Spring源码解读(2)-IOC容器bean的实例化

1、概述

    上一节分析了Spring如何读取xml配置文件并最终将配置的POJO类生成一个个BeanDefinition注册到IOC容器的过程，主要是针对直接配置在xml中的标签来分析的，应该来说生成BeanDefinition指数读取配置放入到指定属性中，并不是太难理解。
    IOC的第二步是通过getBean()获取一个bean实例，相对而言，创建一个bean比生成一个BeanDefinition热闹多了，bean的singleton和prototype模式，bean的属性注入，bean的循环依赖，bean方法拦截等等都是创建一个bean要解决的问题，而这一些对于使用者来说无需关注，但如果能了解Spring的实现原理，遇到问题才不会手忙脚乱。

2、BeanFactory

     BeanFactory是Spring提供给我们用于获取bean实例的接口，这个接口很简单，没有多余的方法，只有一个非常核心的getBean()，通过该方法就可以获取一个bean的实例。在Spring中该接口是由DefaultListableBeanFactory实现，真正的业务处理在AbstractBeanFactory类里面，再来回忆下这张类图:

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getBean的入口在DefaultListableBeanFactory，准确来说是在AbstractBeanFactory这个类里面，因为getBean()的很多实现都是在AbstractBeanFactory这个抽象类里面。

3、案例准备

     再来看一下测试案例：

    @Test
    public void testSpringLoad() {
        ClassPathXmlApplicationContext application = new ClassPathXmlApplicationContext("spring/spring-context.xml");
        Person person= (Person) application.getBean("person");
        BeanService beanService= (BeanService) application.getBean("beanService");
        System.out.println(beanService);
        System.out.println(person);
    }

在这个测试案例里，需要通过application获取到一个person和beanService的实例，这个实例在xml的配置信息如下:

通过这些配置，需要得到预期的结果:

• 获取beanService实例，并通过property将属性注入类实例
• 获取person实例，并通过constructor-arg将属性注入类实例

     这两种方式实际上对应了setter注入和构造器注入，由于getBean()里面的实现非常复杂，针对注解和aop使用了几个BeanPostProcessor在bean的不同生命周期执行注入，里面用的类很多，如果把所有的情况都分析下来，估计很快就懵了，所以还是通过这个简单的案例来分析一下Spring是如何实例化bean的，在分析原理时相对而言容易理解一点。

4、getBean思路分析

    BeanFactory里面通过getBean获取bean实例，先来看一下getBean的几个重载:

• getBean(String name)

• getBean(Class requiredType)

• getBean(String name, Class requiredType)

• getBean(String name, Object... args)

    这四个重载方法都用于获取bean实例，通过参数名就可以看出，name就是bean实例化时候的beanId，这个id的值如果通过xml配置就是bean的name属性，如果是注解就是自动生成的，默认是类名的首字母小写。requiredType是需要获取指定Class的bean，这里重点了解一下最后一个重载，这个方法第二个参数是一个动态数组，这个动态数组主要用于指定创建bean实例时候要使用的构造函数的参数列表或者创建bean的工厂方法返回bean的方法参数列表，这也就意味着，我们可以在使用的bean的时候可以通过指定不通的构造参数获取bean的不同对象，常用于工厂模式。

     在看源码以前，首先来想一下如果自己简单实现，应该如何获取一个bean，前面说过IOC实际上就是一个线程安全的hashMap，准确来说是 ConcurrentHashMap,知道这个那就简单了，所以大概应该是这个步骤：

• 通过beanName去第一步生成的BeanDefinitions查找BeanDefinition

• 从BeanDefinition获取className，匹配一个合适的构造函数，通过反射获取一个实例对象

• 从BeanDefinition获取配置的属性值，通过反射注入到实例对象中

• 返回bean实例

    上面的分析步骤是针对getBean(String name) 这个重载方法的，如果是getBean(Class requiredType)则在第二步需要变动一下:

    BeanDefinition提供一个方法resolveBeanClass将配置className解析成beanClass对象，然后从BeanDefinitions查找beanClass为requiredType的对象返回实例。然后进行3、4步骤即可。

    Spring的实现方式实际上复杂得多,简单来说Spring是这么处理得:

• 先从缓存中查找是否已经存在解析过的名为name，如果有，直接返回

• 如果bean是FactoryBean或者是bean工厂类，调用getObject()或者工厂方法获取bean实例

• 匹配合适的构造函数，通过反射创建一个bean的实例

• 通过ObjectFactory提前暴露bean，解决循环依赖的问题

• 调用populateBean方法完成bean的属性注入

• 将实例化完成的bean放入到IOC容器中

    spring中bean的获取，针对注解注入和AOP的入口都是在实现了BeanPostProcessor的类里实现的，这些类共同组成了bean实例化过程中的一部分生命周期，通过上面对getBean的简要分析，接下来就去看看Spring的源码部分吧。

    上面说过，AbstractBeanFactory是创建bean实例的程序入口，具体到方法是doGetBean，由于这个方法比较长，这里只分析比较重要的逻辑，下面的方法比源码有些精简,不过核心业务都是有的：

protected  T doGetBean(final String name, final Class requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly){
//解析bean的真正name，如果bean是工厂类，name前缀会加&，需要去掉
final String beanName = transformedBeanName(name);
//核心1：从单例容器中获取缓存的bean
 Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
 //如果从单例容器中到缓存的bean而且构造函数参数列表为空
if (sharedInstance != null && args == null) 
{   
    //核心2：直接获取实例
    bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}else{
//验证当前bean实例是否正在创建中，如果是 直接抛出异常
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
  }
    //中间省略了通过工厂方式创建bean的代码
    .............
if (!typeCheckOnly)
{
    //核心3：将当前bean实例放入alreadyCreated集合里，标识这个bean准备创建了
    markBeanAsCreated(beanName);
}
    try{
        //从BeanDefinitions中获取该实例的BeanDefinition
        final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
        //检查要创建的实例bean的修饰符，是否允许被实例化
        checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
        //省略了实例化bean的所有依赖bean的过程,创建过程是一样的
         .............
             // Create bean instance.
        if (mbd.isSingleton()) {
         //核心4：创建单例bean
        sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory