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真没想到!三十步才能完成bean实例的创建

本文公众号来源:编程新说

作者:编程新说李新杰

本文已收录至我的GitHub 在容器启动快完成时,会把所有的单例bean进行实例化,也可以叫做预先实例化。 这样做的好处之一是,可以及早地发现问题,及早的抛出异常,及早地解决掉。 本文就来看下整个的实例化过程。其实还是比较繁琐的。 一、从容器中找出所有的bean定义名称 因为不知道谁是单例bean,所以只能先全部找出来。如下图01:

二、循环遍历所有的bean名称,检查是否符合条件 首先要合并bean定义,因为bean定义可以有父子关系,类似继承。 然后这个合并后的bean定义必须是,非抽象的,单例的,非延迟初始化的。 那么它就满足条件,如下图02:

三、判断是否为FactoryBean<?>类型 如果不是的话,说明该beanName对应一个普通的bean,可以直接实例化。 如果是的话,说明该beanName对应的是一个工厂,这个工厂本身是单例的。 但是它里面生产的bean不一定是单例的。即使是的话,还要判断是否要积极的去初始化工厂里的bean。 具体的判断如下图03:

编程新说注:提到FactoryBean<?>类型,是否想起&符号的作用呢? 四、开始进入众所熟知的getBean(String name)方法 在上一图中可以看到Spring对bean的实例化时竟然是调用的getBean(..)方法。 这样共用一套代码,简单省事。不仅如此,当获取一个bean的依赖时,也可以用该方法。 这样getBean(..)就是一个综合方法,没有bean实例就生成,有的话就直接返回。 如下图04:

五、对手工直接注册的单例对象进行检测 bean实例除了可以用bean定义生成外,还可以由开发人员直接注册一个bean实例。 这样在使用bean定义生成实例前,先使用beanName去手动注册的bean实例集合中找一下。 如下图05:

如果找到了,就不用生成了,否则就会根据bean定义生成bean实例。 六、对FactoryBean<?>类型的检测 这和上面提到的是一个类型,它是一个工厂,可以认为是包裹在了实际bean实例的外面。 这样可以有一些特殊的作用,不好之处就是每次都要检测下,然后从它内部拿出实际的bean实例。 具体检测过程不再展开,如下图06:

七、对类型进行转换,如果有必要的话 上面我们仅仅是用beanName去手动注册的实例集合中寻找,万一这个手动注册的实例类型和bean定义要求的不兼容呢? 因此要进行类型检测与转换,实在不行就抛异常,如下图07:

如果成功的话,就表明手动注册的bean定义实例满足要求,将它返回即可。 编程新说注:如果在第五步没有找到beanName对应的手动注册的bean实例,那开始根据bean定义来生成bean实例。继续往下看。 八、准备好显式指定的依赖,如@DependsOn指定的 先获取合并后的bean定义,然后从中读出显式指定的依赖,并逐个处理。 使用registerDependentBean(..)将依赖关系写入容器,由容器维护。 并同样使用getBean(..)方法实例化这些依赖,一模一样的套路。 其实就是递归,如下图08:

编程新说注:接下来使用createBean(..)方法正式开始创建bean 九、解析出bean的Class<?> 因为在注册bean定义时并不一定加载类,可能只是一个字符串的类名称。 所以要根据类名称去加载类,并得到类的Class<?>。如下图09:

十、调用bean后处理器的postProcessBeforeInstantiation方法 此时还处在实例化之前,让用户有机会来提供一个bean实例或代理。 这样Spring就不再进行后续的实例化步骤,直接返回这个用户提供的。 如果用户没有提供的话,Spring继续后续的处理。如下图1011:

十一、调用InstanceSupplier生成bean实例,如果有的话 在注册bean定义时,可以设置一个Supplier<?>类型的函数式接口。 其实就是用户可以提供一段创建bean实例的代码,这样Spring就使用它来创建bean实例。 然后将这个实例返回即可,如下图12:

十二、通过FactoryMethod来生成bean实例,如果FactoryMethodName不为null的话 如下图13:

FactoryMethod就是工厂方法,说明bean的实例是通过调用这个工厂方法返回的,而不是通过反射调用构造函数返回的。 工厂方法有两种,静态的和实例的。如果是实例的,那还要有一个FactoryBeanName来指定一个bean名称,根据它可以从容器中获取一个对象,用作工厂。 如果是静态的,那就不需要实例了,直接把bean定义中的类型作为工厂类即可。如下图14:

然后根据工厂方法的名称,从bean定义中解析出对应的Method对象。然后再解析出构造方法参数用作工厂方法的参数。 最终通过反射调用这个工厂方法,获取返回值,就是bean实例了,如下图15:

这个bean实例会用一个BeanWrapper接口进行包装,这个接口提供一些基础的JavaBean功能,如数据的类型转换然后再进行属性绑定等。 十三、调用bean后处理器的determineCandidateConstructors方法来确定候选构造方法 如下图16:

这里涉及到从多个候选构造方法中选出一个最合适的,是一个比较复杂的过程。 最后也是通过反射调用构造方法,获取到bean的实例。如下图17:

然后也用BeanWrapper接口进行包装。 十四、使用更适合的构造方法来实例化,如果有的话 如果上一步没有执行的话,则使用bean定义中更适合的构造方法,如下图18:

十五、使用默认无参的构造方法来实例化 如果上一步没有执行的话,则使用默认无参构造方法,如下图19:

编程新说注:至此bean实例已经创建好了。 十六、应用bean后处理器的postProcessMergedBeanDefinition方法 上两篇文章详细介绍了bean后处理器,主要是用来实现注解的功能的。 如下图2021:

十七、此时就可以暴露早期的bean引用了,如果需要的话 如允许循环引用的话,就需要这个操作,如下图22:

十八、应用bean后处理器的postProcessAfterInstantiation方法 如下图23:

且该方法如果返回false,该bean实例后续的bean后处理器操作将不再执行。 十九、根据设置的自动装配类型处理自动装配问题 如下图24:

如果配置的是按名称自动装配,则会把所有setter方法中参数类型是非基本类型的都找出来。 然后按照属性名称从容器中找出同名的bean,作为属性值保存起来以备后用。如下图25:

如果配置的是按类型自动装配,则会把所有setter方法中参数类型是非基本类型的都找出来。 然后按照属性类型从容器中解析出对应的bean,作为属性值保存起来以备后用。如下图26:

如果看了上两篇文章,会发现这里按类型从容器中解析bean的套路和上两篇一模一样。 编程新说注: 以上的setter方法上不需要标任何注解,因为显式设置了自动装配类型。 而默认情况其实是没有设置的,即AUTOWIRE_NO,所以我们要标上@Autowired注解。 二十、应用bean后处理器的postProcessProperties方法 在这一步其实是完成了依赖的注入,如下图27:

二十一、其余属性值到bean属性的绑定 这一步是由BeanWrapper这个接口完成的,如下图28:

编程新说注:至此bean的所有依赖装配和属性设置都已完毕。 二十二、应用bean后处理器的postProcessBeforeInitialization方法 这一步就开始执行初始化方法了。如下图2930:

二十三、执行bean的初始化方法afterPropertiesSet() 如果bean实现了InitializingBean接口,此刻会调用它唯一的方法。 如下图31:

二十四、执行bean定义中指定的初始化方法initMethod 如果bean定义是使用@Bean注册的,可以通过设置注解属性指定初始化方法。 如下图32:

编程新说注: 之前文章中写过,有三种方式可以指定初始化方法: 1)@PostConstruct注解,2)InitializingBean接口,3)@Bean注解 这里有两个问题需要记住: 1)如果两种或三种方式都指向了同一个方法,这个方法也只会被执行一次。 2)三种方式指定的初始化方法的执行顺序就按刚刚列出的1、2、3这个顺序。 二十五、应用bean后处理器的postProcessAfterInitialization方法 如下图3334:

编程新说注:至此bean的初始化工作已经完成。 二十六、注册bean销毁时要执行的代码,如果需要的话 除了使用了之前说过的三种方式指定过销毁发方法之外,如果bean实现了AutoCloseable接口也算。 如果使用@Bean注册且没有指定销毁方法,那么默认把close和shutdown方法作为销毁方法。 这些情况都是需要注册的,如下图35:

编程新说注:至此bean实例本身已经准好了。 二十七、缓存单例的bean 如果这个bean是单例的,而且是新创建的,会把它缓存到容器里,以备后用。 如下图36:

二十八、进行Scope处理 如果一个bean指定了Scope,即它的生命周期既非单例也非原型而是属于某一个范围。 Spring暂时支持的范围如下图37:

实现原理其实很简单,比如Session范围,那就先从Session中获取,没有的话生成一个放入Session中即可。 二十九、对FactoryBean<?>类型的检测与处理 刚刚创建的这个bean可能是FactoryBean<?>类型,即一个工厂。而我们想要的可能是工厂里生成的bean。 简单来说,那就从工厂中把bean拿出来即可。 三十、类型的检测与转换 最终得到的bean实例可能与期望的类型不兼容,此时就要进行类型转换。 转换成功的话就返回,失败的话就抛出类型不匹配异常。 至此一个bean的创建工作已经全部结束。 整体流程步骤就是这样,只是忽略了一些和流程无关的细节实现。

本文分享自微信公众号 - Java3y(java3y),作者:编程新说李新杰

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原始发表时间:2020-03-01

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