IOC容器启动过程_java

创建Maven工程用于调试，引入spring-context依赖

引入配置类，创建一个bean

定义测试类，new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class)这一句测试代码就可以驱动IoC启动

仿真进入构造方法

1.调用构造方法

2.进入this

this（）执行之前会先执行父类的构造方法，完成工厂创建

此时beanFactory已经创建

1.AnnotatedBeanDefinitionReader

其逻辑很简单，就是向IoC中注册1个BeanFactoryPostProcessor和4个BeanPostProcessor，Spring就是通过这些PostProcessor扩展点实现对各种注解的解析、处理，让开发只需要简单的几个注解就可以实现很多复杂功能，屏蔽了注解背后处理的复杂逻辑，这也是目前Spring开发趋势：注解驱动开发。
这几个PostProcessor大致作用：

ConfigurationClassPostProcessor：完成@Configuration、@Import、@ComponentScan、@Component、@Bean等注解支持，该类主要完成完成BeanDefinition的采集工作，就是解析各种注解，把需要纳入Spring管理的Bean都采集到一起生成BeanDefinition存储起来，供后续生成对象提供所需的材料；

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:完成@Autowired、@Value注解支持，实现Spring中依赖注入的核心逻辑；

CommonAnnotationBeanPostProcessor：支持JSR-250的一些注解，如：@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy等；

EventListenerMethodProcessor和DefaultEventListenerFactory：这两个类主要完成对Spring4.2之后引入的@EventListener等事件注解支持；

上面5个PostProcessor中，最重要的是前两个，一个负责完成从各个地方把需要纳入IoC管理的Bean都收集到一起；另一个则完成对这些收集的Bean进行依赖注入。Spring IoC基本工作就是管理Bean以及依赖注入，所以IoC启动流程分析中，这两个类占有很大的比重。

2.ClassPathBeanDefinitionScanner

Spring项目中配置或@ComponentScan(basePackages=“a.b.c”)，这背后的工作就是靠ClassPathBeanDefinitionScanner完成，其主要就是完成对指定包路径下的Bean进行扫描，把含有特定注解的Bean生成BeanDefinition注册到IoC容器中。
ClassPathBeanDefinitionScanner是Spring中非常重要的一个类，决定了哪些类需要被纳入IoC容器。我们可以继承ClassPathBeanDefinitionScanner实现框架定制化功能，比如MyBatis 的Mapper扫描就是一个典型应用案例，MyBatis 的MapperScannerConfigurer的内部就使用到一个ClassPathBeanDefinitionScanner的子类，实现将Mapper接口文件注入到IoC容器中。
案例：

注意：AnnotationConfigApplicationContext中定义的：this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);，这个其实一般情况下是没有使用的，只有手工调用AnnotationConfigApplicationContext#scan()才会使用到scanner。大部分Bean的采集工作是AnnotatedBeanDefinitionReader中向IoC注册的ConfigurationClassPostProcessor这个BeanFactory后置处理器完成的，它在处理@ComponentScan注解时会重新创建一个ClassPathBeanDefinitionScanner实例，而不是使用AnnotationConfigApplicationContext.scanner这个，这里要特别注意下，避免修改却发现没有起作用的尴尬。

3.构造方法第二个方法：register(componentClasses)

就是将传入的配置类解析成解析成BeanDefinition，注册到IoC容器中，后续ConfigurationClassPostProcessor这个BeanFactory后置处理器在IoC开始真正初始化时，可以获取到这些配置类的BeanDefinition集合，启动解析。
配置类已经加到Map

4.构造方法第三个方法：refresh

refresh方法定义在AbstractApplicationContext，负责初始化 ApplicationContext 容器，容器必须调用 refresh 才能正常工作，采用模板模式，定义好IoC启动的流程以及每个步骤的作用，并提供基础实现，其它子类可以重写进行扩展。

1. prepareRefresh();

这一步创建和准备了 Environment 对象，它作为 ApplicationContext 的一个成员变量
Environment 对象的作用之一是为后续 @Value，值注入时提供键值
Environment 分成三个主要部分
systemProperties - 保存 java 环境键值
systemEnvironment - 保存系统环境键值
自定义 PropertySource - 保存自定义键值，例如来自于 *.properties 文件的键值
*

2.ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

这一步获取(或创建) BeanFactory，它也是作为 ApplicationContext 的一个成员变量

BeanFactory 的作用是负责 bean 的创建、依赖注入和初始化，bean 的各项特征由 BeanDefinition 定义
BeanDefinition 作为 bean 的设计蓝图，规定了 bean 的特征，如单例多例、依赖关系、初始销毁方法等
BeanDefinition 的来源有多种多样，可以是通过 xml 获得、配置类获得、组件扫描获得，也可以是编程添加
所有的 BeanDefinition 会存入 BeanFactory 中的 beanDefinitionMap 集合

两个方法，

refresh中设置了序列化id

getBeanFactory会调用父类一开始创建的beanFactory（进入this时创建的）

3.prepareBeanFactory(beanFactory);

这一步会进一步完善 BeanFactory，为它的各项成员变量赋值
beanExpressionResolver 用来解析 SpEL，常见实现为 StandardBeanExpressionResolver
propertyEditorRegistrars 会注册类型转换器
它在这里使用了 ResourceEditorRegistrar 实现类
并应用 ApplicationContext 提供的 Environment 完成 ${ } 解析
registerResolvableDependency 来注册 beanFactory 以及 ApplicationContext，让它们也能用于依赖注入
beanPostProcessors 是 bean 后处理器集合，会工作在 bean 的生命周期各个阶段，此处会添加两个：
ApplicationContextAwareProcessor 用来解析 Aware 接口
ApplicationListenerDetector 用来识别容器中 ApplicationListener 类型的 bean

4.postProcessBeanFactory(beanFactory);

默认空实现，留给子类扩展使用，可以修改beanDefinition信息
可以参照：AbstractRefreshableWebApplicationContext#postProcessBeanFactory()
一般 Web 环境的 ApplicationContext 都要利用它注册新的 Scope，完善 Web 下的 BeanFactory
这里体现的是模板方法设计模式

5.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

调用BeanFactory后置处理器(包括BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor)
前面巴拉巴拉一大堆，基本还是各种配置、填充工作，这一步就到了IoC容器开始真正干活的阶段了。invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)方法主要就是完成对所有注册进来的BeanFactory后置处理器执行调用，包括BeanFactoryPostProcessor及其子类BeanDefinitionRegistryPostProcessor。这里就会有个前面提到的Spring中非常重要的一个类：ConfigurationClassPostProcessor开始被执行，它执行完成后，所有需要Spring管理的Bean都会被解析成BeanDefinition注册进来。@Configuration、@Bean、@Import、@ComponentScan、@Component等等相关配置注解会被处理，相关的Bean也被解析成BeanDefinition注册进来。

这一步会调用 beanFactory 后处理器
beanFactory 后处理器，充当 beanFactory 的扩展点，可以用来补充或修改 BeanDefinition
常见的 beanFactory 后处理器有
ConfigurationClassPostProcessor – 解析 @Configuration、@Bean、@Import、@PropertySource 等
PropertySourcesPlaceHolderConfigurer – 替换 BeanDefinition 中的 ${ }
MapperScannerConfigurer – 补充 Mapper 接口对应的 BeanDefinition

经过这个步骤，dog类也被加到了beanDefinitionMap中

6.registerBeanPostProcessors(beanFactory);

registerBeanPostProcessors方法主要是将BeanDefinition对应的BeanPostProcessor实例化并通过beanFactory.addBeanPostProcessor()方法注册进来

这一步是继续从 beanFactory 中找出 bean 后处理器，添加至 beanPostProcessors 集合中
bean 后处理器，充当 bean 的扩展点，可以工作在 bean 的实例化、依赖注入、初始化阶段，常见的有：
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 功能有：解析 @Autowired，@Value 注解
CommonAnnotationBeanPostProcessor 功能有：解析 @Resource，@PostConstruct，@PreDestroy

增加了3个

7.initMessageSource();

这一步是为 ApplicationContext 添加 messageSource 成员，实现国际化功能

去 beanFactory 内找名为 messageSource 的 bean，如果没有，则提供空的 MessageSource 实现

8.initApplicationEventMulticaster();

这一步为 ApplicationContext 添加事件广播器成员，即 applicationContextEventMulticaster
它的作用是发布事件给监听器
去 beanFactory 找名为 applicationEventMulticaster 的 bean 作为事件广播器，若没有，会创建默认的事件广播器
之后就可以调用 ApplicationContext.publishEvent(事件对象) 来发布事件

9.onRefresh();

这一步是空实现，留给子类扩展
SpringBoot 中的子类在这里准备了 WebServer，即内嵌 web 容器
体现的是模板方法设计模式

10. registerListeners();

这一步会从多种途径找到事件监听器，并添加至 applicationEventMulticaster
事件监听器顾名思义，用来接收事件广播器发布的事件，有如下来源
事先编程添加的
来自容器中的 bean
来自于 @EventListener 的解析
要实现事件监听器，只需要实现 ApplicationListener 接口，重写其中 onApplicationEvent(E e) 方法即可

11.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

在执行finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); 方法前，所有的配置类都已经变成了 beanDefinition 保存 beanFactory 的 beanDefinitionMap 中。现在执行 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)方法是为了让所有的 beanDefinition 变成 bean。

大体的流程是：遍历 beanDefinitionMap 中的每一个 beanDefinition，从里面拿出 className，以 className 为依据，去 beanFactory 的 singletonObject 属性中去拿对应名字的 bean。如果能拿到，那就表示该 beanDefinition 已经变成 bean了，否则就用 beanDefinition 创建新 bean 并保存到 singletonObject 中。

这一步会将 beanFactory 的成员补充完毕，并初始化所有非延迟单例 bean
conversionService 也是一套转换机制，作为对 PropertyEditor 的补充
embeddedValueResolvers 即内嵌值解析器，用来解析 @Value 中的 ${ }，借用的是 Environment 的功能
singletonObjects 即单例池，缓存所有单例对象
对象的创建都分三个阶段，每一阶段都有不同的 bean 后处理器参与进来，扩展功能

关键方法：preInstantiateSingletons

preInstantiateSingletons方法内部：

1.获取到所有BeanDefinition名称，后面用于遍历处理

2.遍历每个bean，触发实例化

3.执行getBean doGetBean

4.执行CreateBean

5.执行docreateBean

1.调用无参构造方法通过反射创建对象

2.获取构造器

3.populateBean方法

populateBean方法完成依赖注入任务，主要包括三种方式的依赖注入：自动注入、注解注入和PropertyValues注入。

回调InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessProperties方法
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，就是在这个方法中完成@Autowired、@Value注解的依赖注入
CommonAnnotationBeanPostProcessor：支持JSR-250的一些注解，如：@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy等

注解方式实现的依赖注入主要借助于MergedBeanDefinitionPostProcessor和InstantiationAwareBeanPostProcessor这两类扩展类实现。比如@Autowired、@Value依赖注入的实现类是AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，以及@Resource等JSR-250相关依赖注入的实实现类是CommonAnnotationBeanPostProcessor，他们都实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor和InstantiationAwareBeanPostProcessor这两个接口。一般是在MergedBeanDefinitionPostProcessor#postProcessMergedBeanDefinition方法中完成注解信息解析，然后缓存到Map等集合中，在InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessProperties回调方法中，从缓存中查找依赖注入信息，然后进行依赖注入。
最后完成PropertyValues的依赖注入

4.initMethod方法

initializeBean()这个方法主要完成Bean的初始化工作，以及在初始化前后都存在BeanPostProcessor扩展点进行方法回调。

@PostConstruct这种比较常用的注解方式，是在InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization方法中被调用的，所以它执行时机是最早的；
实现InitializingBean这种方式次之，具体见invokeInitMethods方法；
最后执行的是@Bean(initMethod = “xxx”)这种方式配置的initMethod； //完成刷新并发布内容
池中增加了这两个自定义的bean

12.finishRefresh();