Spring註解開發_Spring容器建立概述

蔚然丶丶發表於2022-05-05
Spring

淺嘗Spring註解開發_Spring容器建立概述

淺嘗Spring註解開發，基於Spring 4.3.12
概述Spring容器建立的過程，包括12個方法的執行

淺嘗Spring註解開發_自定義註冊元件、屬性賦值、自動裝配
淺嘗Spring註解開發_Bean生命週期及執行過程
淺嘗Spring註解開發_AOP原理及完整過程分析（原始碼）
淺嘗Spring註解開發_宣告式事務及原理
淺嘗Spring註解開發_簡單理解BeanFactoryPostProcessor、BeanDefinitionRegistryPostProcessor、ApplicationListener
Spring註解開發_Spring容器建立概述

概述12個方法

	//獲取ioc容器
	AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfPropertyValues.class);

	/**
	 * 建立一個新的AnnotationConfigApplicationContext，派生bean定義
	 * 從給定的帶註釋的類，並自動重新整理上下文。
	 * @param 類一個或多個帶註釋的類
	 * e.g. {@link Configuration @Configuration} classes
	 */
	public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {
		this();
		register(annotatedClasses);
		refresh();
	}

	@Override
	public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
		synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
			// 為重新整理準備此上下文。
			prepareRefresh();

			// 告訴子類重新整理內部bean工廠。
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

			// 準備在此上下文中使用bean工廠。
			prepareBeanFactory(beanFactory);

			try {
				// 允許在上下文子類中對bean工廠進行後處理。
				postProcessBeanFactory(beanFactory);

				// 呼叫在上下文中註冊為bean的工廠處理器。
				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

				// 註冊攔截bean建立的bean處理器。
				registerBeanPostProcessors(beanFactory);

				// 初始化此上下文的訊息源。
				initMessageSource();

				// 為此上下文初始化事件多播。
				initApplicationEventMulticaster();

				// 在特定的上下文子類中初始化其他特殊bean。
				onRefresh();

				// 檢查監聽器bean並註冊它們。
				registerListeners();

				// 例項化所有剩餘的(非lazy-init)單例。
				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

				// 最後一步:釋出相應的事件。
				finishRefresh();
			}
        	//...

BeanFactory預處理

BeanFactory的建立及預準備工作

  • BeanFactory 的作用是負責 bean 的建立、依賴注入和初始化，bean 的各項特徵由 BeanDefinition 定義
  • BeanDefinition 作為 bean 的設計藍圖，規定了 bean 的特徵，如單例多例、依賴關係、初始銷燬方法等
  • BeanDefinition 的來源有多種多樣，可以是通過 xml 獲得、配置類獲得、元件掃描獲得，也可以是程式設計新增
  • 所有的 BeanDefinition 會存入 BeanFactory 中的 beanDefinitionMap 集合

1、this()

  1. 先呼叫父類構造器
  2. 宣告兩個類，通過讀取註解或者掃描類路徑讀取BeanDefinition
  3. 初始化了DefaultListableBeanFactory：基於bean定義後設資料的成熟bean工廠，可通過後處理器進行擴充套件，內部定義了 BeanDefinition的Map屬性名beanDefinitionMap，可以操作bean
  4. 註冊了多個（6個）預設的後置處理器

2、register(annotatedClasses)

  1. 校驗傳入的 JavaConfig.class配置類的註解（是否需要忽略）
  2. 處理通用註解
  3. 封裝為BeanDefinitionHolder後，註冊到容器中
  4. 相當於將JavaConfig配置類作為一個Bean註冊到容器中

3、Spring容器的refresh()：建立重新整理

  1. prepareRefresh()：重新整理前的預處理
    1. initPropertySources()[初始化屬性源]：初始化一些屬性設定，空方法，留給子類自定義個性化的屬性設定方法
    2. getEnvironment().validateRequiredProperties()：檢驗屬性的合法等
    3. earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<ApplicationEvent>()：儲存容器中的一些早期的事件，一旦多播機可用就會發布
  2. obtainFreshBeanFactory()(//告訴子類重新整理內部Bean工廠)：獲取新鮮的BeanFactory
    1. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory()類註釋：//大多數可列出的bean工廠要實現的配置介面。 除了 {@link ConfigurableBeanFactory} 之外，它還提供了以下工具： 分析和修改 bean 定義，並預例項化單例。
    2. refreshBeanFactory()：重新整理[建立]BeanFactory
      1. 建立了一個this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory()。補充：這個方法在建立AnnotationConfigApplicationContext的父類GenericApplicationContext的無參構造時呼叫了，註釋是//建立一個新的 GenericApplicationContext
      2. 設定id
    3. getBeanFactory()：返回剛才GenericApplicationContext建立的BeanFactory物件
    4. 將建立的BeanFactory[型別：DefaultListableBeanFactory]返回
  3. prepareBeanFactory(beanFactory)：BeanFactory的預準備工作（BeanFactory進行一些設定）
    1. 設定BeanFactory的類載入器、支援表示式解析器...
    2. 新增部分BeanPostProcessor[型別：ApplicationContextAwareProcessor]
    3. 設定忽略的自動裝配的介面EnvironmentAware、EmbeddedValueResolverAware、xxx...
    4. 註冊可以解析的自動裝配；我們能直接在任何元件中自動注入：BeanFactory、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext...
    5. 新增BeanPostProcessor[型別：ApplicationListenerDetector]，將用於檢測內部 bean 的早期後處理器註冊為 ApplicationListener
    6. 新增編譯時的AspectJ
    7. 給BeanFactory中註冊一些能用的元件；
      1. ConfigurableEnvironment environment： application上下文環境
      2. Map<String, Object> systemProperties：系統屬性
      3. Map<String, Object> systemEnvironment：系統環境變數
  4. postProcessBeanFactory(beanFactory)：BeanFactory準備工作完成後進行的後置處理工作
    1. 子類通過重寫這個方法來在BeanFactory建立並預準備完成以後做進一步的設定

執行BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor是beanFactory的後置處理器

  • BeanFactoryPostProcessor是beanFactory的後置處理器，在BeanFactory標準初始化之後呼叫，來定製和修改BeanFactory的內容，所有的bean定義已經儲存載入到beanFactory，但是bean的例項還未建立

  • 執行BeanFactoryPostProcessor分兩步，先執行BeanDefinitionRegistryPostProcessor，後執行BeanFactoryPostProcessor

  1. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)：執行BeanFactoryPostProcessor的方法。BeanFactoryPostProcessor：BeanFactory的後置處理器。在BeanFactory標準初始化（以上4步）之後執行的，兩個介面：BeanFactoryPostProcessor、BeanDefinitionRegistryPostProcessor

    1. 執行BeanFactoryPostProcessor的方法

      • 先執行BeanDefinitionRegistryPostProcessor

        1. 獲取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor

        2. 看先執行實現了PriorityOrdered優先順序介面的BeanDefinitionRegistryPostProcessor

          postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)

        3. 再執行實現了Ordered順序介面的BeanDefinitionRegistryPostProcessor

          postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)

        4. 最後執行沒有實現任何優先順序或者是順序介面的BeanDefinitionRegistryPostProcessors

          postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)

      • 再執行BeanFactoryPostProcessor的方法

        1. 獲取所有的BeanFactoryPostProcessor

        2. 看先執行實現了PriorityOrdered優先順序介面的BeanFactoryPostProcessor

          postProcessor.postProcessBeanFactory()

        3. 再執行實現了Ordered順序介面的BeanFactoryPostProcessor

          postProcessor.postProcessBeanFactory()

        4. 最後執行沒有實現任何優先順序或者是順序介面的BeanFactoryPostProcessor

          postProcessor.postProcessBeanFactory()

註冊BeanPostProcessor

按照優先順序註冊後置處理器，不執行

  1. registerBeanPostProcessors(beanFactory)：註冊BeanPostProcessor（Bean的後置處理器）攔截Bean的建立

    不同介面型別的BeanPostProcessor，在Bean建立前後的執行時機是不一樣的

    • BeanPostProcessor後置處理器

    • DestructionAwareBeanPostProcessor銷燬感知後置處理器

    • InstantiationAwareBeanPostProcessor例項化感知後置處理器

    • SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor智慧例項化感知後置處理器

    • MergedBeanDefinitionPostProcessor[internalPostProcessors]合併Bean定義資訊後置處理器

    1. 獲取所有的BeanPostProcessor，後置處理器都預設可以通過PriorityOrdered、Ordered介面來執行優先順序

    2. 先註冊PriorityOrdered優先順序介面的BeanPostProcessor

      把每一個BeanPostProcessor新增到BeanFactory中，beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor)

    3. 再註冊Ordered介面的

    4. 最後註冊沒有實現任何優先順序介面的

    5. 最終註冊MergedBeanDefinitionPostProcessor

    6. 註冊一個ApplicationListenerDetector，來在Bean建立完成後檢查是否是ApplicationListener，如果是就新增元件applicationContext.addApplicationListener((ApplicationListener<?>) bean)

初始化MessageSource

國際化

  1. initMessageSource()：初始化MessageSource元件（做國際化功能；訊息繫結，訊息解析）

    1. 獲取BeanFactory

    2. 看容器中是否有id為messageSource的，型別是MessageSource的元件，如果有賦值給messageSource，如果沒有自己建立一個DelegatingMessageSource

      MessageSource：取出國際化配置檔案中的某個key的值；能按照區域資訊獲取

    3. 把建立好的MessageSource註冊在容器中，以後獲取國際化配置檔案的值的時候，可以自動注入MessageSource

      beanFactory.registerSingleton(MESSAGE_SOURCE_BEAN_NAME, this.messageSource)

      MessageSource.getMessage(String code, Object[] args, String defaultMessage, Locale locale)

初始化事件派發器、監聽器

  1. initApplicationEventMulticaster()：初始化事件派發器

    1. 獲取BeanFactory
    2. 從BeanFactory中獲取applicationEventMulticaster的ApplicationEventMulticaster
    3. 如果上一步沒有配置，就建立一個SimpleApplicationEventMulticaster
    4. 將建立的ApplicationEventMulticaster新增到BeanFactory中，以後其他元件直接自動注入

  2. onRefresh()：留給子容器（子類）

    1. 子類重寫這個方法，在容器重新整理的時候可以自定義邏輯；

  3. registerListeners()：給容器中將所有專案裡面的ApplicationListener註冊進來；

    1. 從容器中拿到所有的ApplicationListener

    2. 將每個監聽器新增到事件派發器中

      getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName)

    3. 派發之前步驟產生的事件

建立Bean準備、完成

有代理物件就用，沒有就建立，然後在初始化前後準備各種後置處理器，建立完成後放入各種Map

  1. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)：初始化所有剩下的單例項bean

    1. beanFactory.preInstantiateSingletons()：初始化剩下的單例項bean

      1. 獲取容器中的所有Bean，依次進行初始化和建立物件

      2. 獲取Bean的定義資訊：RootBeanDefinition

      3. 判斷Bean不是抽象的，是單例項的，不是懶載入

        1. 判斷是否是FactoryBean，是否是實現FactoryBean介面的Bean

        2. 如果不是工廠Bean。利用getBean(beanName)：建立物件

          1. 這個getBean(beanName)就是平時測試類中用到的ioc.getBean()

          2. doGetBean(name, null, null, false)

          3. 先獲取快取中儲存的單例項Bean。this.singletonObjects.get(beanName)，如果能獲取到說明這個Bean之前被建立過（所有建立過的單例項Bean都會被快取起來）

            可以從private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256)屬性獲取到

          4. 快取中獲取不到，開始Bean的建立物件流程，使用BeanFactory

          5. 標記當前bean已經被建立markBeanAsCreated(beanName)

          6. 獲取Bean的定義資訊

          7. 【獲取當前Bean依賴的其他Bean，mbd.getDependsOn()，如果有按照就getBean()把依賴的Bean先建立出來】

          8. 啟動單例項Bean的建立流程

            1. 進入匿名類的createBean(beanName, mbd, args)方法（可以打斷點進入）

            2. Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse)[給 BeanPostProcessors 一個返回代理而不是目標 Bean 例項的機會]：讓BeanPostProcessor先攔截返回代理物件

              【InstantiationAwareBeanPostProcessor提前執行，就是在AOP中先於BeanPostProcessor執行的那個元件】

              • 先觸發：postProcessBeforeInstantiation()例項化前的後處理
              • 如果有返回值，觸發：postProcessAfterInitialization()初始化後的後處理

            3. 如果前面的InstantiationAwareBeanPostProcessor沒有返回代理物件，呼叫第4步建立Bean

            4. Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args)：建立Bean

              1. 【建立Bean例項】：createBeanInstance(beanName, mbd, args)

                利用工廠方法或者物件的構造器建立出Bean例項

              2. applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName)[允許後處理器修改合併的 Bean 定義。]

                呼叫MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName)

              3. 【Bean屬性賦值】populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)

                賦值之前：

                1. 拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor後置處理器：

                  postProcessAfterInstantiation()例項化後的後處理（對應上面（8.2））

                2. 拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor後置處理器：

                  ibp.postProcessPropertyValues()後處理屬性值

                開始賦值：

                1. 應用Bean屬性的值；為屬性利用setter方法等進行賦值：

                  applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs)

              4. 【Bean初始化】initializeBean(beanName, exposedObject, mbd)：

                1. 【執行Aware介面方法】invokeAwareMethods(beanName, bean)：執行xxxAware介面的方法，如BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware

                2. 【在初始化之前應用 BeanPostProcessors】applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName)

                  BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()

                3. 【執行初始化方法】invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd)

                  1. 是否是InitializingBean介面的實現；執行介面規定的初始化
                  2. 是否自定義初始化方法

                4. 【在初始化之後應用 BeanPostProcessors】applyBeanPostProcessorsAfterInitialization

                  BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()

              5. 註冊Bean的銷燬方法

            5. 將建立的Bean新增到快取中singletonObjects

ioc容器就是這些Map，很多的Map裡面儲存了單例項Bean，環境資訊...

所有Bean都利用getBean建立完成以後：檢查所有的Bean是否是SmartInitializingSingleton[智慧初始化單例]介面的，如果是，就執行afterSingletonsInstantiated()在單例例項化之後

容器建立完成

  1. finishRefresh()：完成BeanFactory的初始化建立工作，IOC容器就建立完成

    1. initLifecycleProcessor()：初始化和生命週期有關的後置處理器：LifecycleProcessor

      1. 預設從容器中找是否有lifecycleProcessor的元件【LifecycleProcessor】；

      2. 如果沒有new DefaultLifecycleProcessor();

      3. 加入到容器onRefresh()

        寫一個LifecycleProcessor的實現類，可以在BeanFactory的生命週期onRefresh()、onClose()處攔截

    2. getLifecycleProcessor().onRefresh()

      拿到前面定義的生命週期處理器（BeanFactory），回撥onRefresh()

    3. publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this))：釋出容器重新整理完成事件

    4. LiveBeansView.registerApplicationContext(this)

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