一文带你理解@RefreshScope注解实现动态刷新原理

概述
RefeshScope这个注解想必大家都用过，在微服务配置中心的场景下经常出现，他可以用来刷新Bean中的属性配置，那大家对他的实现原理了解吗？它为什么可以做到动态刷新呢？

注解的作用
@RefreshScope注解是Spring Cloud中的一个注解，用来实现Bean中属性的动态刷新。

/**
 * Convenience annotation to put a @Bean definition in
 * {@link org.springframework.cloud.context.scope.refresh.RefreshScope refresh scope}.
 * Beans annotated this way can be refreshed at runtime and any components that are using
 * them will get a new instance on the next method call, fully initialized and injected
 * with all dependencies.
 *
 * @author Dave Syer
 *
 */
@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Scope("refresh")
@Documented
public @interface RefreshScope {
 
    /**
     * @see Scope#proxyMode()
     * @return proxy mode
     */
    ScopedProxyMode proxyMode() default ScopedProxyMode.TARGET_CLASS;
 
}
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上面是RefreshScope的源码，该注解被@Scope注解使用，@Scope用来比较Spring Bean的作用域，具体使用参考相关文章。

注解的属性proxyMode默认使用TARGET_CLASS作为代理。
实例
controller中添加@RefreshScope

nacos配置中心中配置

验证, 修改配置中心后，可以不重启动，刷新配置

去掉@RefreshScope 就不会自动刷新。
代码地址： github.com/alvinlkk/aw…

原理解析
为了实现动态刷新配置，主要就是想办法达成以下两个核心目标：

让Spring容器重新加载Environment环境配置变量
Spring Bean重新创建生成
@RefreshScope主要就是基于@Scope注解的作用域代理的基础上进行扩展实现的，加了@RefreshScope注解的类，在被Bean工厂创建后会加入自己的refresh scope 这个Bean缓存中，后续会优先从Bean缓存中获取，当配置中心发生了变更，会把变更的配置更新到spring容器的Environment中，并且同事bean缓存就会被清空，从而就会从bean工厂中创建bean实例了，而这次创建bean实例的时候就会继续经历这个bean的生命周期，使得@Value属性值能够从Environment中获取到最新的属性值，这样整个过程就达到了动态刷新配置的效果。

如果对Scope注解不清楚的可以阅读这篇文章：【Spring注解必知必会】@Scope注解源码解析

获取RefreshScope注解的Bean

通过打上断点查看堆栈可知：

 

因为Class被加上了@RefreshScope注解，那么这个BeanDefinition信息中的scope为refresh，在getBean的的时候会单独处理逻辑。
public abstract class AbstractBeanFactory extends FactoryBeanRegistrySupport implements ConfigurableBeanFactory {
 
protected T doGetBean(
            String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
            throws BeansException {
 
                // 如果scope是单例的情况, 这里不进行分析
                if (mbd.isSingleton()) {
                 .....
                }
                // 如果scope是prototype的情况, 这里不进行分析
                else if (mbd.isPrototype()) {
                    ......
                }
                // 如果scope是其他的情况，本例中是reresh
                else {
                    String scopeName = mbd.getScope();
                    if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {
                        throw new IllegalStateException("No scope name defined for bean '" + beanName + "'");
                    }
                    // 获取refresh scope的实现类RefreshScope，这个类在哪里注入，我们后面讲
                    Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
                    if (scope == null) {
                        throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
                    }
                    try {
                        // 这边是获取bean,调用的是RefreshScope中的的方法
                        Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
                            beforePrototypeCreation(beanName);
                            try {
                                return createBean(beanName, mbd, args);
                            }
                            finally {
                                afterPrototypeCreation(beanName);
                            }
                        });
                        beanInstance = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
                    }
                    catch (IllegalStateException ex) {
                        throw new ScopeNotActiveException(beanName, scopeName, ex);
                    }
                }
            }
            catch (BeansException ex) {
                beanCreation.tag("exception", ex.getClass().toString());
                beanCreation.tag("message", String.valueOf(ex.getMessage()));
                cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
                throw ex;
            }
            finally {
                beanCreation.end();
            }
        }
 
        return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
    }
    
}
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2.RefreshScope继承成了GenericScope类，最终调用的的是GenericScope的get方法

public class GenericScope
        implements Scope, BeanFactoryPostProcessor, BeanDefinitionRegistryPostProcessor, DisposableBean {
                 @Override
    
  public Object get(String name, ObjectFactory objectFactory) {
        // 将bean添加到缓存cache中
        BeanLifecycleWrapper value = this.cache.put(name, new BeanLifecycleWrapper(name, objectFactory));
        this.locks.putIfAbsent(name, new ReentrantReadWriteLock());
        try {
            // 调用下面的getBean方法
            return value.getBean();
        }
        catch (RuntimeException e) {
            this.errors.put(name, e);
            throw e;
        }
    }       
 
private static class BeanLifecycleWrapper {
        
        public Object getBean() {
            // 如果bean为空，则创建bean
            if (this.bean == null) {
                synchronized (this.name) {
                    if (this.bean == null) {
                        this.bean = this.objectFactory.getObject();
                    }
                }
            }
            // 否则返回之前创建好的bean
            return this.bean;
        }
            }
        }
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小结：

从这边的代码中可以印证了上面的说法，创建后的Bean会缓存到scope的cache中，优先从缓存中获取，如果缓存中是null, 则重新走一遍create bean的流程。

RefeshScope Bean的创建
上面的在getBean的时候依赖到RefreshScope这个Bean，那么这个Bean是在什么时候加入到Spring Bean中的呢？答案就是RefreshAutoConfiguration。

配置中心刷新后刷新Bean缓存

配置中心发生变化后，会收到一个RefreshEvent事件，RefreshEventListner监听器会监听到这个事件。
public class RefreshEventListener implements SmartApplicationListener {
 
    
........
 
    public void handle(RefreshEvent event) {
        if (this.ready.get()) { // don't handle events before app is ready
            log.debug("Event received " + event.getEventDesc());
            // 会调用refresh方法，进行刷新
            Set keys = this.refresh.refresh();
            log.info("Refresh keys changed: " + keys);
        }
    }
 
}
 
// 这个是ContextRefresher类中的刷新方法
public synchronized Set refresh() {
        // 刷新spring的envirionment 变量配置
        Set keys = refreshEnvironment();
        // 刷新其他scope
        this.scope.refreshAll();
        return keys;
    }
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refresh方法最终调用destroy方法，清空之前缓存的bean
public class RefreshScope extends GenericScope
        implements ApplicationContextAware, ApplicationListener, Ordered {
 
    @ManagedOperation(description = "Dispose of the current instance of all beans "
            + "in this scope and force a refresh on next method execution.")
    public void refreshAll() {
        // 调用父类的destroy
        super.destroy();
        this.context.publishEvent(new RefreshScopeRefreshedEvent());
    }
}
 
 
@Override
    public void destroy() {
        List errors = new ArrayList();
        Collection wrappers = this.cache.clear();
        for (BeanLifecycleWrapper wrapper : wrappers) {
            try {
                Lock lock = this.locks.get(wrapper.getName()).writeLock();
                lock.lock();
                try {
                    // 这里主要就是把之前的bean设置为null, 就会重新走createBean的流程了
                    wrapper.destroy();
                }
                finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
            catch (RuntimeException e) {
                errors.add(e);
            }
        }
        if (!errors.isEmpty()) {
            throw wrapIfNecessary(errors.get(0));
        }
        this.errors.clear();
    }
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总结
上面是这个RefreshScope实现动态刷新大致的原理，其中里面还有很多细节，可能需要留给大家自己debug去深入理解。