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Spring容器的启动流程

2025/9/18 18:52:54 来源:https://blog.csdn.net/Tomkruse11/article/details/144613814  浏览:    关键词:Spring容器的启动流程

Spring的启动流程可以归纳为三个步骤:

  • 1、初始化Spring容器,注册内置的BeanPostProcessor的BeanDefinition到容器中
  • 2、将配置类的BeanDefinition注册到容器中
  • 3、调用refresh()方法刷新容器

因为是基于 java-config 技术分析源码,所以这里的入口是 AnnotationConfigApplicationContext ,如果是使用 xml 分析,那么入口即为 ClassPathXmlApplicationContext ,它们俩的共同特征便是都继承了 AbstractApplicationContext 类,而大名鼎鼎的 refresh()便是在这个类中定义的。我们接着分析 AnnotationConfigApplicationContext 类,源码如下:

// 初始化容器
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {// 注册 Spring 内置后置处理器的 BeanDefinition 到容器this();// 注册配置类 BeanDefinition 到容器register(annotatedClasses);// 加载或者刷新容器中的Beanrefresh();
}

所以整个Spring容器的启动流程可以绘制成如下流程图:

接着我们主要从这三个入口详细分析一下Spring的启动流程:

一、初始化流程:

1、spring容器的初始化时,通过this()调用了无参构造函数,主要做了以下三个事情:

(1)实例化BeanFactory【DefaultListableBeanFactory】工厂,用于生成Bean对象

(2)实例化BeanDefinitionReader注解配置读取器,用于对特定注解(如@Service、@Repository)的类进行读取转化成 BeanDefinition 对象,(BeanDefinition 是 Spring 中极其重要的一个概念,它存储了 bean 对象的所有特征信息,如是否单例,是否懒加载,factoryBeanName 等)

(3)实例化ClassPathBeanDefinitionScanner路径扫描器,用于对指定的包目录进行扫描查找 bean 对象

2、核心代码剖析:

(1)向容器添加内置组件:org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigUtils#registerAnnotationConfigProcessors:

根据上图分析,代码运行到这里时候,Spring 容器已经构造完毕,那么就可以为容器添加一些内置组件了,其中最主要的组件便是 ConfigurationClassPostProcessor 和 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor ,前者是一个 beanFactory 后置处理器,用来完成 bean 的扫描与注入工作,后者是一个 bean 后置处理器,用来完成 @AutoWired 自动注入。

二、注册SpringConfig配置类到容器中:

1、将SpringConfig注册到容器中:org.springframework.context.annotation.AnnotatedBeanDefinitionReader#doRegisterBean:

这个步骤主要是用来解析用户传入的 Spring 配置类,解析成一个 BeanDefinition 然后注册到容器中,主要源码如下:

<T> void doRegisterBean(Class<T> annotatedClass, @Nullable Supplier<T> instanceSupplier, @Nullable String name,@Nullable Class<? extends Annotation>[] qualifiers, BeanDefinitionCustomizer... definitionCustomizers) {// 解析传入的配置类,实际上这个方法既可以解析配置类,也可以解析 Spring bean 对象AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(annotatedClass);// 判断是否需要跳过,判断依据是此类上有没有 @Conditional 注解if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) {return;}abd.setInstanceSupplier(instanceSupplier);ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd);abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName());String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry));// 处理类上的通用注解AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd);if (qualifiers != null) {for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) {if (Primary.class == qualifier) {abd.setPrimary(true);}else if (Lazy.class == qualifier) {abd.setLazyInit(true);}else {abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier));}}}// 封装成一个 BeanDefinitionHolderfor (BeanDefinitionCustomizer customizer : definitionCustomizers) {customizer.customize(abd);}BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName);// 处理 scopedProxyModedefinitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);// 把 BeanDefinitionHolder 注册到 registryBeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}
三、refresh()容器刷新流程:

refresh()主要用于容器的刷新,Spring 中的每一个容器都会调用 refresh() 方法进行刷新,无论是 Spring 的父子容器,还是 Spring Cloud Feign 中的 feign 隔离容器,每一个容器都会调用这个方法完成初始化。refresh()可划分为12个步骤,其中比较重要的步骤下面会有详细说明。

1、refresh()方法的源码:org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {// 1. 刷新前的预处理prepareRefresh();// 2. 获取 beanFactory,即前面创建的【DefaultListableBeanFactory】ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();// 3. 预处理 beanFactory,向容器中添加一些组件prepareBeanFactory(beanFactory);try {// 4. 子类通过重写这个方法可以在 BeanFactory 创建并与准备完成以后做进一步的设置postProcessBeanFactory(beanFactory);// 5. 执行 BeanFactoryPostProcessor 方法,beanFactory 后置处理器invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// 6. 注册 BeanPostProcessors,bean 后置处理器registerBeanPostProcessors(beanFactory);// 7. 初始化 MessageSource 组件(做国际化功能;消息绑定,消息解析)initMessageSource();// 8. 初始化事件派发器,在注册监听器时会用到initApplicationEventMulticaster();// 9. 留给子容器(子类),子类重写这个方法,在容器刷新的时候可以自定义逻辑,web 场景下会使用onRefresh();// 10. 注册监听器,派发之前步骤产生的一些事件(可能没有)registerListeners();// 11. 初始化所有的非单实例 beanfinishBeanFactoryInitialization(beanFactory);// 12. 发布容器刷新完成事件finishRefresh();}...}
}

首先我们总结一下refresh()方法每一步主要的功能:之后再对每一步的源码做具体的分析

1、prepareRefresh()刷新前的预处理:

(1)initPropertySources():初始化一些属性设置,子类自定义个性化的属性设置方法;

(2)getEnvironment().validateRequiredProperties():检验属性的合法性

(3)earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<ApplicationEvent>():保存容器中的一些早期的事件;

2、obtainFreshBeanFactory():获取在容器初始化时创建的BeanFactory:

(1)refreshBeanFactory():刷新BeanFactory,设置序列化ID;

(2)getBeanFactory():返回初始化中的GenericApplicationContext创建的BeanFactory对象,即【DefaultListableBeanFactory】类型

3、prepareBeanFactory(beanFactory):BeanFactory的预处理工作,向容器中添加一些组件:

(1)设置BeanFactory的类加载器、设置表达式解析器等等

(2)添加BeanPostProcessor【ApplicationContextAwareProcessor】

(3)设置忽略自动装配的接口:EnvironmentAware、EmbeddedValueResolverAware、ResourceLoaderAware、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware、ApplicationContextAware;

(4)注册可以解析的自动装配类,即可以在任意组件中通过注解自动注入:BeanFactory、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext

(5)添加BeanPostProcessor【ApplicationListenerDetector】

(6)添加编译时的AspectJ;

(7)给BeanFactory中注册的3个组件:environment【ConfigurableEnvironment】、systemProperties【Map<String, Object>】、systemEnvironment【Map<String, Object>】

4、postProcessBeanFactory(beanFactory):子类重写该方法,可以实现在BeanFactory创建并预处理完成以后做进一步的设置

5、invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory):在BeanFactory标准初始化之后执行BeanFactoryPostProcessor的方法,即BeanFactory的后置处理器:

(1)先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor: postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)

① 获取所有的实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口类型的集合

② 先执行实现了PriorityOrdered优先级接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor

③ 再执行实现了Ordered顺序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor

④ 最后执行没有实现任何优先级或者是顺序接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessors

(2)再执行BeanFactoryPostProcessor的方法:postProcessor.postProcessBeanFactory(beanFactory)

① 获取所有的实现了BeanFactoryPostProcessor接口类型的集合

② 先执行实现了PriorityOrdered优先级接口的BeanFactoryPostProcessor

③ 再执行实现了Ordered顺序接口的BeanFactoryPostProcessor

④ 最后执行没有实现任何优先级或者是顺序接口的BeanFactoryPostProcessor

6、registerBeanPostProcessors(beanFactory):向容器中注册Bean的后置处理器BeanPostProcessor,它的主要作用是干预Spring初始化bean的流程,从而完成代理、自动注入、循环依赖等功能

(1)获取所有实现了BeanPostProcessor接口类型的集合:

(2)先注册实现了PriorityOrdered优先级接口的BeanPostProcessor;

(3)再注册实现了Ordered优先级接口的BeanPostProcessor;

(4)最后注册没有实现任何优先级接口的BeanPostProcessor;

(5)最r终注册MergedBeanDefinitionPostProcessor类型的BeanPostProcessor:beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor);

(6)给容器注册一个ApplicationListenerDetector:用于在Bean创建完成后检查是否是ApplicationListener,如果是,就把Bean放到容器中保存起来:applicationContext.addApplicationListener((ApplicationListener<?>) bean);

此时容器中默认有6个默认的BeanProcessor(无任何代理模式下):【ApplicationContextAwareProcessor】、【ConfigurationClassPostProcessorsAwareBeanPostProcessor】、【PostProcessorRegistrationDelegate】、【CommonAnnotationBeanPostProcessor】、【AutowiredAnnotationBeanPostProcessor】、【ApplicationListenerDetector】

7、initMessageSource():初始化MessageSource组件,主要用于做国际化功能,消息绑定与消息解析:

(1)看BeanFactory容器中是否有id为messageSource 并且类型是MessageSource的组件:如果有,直接赋值给messageSource;如果没有,则创建一个DelegatingMessageSource;

(2)把创建好的MessageSource注册在容器中,以后获取国际化配置文件的值的时候,可以自动注入MessageSource;

8、initApplicationEventMulticaster():初始化事件派发器,在注册监听器时会用到:

(1)看BeanFactory容器中是否存在自定义的ApplicationEventMulticaster:如果有,直接从容器中获取;如果没有,则创建一个SimpleApplicationEventMulticaster

(2)将创建的ApplicationEventMulticaster添加到BeanFactory中,以后其他组件就可以直接自动注入

9、onRefresh():留给子容器、子类重写这个方法,在容器刷新的时候可以自定义逻辑

10、registerListeners():注册监听器:将容器中所有的ApplicationListener注册到事件派发器中,并派发之前步骤产生的事件:

(1)从容器中拿到所有的ApplicationListener

(2)将每个监听器添加到事件派发器中:getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName);

(3)派发之前步骤产生的事件applicationEvents:getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(earlyEvent);

11、finishBeanFactoryInitialization(beanFactory):初始化所有剩下的单实例bean,核心方法是preInstantiateSingletons(),会调用getBean()方法创建对象;

(1)获取容器中的所有beanDefinitionName,依次进行初始化和创建对象

(2)获取Bean的定义信息RootBeanDefinition,它表示自己的BeanDefinition和可能存在父类的BeanDefinition合并后的对象

(3)如果Bean满足这三个条件:非抽象的,单实例,非懒加载,则执行单例Bean创建流程:

(4)所有Bean都利用getBean()创建完成以后,检查所有的Bean是否为SmartInitializingSingleton接口的,如果是;就执行afterSingletonsInstantiated();

12、finishRefresh():发布BeanFactory容器刷新完成事件:

(1)initLifecycleProcessor():初始化和生命周期有关的后置处理器:默认从容器中找是否有lifecycleProcessor的组件【LifecycleProcessor】,如果没有,则创建一个DefaultLifecycleProcessor()加入到容器;

(2)getLifecycleProcessor().onRefresh():拿到前面定义的生命周期处理器(LifecycleProcessor)回调onRefresh()方法

(3)publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this)):发布容器刷新完成事件;

(4)liveBeansView.registerApplicationContext(this);

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