引申: 其实一开始不想写这篇文章的 , 奈何发现市面上的文章大部分都是一知半解 . 索性整理一篇文章方便以后阅读查阅
这次就不一开始就长篇大论了 , 先说一个问题 ,为啥我们要研究spring 中bean的初始化顺序
为啥研究spring中javabean的初始化顺序
spring 框架是个啥? -> 本质上是一个IOC框架,解决依赖问题的玩意 , 依赖问题的核心承载点是啥? 是对象javabean , 所以如果把这一块搞明白了,其实整个spring框架已经差不多搞透彻了.
spring中bean到底是咋初始化的啊?
其实扒开spring的外衣 , 其实最核心的东西是BeanFactory , spring自己能找到的所有的java bean 全在里面 , 这个就是整个spring的数据中心
如果让我说spring最大的成就是什么 , 我认为spring最大的成就就是实现整个容器中java对象逻辑的托管功能 , 也就是我认为的IOC
spring容器初始化的开端ApplicationContext
这个是spring整个java对象管理运行的开端,我称它为始祖种子类注意永远记住spring是一个庞大臃肿功能强大的java框架 , 所以ApplicationContext的实现类特多,挑几个重点来说
- spring boot 中使用的ApplicationContext -> AnnotationConfigApplicationContext -> 使用java配置来实现将javabean信息注入到容器
- spring中最常用的ApplicationContext -> ClassPathXmlApplicationContext -> 使用xml来将javabean信息注入到容器
这两个类都有继承自AbstractApplication 所有的spring对象初始化的时候都会调用这个通用的类 , 整个bean初始化,容器加载相关的逻辑都是在这里面的
spring IOC过程中我们最应该关注什么问题
我认为整个IOC过程中最应该关注的就是这两个问题 1. bean什么时候初始化的? 怎么初始化的? 2. bean之间的依赖关系是什么时候? 是怎么解决的? 3. 特殊状态的javabean比如lookup和lazy是如何做的
bean什么时候初始化的
spring中bean的初始化的过程 ， 我认为分为如下的几个过程
- java bean 加载进容器 ， 并且根据类型进行一定的初始化
- 处理 java bean的依赖关系
这里梳理一下他们的过程
javabean加载进容器， 并且根据类型进行一定的初始化操作
这一步中 ClassPathXMLApplicationContext和 AnnotationConfigApplicationContext的操作是不同的
1. ClassPathXMLApplication
ClassPathApplicationContext 在spring中属于元老了 ， 他的着一块的支持是在AbstractApplicationContext中的refresh()方法（下面会给出源码）中实现的
最核心的逻辑是在ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();这一行中
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
refreshBeanFactory();
return getBeanFactory();
}这里其实知道结论就好了 ，没有必要追究细节 ， 这里spring将会通过spring的xml文件生成一系列的javabean的包装bean -> BeanDefinition ,
然后放入默认生成的DefaultListableBeanFactory之中, 注意在spring中 所有的java bean在解析的过程中都会变成 BeanDefinition(有些特殊的单例不是用BeanDefinition封装的)
2. AnnotionAppicationContext
这个需要重点关注一下 ， 这个context和classPathXmLApplicationContext有一定的区别 , 他是继承自GenericApplicationContext , GenericApplicationContext是新一代spring使用注解进行bean配置的核心Context首先注意下这个ApplicationContext的构造方法
AnnotatedBeanDefinitionReader 和 ClassPathBeanDefinitionScanner 都是初始化用来将使用class或者basePackages名称加载的BeanDefinition注册进GenericApplicationContext的工具类
//将指定的java bean的配置类对象
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
this();
register(componentClasses);
refresh();
}
//将制定的包下所有的配置类对象
public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {
this();
scan(basePackages);
refresh();
}
//初始化注册BeanDefinition所需要的加载器 -> 这两个方法很重要的 , 初始化了很多process比如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor和
// CommonAnnotationBeanPostProcessor用来处理@Autowrite注解等等
public AnnotationConfigApplicationContext() {
this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
}最核心的方法AbstractAplication的refresh()方法 , 这个方法完成了整个spring声明周期的初始化
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 准备，记录容器的启动时间startupDate, 标记容器为激活，初始化上下文环境如文件路径信息，验证必填属性是否填写
prepareRefresh();
// 获取新的beanFactory，销毁原有beanFactory、为每个bean生成BeanDefinition等
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 初始化beanfactory的各种属性
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 模板方法，此时，所有的beanDefinition已经加载，但是还没有实例化。
//允许在子类中对beanFactory进行扩展处理。比如添加ware相关接口自动装配设置，添加后置处理器等，是子类扩展prepareBeanFactory(beanFactory)的方法
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 实例化并调用所有注册的beanFactory后置处理器（实现接口BeanFactoryPostProcessor的bean，在beanFactory标准初始化之后执行）
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 实例化和注册beanFactory中扩展了BeanPostProcessor的bean
//例如：
// AutowiredAnnotationBeanPostProcessor(处理被@Autowired注解修饰的bean并注入)
// RequiredAnnotationBeanPostProcessor(处理被@Required注解修饰的方法)
// CommonAnnotationBeanPostProcessor(处理@PreDestroy、@PostConstruct、@Resource等多个注解的作用)等。
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// 模板方法，在容器刷新的时候可以自定义逻辑，不同的Spring容器做不同的事情。
onRefresh();
// 注册监听器，广播early application events
registerListeners();
// 实例化所有剩余的（非懒加载）单例
// 比如invokeBeanFactoryPostProcessors方法中根据各种注解解析出来的类，在这个时候都会被初始化。
// 实例化的过程各种BeanPostProcessor开始起作用。
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// refresh做完之后需要做的其他事情。
// 清除上下文资源缓存（如扫描中的ASM元数据）
// 初始化上下文的生命周期处理器，并刷新（找出Spring容器中实现了Lifecycle接口的bean并执行start()方法）。
// 发布ContextRefreshedEvent事件告知对应的ApplicationListener进行响应的操作
finishRefresh();
} catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
} finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}我们只要注意这个方法 finishBeanFactoryInitialization() spring所有非内置的单例 javabean都是在这里初始化的 , 主要是下面的这一行
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
...
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}这行做了beanFactory中所有单例 javabean初始化和依赖处理的, 进入看一下
@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
....
// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
for (String beanName : beanNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
if (isFactoryBean(beanName)) {
Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
if (bean instanceof FactoryBean) {
final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
boolean isEagerInit;
if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Boolean>)
((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
getAccessControlContext());
}
else {
isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
}
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
}
else {
getBean(beanName);
}
}
}
......
}其实他的核心逻辑就是在这里,通过使用getBean方法来尽心初始化的-> 而这个方法同样也是我们每次使用ApplicationContext获取对象的时候所需要调用的类这个getBean方法非常长,其实本质上就是尝试获取一个javabean,内部实现了bean的创建,依赖管理等等的逻辑,贴一个单例模式的核心代码吧
@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
....
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
....
}外层的getSingleton 方法自然就是获取单例而其中的会掉就是当单例不存在的时候,进行创建的逻辑,进入一下这个createBean
这里代码依然很多但是这个类最终依赖得了doCreateBean方法,所以直接看doCreateBean方法里有啥,但是这里执行了一个前置处理逻辑(postProcessBeforeInstantiation)方法来超前处理bean初始化
try {
// Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbdToUse.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
try {
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}接下来就是重点了doCreateBean方法,解决了循环引用问题和实现提早曝光的逻辑都是在这里
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
......
// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
try {
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
throw (BeanCreationException) ex;
}
else {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
}
}
if (earlySingletonExposure) {
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
for (String dependentBean : dependentBeans) {
if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
actualDependentBeans.add(dependentBean);
}
}
if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
}
}
}
}
// Register bean as disposable.
try {
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
}
return exposedObject;
}这里有几个重点
- 我们的javabean属性注入是在 populateBean方法中实现的,他的内部逻辑是使用了递归来循环的填冲属性. 这里也处理了构造函数等等依赖关系.
这里要插一句AutoWriterAnnotionBeanPostProcessor
AutoWriterAnnotionBeanPostProcessor , 在这里有一个特殊的处理逻辑可以借鉴一下
private InjectionMetadata findAutowiringMetadata(String beanName, Class<?> clazz, @Nullable PropertyValues pvs) {
// Fall back to class name as cache key, for backwards compatibility with custom callers.
String cacheKey = (StringUtils.hasLength(beanName) ? beanName : clazz.getName());
// Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
InjectionMetadata metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
synchronized (this.injectionMetadataCache) {
metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
if (metadata != null) {
metadata.clear(pvs);
}
metadata = buildAutowiringMetadata(clazz);
this.injectionMetadataCache.put(cacheKey, metadata);
}
}
}
return metadata;
}AutoWriterAnnotionBeanPostProcessor 将需要的属性,使用反射并将反射缓存了一下(injectionMetadataCache) , 来加快性能
- 依赖关系处理
其实看上面doCreate的逻辑有一个earlySingletonExposure变量, spring在执行到这里的时候将会自动的将这个还没有进行初始化的类(也就是当bean为单例 && 容器配置允许循环依赖 && bean正在创建)的时候,将会在BeanFactory中设置第三级缓存, key是当前的bean的名称,value是一个工厂方法 , 很简单就是返回当前的类
protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
}
}
}
return exposedObject;
}ps: spring 如何解决循环引用的?
这个可以看一下spring的getBean的逻辑 , 其中有一段这样的代码
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}如果第一层缓存没有找到,就从早起类里找如果早期类里还没有,就使用工厂方法获取
聊一下这三层缓存都干了啥
第一层: 所有的初始化完成的单例bean
早期的bean: 被循环引用触发了,并且还没有初始化完成的bean
第三层: 正在被初始化的bean
如何解决循环引用就很简单了 , 如果A依赖了B 并且B依赖了A , 当A初始化了B的时候, B初始化时将会从第三层引用中获取当前的提早曝光的类,从而实现了解决循环引用,并且spring的实现,还实现了多线程模式下也可以进行循环应用的逻辑还没完,整个生命周期还没有彻底搞懂
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用。你还可以使用@来通知其他用户。