
四、BeanFactory创建流程
1、获取BeanFactory子流程
public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext {
...
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
/**
* 对象锁加锁
*/
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
...
// 我这里直接定位到该流程需要的代码,其他的无关代码省略了哈
/**
* 第二步:
*
* 获取BeanFactory:默认实现是DefaultListableBeanFactory
* Bean获取并封装成BeanDefinition对象
* 加载BeanDefinition 并注册到BeanDefinitionRegistry
*/
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
...
}
}
...
}
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
refreshBeanFactory();
return getBeanFactory();
}
public abstract class AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext {
...
/**
* 对BeanFactory执行刷新操作,关闭以前的BeanFactory(如果有)
*/
@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
// 判断是否已有BeanFactory
if (hasBeanFactory()) {
// 销毁Beans
destroyBeans();
// 关闭BeanFactory
closeBeanFactory();
}
try {
// 实例化DefaultListableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
// 设置序列化id
beanFactory.setSerializationId(getId());
// 自定义bean工厂的一些属性(是否覆盖、是否允许循环依赖)
customizeBeanFactory(beanFactory);
// 加载应用中的BeanDefinitions
loadBeanDefinitions(beanFactory);
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
// 赋值当前BeanFactory
this.beanFactory = beanFactory;
}
}
catch (IOException ex) {
throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
}
}
...
}
public abstract class AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext {
...
@Override
public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
if (this.beanFactory == null) {
throw new IllegalStateException("BeanFactory not initialized or already closed - " +
"call 'refresh' before accessing beans via the ApplicationContext");
}
return this.beanFactory;
}
}
...
}
2、BeanDefinition加载解析及注册子流程
2.1 该子流程涉及到如下几个关键步骤
Resource定位:指对BeanDefinition的资源定位过程。通俗讲就是找到定义Javabean信息的XML文 件,并将其封装成Resource对象。
BeanDefinition载入 :把用户定义好的Javabean表示为IoC容器内部的数据结构,这个容器内部的数据结构就是BeanDefinition。
2.2 源码过程分析
Step 1:子流程入口在我们写的测试类的ClassPathXmlApplicationContext构造方法中

Step 2:继续跟进 ClassPathXmlApplicationContext#ClassPathXmlApplicationContext 方法中

Step 3:继续跟进 AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory 方法中

Step 4:继续跟进 AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory#refreshBeanFactory 方法中


Step 5:依次调用多个类的 loadBeanDefinitions 方法 —> AbstractXmlApplicationContext —> AbstractBeanDefinitionReader —> XmlBeanDefinitionReader 一直执行到 XmlBeanDefinitionReader 的 doLoadBeanDefinitions 方法



Step 6:我们重点观察XmlBeanDefinitionReader 类的 registerBeanDefinitions 方法,期间产生了多 次重载调用,我们定位到最后一个。

此处我们关注两个地方:一个createRederContext方法,一个是 DefaultBeanDefinitionDocumentReader类的registerBeanDefinitions方法,先进入 createRederContext 方法看看。

我们可以看到,此处 Spring 首先完成了 NamespaceHandlerResolver 的初始化。
我们再进入 registerBeanDefinitions 方法中追踪,调用了
DefaultBeanDefinitionDocumentReader#registerBeanDefinitions 方法。


进入 parseBeanDefinitions 方法:

进入 parseDefaultElement 方法:

进入 processBeanDefinition 方法:

至此,注册流程结束,我们发现,所谓的注册就是把封装的 XML 中定义的 Bean信息封装为 BeanDefinition 对象之后放入一个Map中,BeanFactory 是以 Map 的结构组织这些 BeanDefinition 的。
Step 6:继续跟进BeanDefinitionReaderUtils#registerBeanDefinition方法

Step 7:继续跟进DefaultListableBeanFactory#registerBeanDefinition方法

可以在DefaultListableBeanFactory中看到此Map的定义:
/** Map of bean definition objects, keyed by bean name. */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
1、通过最开始的关键时机点分析,我们知道Bean创建子流程入口在
AbstractApplicationContext#refresh()方法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory) 处

2、进入finishBeanFactoryInitialization方法

3、继续进入DefaultListableBeanFactory类的preInstantiateSingletons方法,我们找到下面部分的 代码,看到工厂Bean或者普通Bean,最终都是通过getBean的方法获取实例。

4、继续跟踪下去,我们进入到了AbstractBeanFactory类的doGetBean方法,这个方法中的代码很多,我们直接找到核心部分。

5、接着进入到AbstractAutowireCapableBeanFactory类的方法,找到以下代码部分。

进入doCreateBean方法看看,该方法我们关注两块重点区域:
if (instanceWrapper == null) {
// 创建Bean实例,仅仅调用构造方法,但是尚未设置属性
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
try {
// Bean属性填充
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 调用初始化方法,应用BeanPostProcessor后置处理器
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
这样我们就完成了Bean创建流程的源码分析。
普通 Bean 的初始化是在容器启动初始化阶段执行的,而被lazy-init=true修饰的 bean 则是在从容器里第一次进行context.getBean() 时进行触发。Spring 启动的时候会把所有bean信息(包括XML和注解)解析转化成Spring能够识别的BeanDefinition并存到Hashmap里供下面的初始化时用,然后对每个 BeanDefinition 进行处理,如果是懒加载的则在容器初始化阶段不处理,其他的则在容器初始化阶段进 行初始化并依赖注入。
1、入口AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization
/**
* Finish the initialization of this context's bean factory,
* initializing all remaining singleton beans.
*
* 结束BeanFactory的初始化工作
* 实例化所有单例bean
*/
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// Initialize conversion service for this context.
if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
beanFactory.setConversionService(
beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
}
// Register a default embedded value resolver if no bean post-processor
// (such as a PropertyPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
// at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));
}
// Initialize LoadTimeWeaverAware beans early to allow for registering their transformers early.
String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
getBean(weaverAwareName);
}
// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
beanFactory.setTempClassLoader(null);
// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
// 实例化所有立即加载的单例bean
beanFactory.freezeConfiguration();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
// 实例化所有立即加载的单例bean
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
2、跟进DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons
@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
}
// Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.
// While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.
// 所有bean的名字
List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
// 触发所有非延迟加载单例bean的初始化,主要步骤为getBean
for (String beanName : beanNames) {
// 合并父BeanDefinition对象
// map.get(beanName)
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
if (isFactoryBean(beanName)) {
Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
// 如果是FactoryBean则加&
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 {
// 实例化当前bean
getBean(beanName);
}
}
}
// Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
for (String beanName : beanNames) {
Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
return null;
}, getAccessControlContext());
}
else {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
}
}
}
}
3、小结
lazy-init的bean ,Spring 容器初始化阶段不会进行 init 并且依赖注入,当第一次进行getBean时候才进行初始化并依赖注入。bean,getBean的时候会从缓存里头获取,因为容器初始化阶段 Bean 已经初始化完成并缓存了起来。1、什么是循环依赖
循环依赖其实就是循环引用,也就是两个或者两个以上的 Bean 互相持有对方,最终形成闭环。比如A 依赖于B,B依赖于C,C又依赖于A。

注意,这里不是函数的循环调用,是对象的相互依赖关系。循环调用其实就是一个死循环,除非有终结 条件。
Spring中循环依赖场景有:
其中,构造器的循环依赖问题无法解决,只能拋出 BeanCurrentlyInCreationException 异常,在解决
属性循环依赖时,spring采用的是提前暴露对象的方法。
2、循环依赖处理机制
bean 构造器参数循环依赖(无法解决)prototype 原型 bean循环依赖(无法解决)
对于原型bean的初始化过程中不论是通过构造器参数循环依赖还是通过setXxx方法产生循环依 赖,Spring都 会直接报错处理。
AbstractBeanFactory.doGetBean()方法:if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
protected boolean isPrototypeCurrentlyInCreation(String beanName) {
Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get();
return (curVal != null &&
(curVal.equals(beanName) || (curVal instanceof Set && ((Set<?>) curVal).contains(beanName))));
}
在获取bean之前如果这个原型bean正在被创建则直接抛出异常。原型bean在创建之前会进行标记 这个beanName正在被创建,等创建结束之后会删除标记。
try {
//创建原型bean之前添加标记 beforePrototypeCreation(beanName);
//创建原型bean
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
} finally {
//创建原型bean之后删除标记
afterPrototypeCreation(beanName);
}
总结:Spring 不支持原型 bean 的循环依赖。
bean通过setXxx或者@Autowired进行循环依赖Spring 的循环依赖的理论依据基于 Java 的引用传递,当获得对象的引用时,对象的属性是可以延 后设置的,但是构造器必须是在获取引用之前。Spring通过setXxx或者@Autowired方法解决循环依赖其实是通过提前暴露一个ObjectFactory对象来完成的,简单来说ClassA在调用构造器完成对象初始化之后,在调用ClassA的setClassB方法 之前就把ClassA实例化的对象通过ObjectFactory提前暴露到Spring容器中。Spring容器初始化ClassA通过构造器初始化对象后提前暴露到Spring容器。boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references");
}
//将初始化后的对象提前已ObjectFactory对象注入到容器中
addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
}
});
}
3、循环依赖整体流程
ClassA调用setClassB方法,Spring首先尝试从容器中获取ClassB,此时ClassB不存在Spring 容器中。Spring容器初始化ClassB,同时也会将ClassB提前暴露到Spring容器中。ClassB调用setClassA方法,Spring从容器中获取ClassA ,因为第一步中已经提前暴露了。
ClassA,因此可以获取到ClassA实例。
ClassA通过spring容器获取到ClassB,完成了对象初始化操作。ClassA和ClassB都完成了对象初始化操作,解决了循环依赖问题。欢迎大家关注我的公众号【老周聊架构】,AI、大数据、云原生、物联网等相关领域的技术知识分享。