Spring IoC容器初始化主体流程

1、Spring IoC的容器体系

IoC容器是Spring的核心模块，是抽象了对象管理、依赖关系管理的框架解决方案。Spring 提供了很多的容器，其中 BeanFactory 是顶层容器（根容器），不能被实例化，它定义了所有 IoC 容器 必须遵从的⼀套原则，具体的容器实现可以增加额外的功能，比如我们常用到的ApplicationContext，其下更具体的实现如 ClassPathXmlApplicationContext 包含了解析 xml 等⼀系列的内容，AnnotationConfigApplicationContext 则是包含了注解解析等⼀系列的内容。Spring IoC 容器继承体系⾮常聪明，需要使⽤哪个层次⽤哪个层次即可，不必使⽤功能⼤而全的。

BeanFactory 顶级接⼝方法栈如下

 

BeanFactory 容器继承体系

通过其接⼝设计，我们可以看到我们⼀贯使⽤的 ApplicationContext 除了继承BeanFactory的⼦接⼝，还继承了ResourceLoader、MessageSource等接⼝，因此其提供的功能也就更丰富了。
下⾯我们以 ClasspathXmlApplicationContext 为例，深⼊源码说明 IoC 容器的初始化流程。

 

2、Bean生命周期关键时机点

思路：创建⼀个类 LagouBean ，让其实现⼏个特殊的接⼝，并分别在接⼝实现的构造器、接⼝⽅法中断点，观察线程调⽤栈，分析出 Bean 对象创建和管理关键点的触发时机。

LagouBean类

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
 
public class LagouBean implements InitializingBean {
    /**
     * 构造函数
     */
    public LagouBean() {
        System.out.println("LagouBean 构造器...");
    }
 
    /**
     * InitializingBean 接⼝实现
     */
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("LagouBean afterPropertiesSet...");
    }
}

BeanPostProcessor 接⼝实现类

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    public MyBeanPostProcessor() {
        System.out.println("BeanPostProcessor 实现类构造函数...");
    }
 
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("lagouBean".equals(beanName)) {
            System.out.println("BeanPostProcessor 实现类 postProcessBeforeInitialization ⽅法被调⽤中......");
        }
        return bean;
    }
 
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("lagouBean".equals(beanName)) {
            System.out.println("BeanPostProcessor 实现类 postProcessAfterInitialization ⽅法被调⽤中......");
        }
        return bean;
    }
}

BeanFactoryPostProcessor 接⼝实现类

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    public MyBeanFactoryPostProcessor() {
        System.out.println("BeanFactoryPostProcessor的实现类构造函数...");
    }
 
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("BeanFactoryPostProcessor的实现⽅法调⽤中......");
    }
}

applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        ">
<bean id="lagouBean" class="com.lagou.LagouBean"/>
    <bean id="myBeanFactoryPostProcessor" class="com.lagou.MyBeanFactoryPostProcessor"/>
    <bean id="myBeanPostProcessor" class="com.lagou.MyBeanPostProcessor"/>
</beans>

IoC 容器源码分析⽤例

/**
 * Ioc 容器源码分析基础案例
 */
     @Test
     public void testIoC(){
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
        LagouBean lagouBean=applicationContext.getBean(LagouBean.class);
        System.out.println(lagouBean);
     }

2.1、分析 Bean 的创建是在容器初始化时还是在 getBean 时

根据断点调试，我们发现，在未设置延迟加载的前提下，Bean 的创建是在容器初始化过程中完成的。

2.2、分析构造函数调用情况 

 

通过如上观察，我们发现构造函数的调⽤时机在AbstractApplicationContext类refresh⽅法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)处; 

2.3、分析 InitializingBean 之 afterPropertiesSet 初始化方法调用情况

观察调⽤栈

 

通过如上观察，我们发现 InitializingBean中afterPropertiesSet 方法的调用时机也是在AbstractApplicationContext类refresh方法的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); 

2.4、分析BeanFactoryPostProcessor 初始化和调用情况 

分别在构造函数、postProcessBeanFactory 方法处打断点，观察调用栈，发现
BeanFactoryPostProcessor 初始化在AbstractApplicationContext类refresh方法的invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

postProcessBeanFactory 调用在AbstractApplicationContext类refresh方法的invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); 

2.5、分析 BeanPostProcessor 初始化和调用情况

分别在构造函数、postProcessBeanFactory 方法处打断点，观察调用栈，发现
BeanPostProcessor 初始化在AbstractApplicationContext类refresh方法的
registerBeanPostProcessors(beanFactory);

postProcessBeforeInitialization 调用在AbstractApplicationContext类refresh方法的
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

postProcessAfterInitialization 调用在AbstractApplicationContext类refresh方法的
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); 

2.6、总结

根据上面的调试分析，我们发现 Bean对象创建的几个关键时机点代码层级的调用都在
AbstractApplicationContext 类 的 refresh 方法中，可见这个方法对于Spring IoC 容器初始化来说相当关键，汇总如下： 

3、Spring IoC容器初始化主流程

由上分析可知，Spring IoC 容器初始化的关键环节就在 AbstractApplicationContext#refresh() 方法中，我们查看 refresh 方法来俯瞰容器创建的主体流程，主体流程下的具体子流程我们后面再来讨论。 

 @Override
    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // 第⼀步：刷新前的预处理
            prepareRefresh();
        /*
        第⼆步：
        获取BeanFactory；默认实现是DefaultListableBeanFactory
        加载BeanDefition 并注册到 BeanDefitionRegistry
        */
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        // 第三步：BeanFactory的预准备⼯作（BeanFactory进⾏⼀些设置，⽐如context的类加载器等）
            prepareBeanFactory(beanFactory);
            try {
            // 第四步：BeanFactory准备⼯作完成后进⾏的后置处理⼯作
                postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // 第五步：实例化并调⽤实现了BeanFactoryPostProcessor接⼝的Bean
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // 第六步：注册BeanPostProcessor（Bean的后置处理器），在创建bean的前后等执⾏
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // 第七步：初始化MessageSource组件（做国际化功能；消息绑定，消息解析）；
                initMessageSource();
            // 第⼋步：初始化事件派发器
                initApplicationEventMulticaster();
            // 第九步：⼦类重写这个⽅法，在容器刷新的时候可以⾃定义逻辑
                onRefresh();
            // 第⼗步：注册应⽤的监听器。就是注册实现了ApplicationListener接⼝的监听器bean
                registerListeners();
        /*
        第⼗⼀步：
        初始化所有剩下的⾮懒加载的单例bean
        初始化创建⾮懒加载⽅式的单例Bean实例（未设置属性）
        填充属性
        初始化⽅法调⽤（⽐如调⽤afterPropertiesSet⽅法、init-method⽅法）
        调⽤BeanPostProcessor（后置处理器）对实例bean进⾏后置处
        */
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
        /*
        第⼗⼆步：
        完成context的刷新。主要是调⽤LifecycleProcessor的onRefresh()⽅法，并且发布事
        件 （ContextRefreshedEvent）
        */
                finishRefresh();
            }
 
            ......
        }
    }