并且实现了getObject方法，是通过createBean创建的bean

getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
						@Override
						public Object getObject() throws BeansException {
							try {
								return createBean(beanName, mbd, args);
							}
							。。。
						}
					});

3. createBean(beanName, mbd, args)

1. Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse)，让BeanPostProcessor先拦截返回代理对象‘
2. 提前执行实现了InstantiationAwareBeanPostProcessor接口的类的方法
   先执行：postProcessBeforeInstantiation()，bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName)
   如果有返回值：触发postProcessAfterInitialization()；
3. 如果前面的InstantiationAwareBeanPostProcessor没有返回代理对象；调用4
4. doCreateBean(beanName, mbdToUse, args)，创建Bean

4. doCreateBean

1. 创建Bean实例，createBeanInstance(beanName, mbd, args)
   利用工厂方法或者对象的构造器创建出Bean实例
2. applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName)，调用MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName)方法
3. Bean属性赋值populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)
   赋值之前
   拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor后置处理器,执行postProcessAfterInstantiation方法
   拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor后置处理器，执行postProcessPropertyValues方法
   赋值：applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs)，应用Bean属性的值；为属性利用setter方法等进行赋值；

5. bean 创建好并赋值后，就进行初始化initializeBean

1. 执行Aware接口方法，invokeAwareMethods(beanName, bean)，有BeanNameAware\BeanClassLoaderAware\BeanFactoryAware
2. 执行后置处理器初始化之前的方法，applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
   BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization（）
3. 执行初始化方法，invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd)
   是否是InitializingBean接口的实现；执行接口规定的初始化方法；
   是否自定义初始化方法；
4. 执行后置处理器初始化之后的方法，applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName)
   BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()

bean 初始化完成之后，registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd)，注册bean的销毁方法

到这里，bean就创建完成了。
创建完成之后，将创建的Bean添加到缓存中singletonObjects，addSingleton(beanName, singletonObject)

IOC容器就是很多的Map，里面保存了bean的信息、环境信息等各种各样的信息

所有Bean都利用getBean创建完成以后，检查所有的Bean是否是SmartInitializingSingleton接口的，如果是，就执afterSingletonsInstantiated()。

2.12 finishRefresh()

• 完成beanFactory的创建工作

1. initLifecycleProcessor()，初始化和生命周期有关的处理器，LifecycleProcessor
   默认从容器中找是否有LifecycleProcessor的组件【LifecycleProcessor】，如果没有就新建一个DefaultLifecycleProcessor，并加入到容器中
   可以写一个类实现LifecycleProcessor接口，重写onRefresh()、onClose()方法，在beanFactory刷新完成或者close后回调相关方法
2. getLifecycleProcessor().onRefresh()，拿到前面定义的生命周期处理器（BeanFactory），回调onRefresh()
3. publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this))，发布容器刷新完成事件
4. LiveBeansView.registerApplicationContext(this)

至此，容器创建及初始化完成

3. 总结

1. Spring容器在启动的时候，先会保存所有注册进来的Bean的定义信息；

• xml注册bean；
• 注解注册Bean；@Service、@Component、@Bean、xxx

2. Spring容器会合适的时机创建这些Bean

• 用到这个bean的时候；利用getBean创建bean；创建好以后保存在容器中；
• 统一创建剩下所有的bean的时候；finishBeanFactoryInitialization()；

3.后置处理器；BeanPostProcessor

每一个bean创建完成，都会使用各种后置处理器进行处理；来增强bean的功能；
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:处理自动注入
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator:来做AOP功能；
xxx…
增强的功能注解：
AsyncAnnotationBeanPostProcessor
…

4. 事件驱动模型；

ApplicationListener；事件监听；
ApplicationEventMulticaster；事件派发：

参考：
Spring注解驱动教程