Spring启动流程详解
通常，我们说的 Spring 启动，就是构造 ApplicationContext 对象以及调用 refresh() 方法的过程。
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext ( Application . class ) ;
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext ( ) ;
context. register ( Application . class ) ;
context. refresh ( ) ;
ApplicationContext 的定位是 Spring 的应用上下文, 负责管理和组织应用程序的各个部分. 从代码层面来说, ApplicationContext 是一个 BeanFactory, 从架构层面来说, ApplicationContext 是比 BeanFactory 更加高级的存在, 它统御 BeanFactory, EnvironmentCapable, MessageSource 等这些组件完成相应的功能, BeanFactory 只是它的一个零件而已. GenericApplicationContext 不继承 DefaultListableBeanFactory 而是将之作为一个属性, 从 BeanFactory 继承来的功能全部委托其持有的 DefaultListableBeanFactory 来执行
大致做了下面的一些事情
构造了一个 DefaultListableBeanFactory 对象 初始化一些基础架构组件 解析配置类, 得到 BeanDefinition, 注册到 BeanFactory 中
解析 @ComponentScan, 完成扫描 解析 @Import 解析 @Bean … 初始化 MessageSource 支持国际化 初始化 ApplicationEventMulticaster 支持事件机制, 将用户定义的 ApplicationListener 添加到 ApplicationContext 中 创建 非懒加载的单例 Bean, 并存在 BeanFactory 的单例池中 调用 Liftcycle Bean 的 start 方法 发布 ContextRefreshedEvent 事件 由于 Spring 启动过程中要创建非懒加载的单例 Bean 对象, 那么就需要用到 BeanPostProcessor, 所以 Spring 在启动过程中就需要做两件事
生成默认的 BeanPostProcessor 对象, 并添加到 BeanFactory 中
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor, 处理@Autowired, @Value CommonAnnotationBeanPostProcessor, 处理@Resource, @PostConstruct, @PreDestroy ApplicationContextAwareProcessor, 处理 ApplicationContextAware 等回调 找到外部用户所定义的 BeanPostProcessor 对象 (类型为 BeanPostProcessor 的 Bean 对象), 并添加到 BeanFactory 中 AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext ( Application . class ) ;
public AnnotationConfigApplicationContext ( Class < ? > . . . componentClasses) {
this ( ) ;
register ( componentClasses) ;
refresh ( ) ;
}
public AnnotationConfigApplicationContext ( ) {
StartupStep createAnnotatedBeanDefReader = this . getApplicationStartup ( ) . start ( "spring.context.annotated-bean-reader.create" ) ;
this . reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader ( this ) ;
createAnnotatedBeanDefReader. end ( ) ;
this . scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner ( this ) ;
}
AnnotationConfigApplicationContext
调用父类 GenericApplicationContext 的构造方法, 生成 DefaultListableBeanFactory 并赋值给 this.beanFactory 构造 AnnotatedBeanDefinitionReader, 添加一些基础的 PostProcessor, 为 ApplicationContext 提供 register BeanDefinition 的功能
设置 BeanFactory 的 dependencyComparator 为 AnnotationAwareOrderComparator, 它是一个Comparator, 是用来进行排序的, 会获取某个对象上的 Order 注解或者通过实现 Ordered 接口所定义的值进行排序 设置 BeanFactory 的 autowireCandidateResolver 为 ContextAnnotationAutowireCandidateResolver, 多级继承, 每级提供不同的功能, 如 @Lazy 字段生成代理, @Qualifier 解析, 判断某个 Bean 是否可用于依赖注入 (isAutowireCandidate) 添加 BeanDefinition ConfigurationClassPostProcessor, 是一个 BeanFactoryPostProcessor, 用于解析配置类, 涉及到扫描 添加 BeanDefinition AutowiredAnnotationBeanPostProcessor, 用于处理与 @Autowired, @Value 注解相关的内容, 包括推断构造方法, 依赖注入点查找, 执行注入 等 添加 BeanDefinition CommonAnnotationBeanPostProcessor, 用于处理与 @Resource, @PostConstruct, @PreDestroy 注解相关的内容, 包括依赖注入点查找, 执行依赖注入 等 添加 BeanDefinition EventListenerMethodProcessor, 具体见下方 refresh 中的 registerListeners 阶段, 一个 Bean 中如果有一个方法加了 @EventListener 注解, 将由 EventListenerMethodProcessor 解析处理, 它是一个 BeanFactoryPostProcessor, EventListenerMethodProcessor 实现了 SmartInitializingBean 接口, 当所有非懒加载单例 Bean 创建完后, 会调用实现该接口的 Bean 的 afterSingletonsInstantiated 方法, 方法内, 拿到所有 BeanNames, 遍历调用 processBean 方法, 找到其加了 EventListener 注解的方法, 现在还不能去调用, 默认使用 DefaultEventListenerFactory 将该方法构造成 ApplicationListenerMethodAdapter (实现了 ApplicationListener), 添加到 ApplicationContext 的 listener 中 添加 BeanDefinition DefaultEventListenerFactory, 同上 构造 ClassPathBeanDefinitionScanner, 可以用来扫描得到并注册 BeanDefinition
设置 this.includeFilters = AnnotationTypeFilter(Component.class) 设置 environment 设置 resourceLoader 利用 reader 注册 Application.class 为 BeanDefinition, 类型为 AnnotatedGenericBeanDefinition
void refresh ( ) throws BeansException , IllegalStateException ;
这是 ConfigurableApplicationContext 接口上 refresh 方法的注释, 意思是: 加载或刷新持久化的配置, 可能是XML文件, 属性文件, 关系数据库中存储的. 由于这是一个启动方法, 如果失败, 它应该销毁已经创建的单例, 以避免占用资源. 换句话说, 在调用该方法之后, 应该实例化所有的单例, 或者根本不实例化单例
Spring 提供了多种 ApplicationContext, 可刷新的和不可刷新的, 不能刷新是指不能重复刷新, 只能调用一次 refresh 方法, 第二次时会报错
AbstractRefreshableApplicationContext, AbstractRefreshableWebApplicationContext, AnnotationConfigWebApplicationContext GenericApplicationContext, AnnotationConfigApplicationContext ConfigurableApplicationContext#refresh, 以 AnnotationConfigApplicationContext 为例
prepareRefresh
给子类提供了额外添加 kv 到 Environment 的方式, 检查必要 kv 是否存在, 额外赋了几个值 obtainFreshBeanFactory
给子类提供刷新 BeanFactory 的抽象, 由子类决定是否支持, 支持的话, 销毁旧 Bean, 关闭旧 BeanFactory, 重新创建新的 BeanFactory, 返回 BeanFactory SpringMVC / SpringBoot 等可能需要刷新容器, 比如热部署等 prepareBeanFactory
设置 BeanFactory 的类加载器 设置 BeanFactory 的表达式解析器, StandardBeanExpressionResolver, 用来解析 SpringEL 添加类型转化注册器, ResourceEditorRegistrar, 自带注册一些默认的 String 转其他对象的转换器 添加 BeanPostProcessor ApplicationContextAwareProcessor, 用来执行 ApplicationContext 相关 Aware 的 Setter 回调方法 添加 ignoredDependencyInterfaces, 忽略指定接口对应 Setter 方法在依赖注入阶段的执行, 因为在依赖注入阶段后还有 Aware 执行阶段也要执行, 否则会执行两次, 没有必要. 比如通过 @Bean(byType/byName) 配置的 Bean, 在依赖注入时会判断实现的接口是否在这个列表中, 在的话就不执行对应 Setter 方法. 而如果给对应 Setter 方法加上 @Autowired 注解则没有此效果, 依赖注入阶段会因 @Autowired 的原因注入一次, 后面的 Aware 阶段又会执行一次
AbstractAutowireCapableBeanFactory - autowireByType/autowireByName- unsatisfiedNonSimpleProperties - isExcludedFromDependencyCheck - isSetterDefinedInInterface 里面就会用到 ignoredDependencyInterfaces 这个列表 EnvironmentAware, EmbeddedValueResolverAware, ResourceLoaderAware, ApplicationEventPublisherAware, MessageSourceAware, ApplicationContextAware, ApplicationStartupAware BeanNameAware, BeanFactoryAware, BeanClassLoaderAware, 这三个在构造 DefaultListableBeanFactory 的时候添加 添加 resolvableDependencis, 指定某些类型对应的 Bean, 比如要通过 @Autowired 注入一个 ApplicationContext, 我们没有配置这样的 Bean, 但仍然能注入成功, 就是因为这个原因. 在 ByType 依赖注入时, 会先从这个属性中根据类型找 Bean
BeanFactory: BeanFactory ResourceLoader: ApplicationContext ApplicationEventPublisher: ApplicationContext ApplicationContext: ApplicationContext 添加 BeanPostProcessor ApplicationListenerDetector, 用于在 Bean 初始化后检测 Bean 是否为 ApplicationListener, 是的话添加到 ApplicationContext 的 listener 中 添加 BeanPostProcessor LoadTimeWeaverAwareProcessor, 负责处理实现 LoadTimeWeaverAware 接口的 Bean 的 Setter 方法的调用 添加一些 Bean 到单例池
environment: ApplicationContext 的 Environment systemProperties: 操作系统环境变量, ApplicationContext 的 Environment 中的 SystemProperties systemEnvironment: JVM 环境变量, ApplicationContext 的 Environment 中的 SystemEnvironment applicationStartup: 监控对象 postProcessBeanFactory, 模板方法, 子类实现, 补充一些上面通用流程之外的内容, 大多都是和 Web 有关
比如 GenericWebApplicationContext 会补充一些 Web Servlet 相关的内容, 如 BeanPostProcessor, ignoreDependencyInterface, ResolvableDependency, 单例 Bean, request/session/application 作用域等 invokeBeanFactoryPostProcessors , 执行BeanFactoryPostProcessor, 会执行 scanner.scan, 将扫描到的 BeanDefinition 注册到 BeanFactory 中
registerBeanPostProcessors , 将扫描到的 BeanPostProcessor (比如自己定义的 BeanPostProcessor) 实例化并排序, 并添加到 BeanFactory 的 beanPostProcessors 中, 最后再重新添加一个 ApplicationListenerDetector 对象 (之前其实就添加了过，这里是为了把 ApplicationListenerDetector 移动到最后)initMessageSource, 初始化国际化组件, ApplicationContext 的国际化实现是通过 MessageSource 提供的, MessageSource 通常是我们自己定义的 initApplicationEventMulticaster, 初始化事件广播器, 事件广播器是 ApplicationContext 的事件广播实现, 通常是我们自己定义的
ApplicationContext.publishEvent(“111”) 底层就是通过 ApplicationEventMulticaster.multicastEvent 实现的 发布的事件分 ApplicationEvent 和 PayloadApplicationEvent, 自定义的消息在监听到后需要转换为 PayloadApplicationEvent 才能看到具体内容 onRefresh, 模板方法, 子类实现, 给子类提供的一个 Refresh 回调 registerListeners, 将扫描到的 ApplicationListener (比如自己定义的事件监听器) 添加到 ApplicationEventMulticaster 中, 便于事件发布时能通知到对应监听器. 因为这时 FactoryBean 还没有调用 getObject 方法生成 Bean 对象, 所以这里要再根据类型找一下 ApplicationListener, 记录一下对应的 beanName
注册监听器有多种方式, 如 Bean 实现 ApplicationListener 接口, 或 方法添加 ApplicationEvent 参数, 添加 @EventListener 注解 一个 Bean 如果实现了 ApplicationListener 接口, 在初始化后阶段, 将由 ApplicationListenerDetector 这个 BeanPostProcessor 识别并加入到 ApplicationContext 的 listener 中. 即使这个 Bean 是懒加载的也没有关系(虽然实例化全部非懒加载 Bean 的流程在这一步后面), 因为在往事件多播器中注册的时候, 会对监听器执行 getBean, 懒加载的也会被创建出来.
ApplicationListenerDetector, 在前面 refresh 的 prepareBeanFactory 阶段添加到 beanPostProcessors 中 一个 Bean 中如果有一个方法加了 @EventListener 注解, 将由 EventListenerMethodProcessor 解析处理, 它是一个 BeanFactoryPostProcessor, EventListenerMethodProcessor 实现了 SmartInitializingBean 接口, 当所有非懒加载单例 Bean 创建完后, 会调用实现该接口的 Bean 的 afterSingletonsInstantiated 方法, 方法内, 拿到所有 BeanNames, 遍历调用 processBean 方法, 找到其加了 EventListener 注解的方法, 现在还不能去调用. 默认使用 DefaultEventListenerFactory 将该方法构造成 ApplicationListenerMethodAdapter (实现了 ApplicationListener), 添加到 ApplicationContext 的 listener 中
EventListenerMethodProcessor, 在 new ApplicationConfigApplicationContext 初始化 Reader 的时候, 就会添加成为 BeanDefinition DefaultEventListenerFactory, 在 new ApplicationConfigApplicationContext 初始化 Reader 的时候, 就会添加成为 BeanDefinition finishBeanFactoryInitialization , 实例化所有非懒加载的单例 BeanfinishRefresh, 完成刷新
初始化一个 LifecycleProcessor, 不存在就用 DefaultLifecycleProcessor
Spring 容器也有生命周期的概念, 比如一个 Bean 实现了 SmartLifecycle, 就可以覆盖 start / stop 等方法来监听容器的状态 finishRefresh 中调用 start, ApplicationContext.close() 时调用 stop, isRunning 返回 false 才会调用 start, 返回 true 才会调用 stop 调用 lifecycleProcessor 的 onRefresh 方法, 如果是 DefaultLifecycleProcessor, 那么会获取所有类型为 Lifecycle 的 Bean 对象, 然后调用它的 start 方法, 这就是 ApplicationContext 的生命周期扩展机制 发布刷新完成事件 ContextRefreshedEvent