0源码基础学习Spring源码系列（一）——Bean注入流程
通过本文，读者可以0源码基础的初步学习spring源码，并能够举一反三从此进入源码世界的大米！
由于是第一次阅读源码，文章之中难免存在一些问题，还望包涵指正！
作者：京东科技 韩国凯
通过本文，读者可以0源码基础的初步学习spring源码，并能够举一反三从此进入源码世界的大米！
由于是第一次阅读源码，文章之中难免存在一些问题，还望包涵指正！
一、 @Autowired与@Resource的区别
用一句话总结两者的区别就是： @Autowired会先通过类型注入，即byType，当存在有多个类型时会通过名称注入。@Resource则相反，会先通过名称注入，即byName，当名称不存在或有多个名称时会通过类型注入。
那么通过名称注入与通过类型注入有什么区别呢？
//创建接口
interface StuService{
String getName();
}
@Service
//Stu2实现接口并注册bean
class Stu2 implements StuService{
@Override
public String getName() {
return "stu2";
}
}
@Service
//Stu3实现接口并注册bean
class Stu3 implements StuService{
@Override
public String getName() {
return "stu3";
}
}
1.1 @Autowired
那么此时如果我们对 StuService注入， @Autowired可以选择注入的类型就有两个，分别是 Stu2与 Stu3。
需要注意的是，类型有很多种选择：
- 当注册bean与获取bean为同一个类时，类型只有这个类本身。
例如，我们有获取session的工具类，需要将其注入到spring之中，
@Component
class SessionUtil{
public String getSession(){
return "session";
}
}
只有一个类，直接注册bean，使用时可以任意选择
@Autowired
SessionUtil sessionUtil;
此时@Autowired只有一个注册类型，直接注入。
- 当注册bean有多个时，类型为所有注册的bean，实现方式有：实现接口、继承、通过其他方式，例如xml配置注册bean。
例如上述 StuService有多个实现类，每个实现类都注册了bean，因此@Autowired可以选择的类型就有两个。
@Autowired
StuService stu;
根据上述的@Autowired逻辑，此时有多个类型，那么会根据bean name查找，（即类名首字母小写的），发现 stu没有对应的实现类，
此时会报错：
Field stu in com.example.demo.spring.Stu1 required a single bean, but 2 were found:
只需要将 stu 替换成 stu2或 stu3即可完成注入。
继承和其他方式同时有多个bean注入时同理。
因此，@Autowired中类型的定义可以归结为：当注册bean有多个时，类型为所有注册的bean，实现方式有：实现接口、继承、通过其他方式，例如xml配置注册bean或者@Bean注册。
1.2 @Resource
- 当只有一个bean时，可以直接注册
@Autowired
SessionUtil sessionUtil;
- 当有多个bean注册时，如果未指定名称，则bean name为类名首字母小写，指定了bean名称则注册名称为该名称。
例如上文中 Stu1 Stu2都未指定bean名称，因此两者的bean名称分别为 stu1 stu2。
当使用@Bean在方法上注册bean，此时名称为方法名称。
@Bean()
public Student getStudent(){
Student student = new Student();
student.setName("bob");
student.setId(26);
return student;
}
此时该bean名称为 getStudent。
同样，我们也可以注册bean时自定义bean名称
@Bean("stu1")
public Student getStudent(){
Student student = new Student();
student.setName("bob");
student.setId(26);
return student;
}
@Service("stu2")
class Stu2 implements StuService{
@Override
public String getName() {
return "stu2";
}
}
@Component("stu3")
class Stu3 implements StuService{
@Override
public String getName() {
return "stu3";
}
}
在引用时指定bean：
@Resource(name = "stu2")
private StuService stu1;
1.3 @Autowired
当我们使用@Resource时，会根据名称也就是 stu2去查询，此时bean名称只有一个，查到返回
@Resource
private Stu3 stu2;
但是在执行时却发现报错：
Bean named 'stu2' is expected to be of type 'com.example.demo.spring.Stu3' but was actually of type 'com.example.demo.spring.Stu2'
这是因为只根据了bean名称去查询，却没有根据bean类型，查到的是Stu2类型的bean，但是期望的却是Stu3，因此会发生类型不匹配。
二、SpringIOC的Bean注入流程
spring的注册流程主要包含两个部分：
- 容器的启动阶段及预热工作
- Bean的注入流程
先了解一下几个概念：
2.1 概念介绍
2.1.1 配置元数据
存在于磁盘上的项目中用于描述一个bean的数据，可以是xml、properties、yaml等静态文件，也可以是各种注解描述的对应信息，例如@Service、@Component描述的一个bean的信息。
<bean id="role" class="com.wbg.springxmlbean.entity.Role">
<property name="id" value="1"/>
<property name="roleName" value="高级工程师"/>
<property name="note" value="重要人员"/>
</bean>
以上就是一个由xml定义的配置元数据。
2.1.2 BeanDefinition与BeanDefinitionReader
在spring中，无论是那种配置元数据，最终都会转换为BeanDefinition，由BeanDefinition描述要生成并被引用的对象，可以理解为BeanDefinition就是bean的生成模板，或者是bean的说明书，按照BeanDefinition生成bean。
而将配置元数据转换为BeanDefinition的工作就是由BeanDefinitionReader完成的，对于不同的的配置元数据有不同的Reader完成对应的工作，例如有XmlBeanDefinitionReader读取xml配置信息，PropertiesBeanDefinitionReader读取properties配置信息，AnnotatedBeanDefinitionReader读取注解的配置信息。
BeanDefinitionReader的作用就是将磁盘上的文件信息或注解信息转化为内存中用于描述bean的BeanDefinition。
2.1.3 BeanFactoryPostProcessor
BeanFactoryPostProcessor是容器启动阶段Spring提供的一个扩展点，主要负责对注册到BeanDefinitionRegistry中的一个个的BeanDefinition进行一定程度上的修改与替换。例如我们的配置元信息中有些可能会修改的配置信息散落到各处，不够灵活，修改相应配置的时候比较麻烦，这时我们可以使用占位符的方式来配置。例如配置Jdbc的DataSource连接的时候可以这样配置：
<bean id="dataSource"
class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"
destroy-method="close">
<property name="maxIdle" value="${jdbc.maxIdle}"></property>
<property name="maxActive" value="${jdbc.maxActive}"></property>
<property name="maxWait" value="${jdbc.maxWait}"></property>
<property name="minIdle" value="${jdbc.minIdle}"></property>
<property name="driverClassName"
value="${jdbc.driverClassName}">
</property>
<property name="url" value="${jdbc.url}"></property>
<property name="username" value="${jdbc.username}"></property>
<property name="password" value="${jdbc.password}"></property>
</bean>
BeanFactoryPostProcessor就会对注册到BeanDefinitionRegistry中的BeanDefinition做最后的修改，替换$占位符为配置文件中的真实的数据。
2.1.4 BeanDefinitionRegistry
一个存储BeanDefinition的地方，存储方式为KV值，key为beanName，value为BeanDefinition。
2.1.5 容器启动阶段
容器的启动阶段相对比较简单，首先会将存在于各处的磁盘上的配置元信息由各自的Reader读取到内存之中，转换成BeanDefinition，然后注册到BeanDefinationRegistry之中，最后由BeanFactoryPostProcessor进行修改与替换。
2.1.6 BeanFactory与FactoryBean
BeanFactory与FactoryBean的名字很像，但是确实两个不同的东西。
根据命名规则来看，BeanFactory是一个Factory，也就是一个存放bean的工厂，在创建bean完成后放到其中，使用是从其中获取。
而FactoryBean则是一个bean，只不过与不同的的bean不同的是他不仅可以创建本身类型的bean，也可以类似于Factory一样创建一层有包装的新的bean。这个Bean可以返回一个新的类型的bean，在返回之前也可以对其进行加工。
@Component
class FactoryBeanDemo implements FactoryBean<Student>{
@Override
public Student getObject() {
return new Student();
}
@Override
public Class<?> getObjectType() {
return Student.class;
}
}
创建一个FactoryBean只需要实现其接口，并实现其中的两个方法。当我们获取FactoryBean时，会返回其中 getObject()方法返回的对象。而如果想要获取FactoryBean本身，只需要在bean name前加一个"&"符号即可。
@Resource()
private Object factoryBeanDemo;
@GetMapping("/getStu")
private String getBean(){
System.out.println(factoryBeanDemo.getClass());
return stu2.getName();
}
//输出结果
class com.example.demo.domain.Student
可以看到获取到的是Student类型。
class com.example.demo.spring.FactoryBeanDemo
将获取bean名称假“&”符号：
@Resource(name = "&factoryBeanDemo")
private Object factoryBeanDemo;
class com.example.demo.spring.FactoryBeanDemo
可以看到获取到的对象变成了FactoryBeanDemo本身。
2.2 Bean注入流程
在容器启动阶段，已经完成了bean的注册。如果该对象是配置成懒加载的方式，那么直到我们向Spring要依赖对象实例之前，其都是以BeanDefinitionRegistry中的一个个的BeanDefinition的形式存在，也就是Spring只有在我们第一次依赖对象的时候才开启相应对象的实例化阶段。而如果我们不是选择懒加载的方式，容器启动阶段完成之后，其中有一个步骤finishBeanFactoryInitialization()，在这一步将立即启动Bean实例化阶段，通过隐式的调用所有依赖对象的getBean方法来实例化所有配置的Bean，完成类的加载。
doGetBean()：获取并返回bean
doGetBean()的主要流程有两个：
- 尝试从缓存中获取bean，如果获取到直接返回。
- 如果没有获取到则尝试加载bean。
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
String beanName = transformedBeanName(name);
Object beanInstance;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
// 1、查询缓存中是否存在，存在的话直接返回
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.trace("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.trace("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
// 根据缓存中的bean获取实例，主要是检测如果是FactoryBean类型，则获取其内部的getObject()的bean。（需要先了解FactoryBean的作用）
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
//2、不存在则创建bean
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
// 2.1 尝试从父类的Factory加载bean
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else if (requiredType != null) {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
else {
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
}
}
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
}
StartupStep beanCreation = this.applicationStartup.start("spring.beans.instantiate")
.tag("beanName", name);
try {
if (requiredType != null) {
beanCreation.tag("beanType", requiredType::toString);
}
/*
* 2.2 获取RootBeanDefinition：首先会根据beanName获取BeanDefinition，然后将BeanDefinition转换为RootBeanDefinition
* BeanDefinition 接口的实现类有很多，通过不同方式注册到 BeanDefinitionRegistry 中的 BeanDefinition 的类型可能都不太相同。
最终，在通过 BeanDefinition 来创建 bean 的实例时，通常都会调用 getMergedBeanDefinition 来获取到一个 RootBeanDefinition。
所以，RootBeanDefinition 本质上是 Spring 运行时统一的 BeanDefinition 视图。
* */
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
// 2.3 初始化依赖的bean
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
registerDependentBean(dep, beanName);
try {
getBean(dep);
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
}
}
}
// Create bean instance.
// 2.4 创建实例
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
//返回真正的bean
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
}
return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
}
2.2.1 mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName)获取BeanDefinition
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
BeanDefinition 接口的实现类有很多，通过不同方式注册到 BeanDefinitionRegistry 中的 BeanDefinition 的类型可能都不太相同。
最终，在通过 BeanDefinition 来创建 bean 的实例时，通常都会调用 getMergedBeanDefinition 来获取到一个 RootBeanDefinition。所以，RootBeanDefinition 本质上是 Spring 运行时统一的 BeanDefinition 视图。
此处就是将各种BeanDefinition统一转换为spring能识别的RootBeanDefinition。
2.2.2 getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) 获取创建好的对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
//返回真正的bean
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
从getSingleton()方法中获取创建好的对象
//获取singletonFactory返回的结果
singletonObject = singletonFactory.getObject();
getSingleton()方法中最主要的一次调用也就是从singletonFactory中获取对象，而获取对象的结果就是上面代码中传入的匿名工厂返回的结果，也就是 createBean(beanName, mbd, args)
2.2.3 createBean(beanName, mbd, args) 创建bean
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
RootBeanDefinition mbdToUse = mbd;
// Make sure bean class is actually resolved at this point, and
// clone the bean definition in case of a dynamically resolved Class
// which cannot be stored in the shared merged bean definition.
// 1.解析bean class
Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) {
mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd);
mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass);
}
// Prepare method overrides.
// 2.准备覆盖的方法
try {
mbdToUse.prepareMethodOverrides();
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(mbdToUse.getResourceDescription(),
beanName, "Validation of method overrides failed", ex);
}
try {
// Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
// 3.尝试返回代理创建的Bean，这个作用就是查找bean中所有实现前置和后置处理器的接口，有没有手工创建然后返回的，代替了spring的创建bean的流程
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbdToUse.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
try {
//4.真正创建bean
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}
catch (BeanCreationException | ImplicitlyAppearedSingletonException ex) {
// A previously detected exception with proper bean creation context already,
// or illegal singleton state to be communicated up to DefaultSingletonBeanRegistry.
throw ex;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
mbdToUse.getResourceDescription(), beanName, "Unexpected exception during bean creation", ex);
}
}
创建bean主要有以下几步：
- 解析bean的class文件，为后面的根据class文件通过反射创建对象做准备。
- 预处理bean的Override属性，预处理的方式也比较简单，就是在方法prepareMethodOverride中判断一下，如果lookup-method标签或者replaced-method标签中配置了bean中需要覆盖的方法，就将MethodOverride中的overload属性值设置为false。
- 尝试通过反射获取被代理的bean。
- 真正创建bean的过程
2.2.4 Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args) 开始创建bean
以上流程都是获取bean前的流程或获取bean的准备，doCreateBean是真正的创建并填充bean的流程（去掉了一些不重要的代码）。
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
//1.通过反射创建实例化对象，并将其放入wraaper中。wraaper可以理解为bean的包装对象，里面是bean实例的，还有一些其他bean的属性方便使用
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();
if (beanType != NullBean.class) {
mbd.resolvedTargetType = beanType;
}
// Allow post-processors to modify the merged bean definition.
//2.允许后处理处理器修改合并后的bean定义，这里只是解析这些@Autowired @Value @Resource @PostConstruct等这些注解，并没有发生实际属性注入的动作
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
if (!mbd.postProcessed) {
try {
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
}
mbd.postProcessed = true;
}
}
// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references
// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.
//3.是否需要提前曝光，用来解决循环依赖时使用
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
// Initialize the bean instance.
Object exposedObject = bean;
//4.将实例化完成成的bean填充属性
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
//5.调用初始化方法，例如 init-method
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
//6.循环依赖检查
if (earlySingletonExposure) {
Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
if (earlySingletonReference != null) {
if (exposedObject == bean) {
exposedObject = earlySingletonReference;
}
else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);
for (String dependentBean : dependentBeans) {
if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
actualDependentBeans.add(dependentBean);
}
}
}
}
}
// Register bean as disposable.
//7.注册bean
try {
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
}
return exposedObject;
}
从上述流程中可以看到，我们创建一个bean主要有以下几个流程：
- 首先通过class根据反射创建对象，此时该对象的所有的属性都为空，可以理解为我们new出的空属性对象。
- 解析@Autowired @Value @Resource @PostConstruct这些注解，但并没有发生属性注入的行为。
- 是否需要提前曝光，用来解决循环依赖时使用，主要作用是如果需要代理会返回代理对象，如果不需要代理，返回前面创建的对象
- 将第一步实例化完成的空属性对象填充属性，其中如果该bean依赖了其他bean，也会在此步骤将依赖的bean装配，如果bean已经被创建，则直接属性注入，如果不存在，则创建bean，创建方式跟本bean相同，可以理解为递归。
- 将实例化完成的bean对象初始化，主要查看bean是否实现了一些前置或后置或初始化的方法，如果是的话就执行。
- 循环依赖检查。
- 根据scope注册bean。
可以看到，经过以上的几个步骤，我们就获取到了一个实例bean。
其中最重要的三个方法：
- 实例化bean
- 装配属性
- 初始化bean
2.2.5 总结
总结来说，创建bean的流程就是先根据反射获取对象，然后填充对象的属性，初始化，最后将bean注册。
2.3 创建bean流程深入理解
上文我们只粗略的讲解了创建bean的过程，并没有深入的查看源码是如何实现的，例如通过反射获取对象是怎么获取的，填充属性是如何填充的，下文将详细阐述2.2.5过程中在源码层面是如何构建的。
2.3.1 instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args) 获取实例化对象
该方法通过反射获取实例化的空属性对象。
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
// Make sure bean class is actually resolved at this point.
//1.1解析class
Class<?> beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
//1.2确认public权限
if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
}
//2.如果存在 Supplier 回调，则调用 obtainFromSupplier() 进行初始化，因为反射获取对象的效率比较低
Supplier<?> instanceSupplier = mbd.getInstanceSupplier();
if (instanceSupplier != null) {
return obtainFromSupplier(instanceSupplier, beanName);
}
if (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
}
// Shortcut when re-creating the same bean...
boolean resolved = false;
boolean autowireNecessary = false;
if (args == null) {
synchronized (mbd.constructorArgumentLock) {
/*
* 3.如果args为空且方法已经被resolved，则会直接选择对应的构造方法
* mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod的赋值在下方【1】【2】的代码中赋值
* */
if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null) {
resolved = true;
autowireNecessary = mbd.constructorArgumentsResolved;
}
}
}
if (resolved) {
if (autowireNecessary) {
return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null);
}
else {
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
}
// Candidate constructors for autowiring?
//4.自动装配的构造方法
Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null || mbd.getResolvedAutowireMode() == AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) {
return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}
// Preferred constructors for default construction?
//5.是否有首选构造方法
ctors = mbd.getPreferredConstructors();
if (ctors != null) {
return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, null);
}
// No special handling: simply use no-arg constructor.
//6.通过默认的无参构造函数
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
- 首先解析class文件与确认public权限。
- 如果存在 Supplier 回调，则调用 obtainFromSupplier() 进行初始化，因为反射获取对象的效率比较低。
- 如果args为空且使用那个构造函数已经被确定了，则进行标记，后续直接选择使用那种构造方法。
- 如果args不为空或没有被解析过，则选择使用那种构造方法来构造实例化的对象：
Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
Constructor<?>[] ctors = bp.determineCandidateConstructors(beanClass, beanName);
选择AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现类：
其中重要的代码已贴出：
//1.遍历所有的构造方法
for (Constructor<?> candidate : rawCandidates) {
if (!candidate.isSynthetic()) {
nonSyntheticConstructors++;
}
else if (primaryConstructor != null) {
continue;
}
//2.查看当前构造方法是否有@Autowired注解
MergedAnnotation<?> ann = findAutowiredAnnotation(candidate);
if (ann == null) {
Class<?> userClass = ClassUtils.getUserClass(beanClass);
if (userClass != beanClass) {
try {
Constructor<?> superCtor =
userClass.getDeclaredConstructor(candidate.getParameterTypes());
ann = findAutowiredAnnotation(superCtor);
}
catch (NoSuchMethodException ex) {
// Simply proceed, no equivalent superclass constructor found...
}
}
}
//3.如果有@Autowired注解
if (ann != null) {
//4.如果已经有一个@Autowired注解，则说明存在多个@Autowired注解，则抛出异常
if (requiredConstructor != null) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Invalid autowire-marked constructor: " + candidate +
". Found constructor with 'required' Autowired annotation already: " +
requiredConstructor);
}
boolean required = determineRequiredStatus(ann);
if (required) {
if (!candidates.isEmpty()) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Invalid autowire-marked constructors: " + candidates +
". Found constructor with 'required' Autowired annotation: " +
candidate);
}
requiredConstructor = candidate;
}
candidates.add(candidate);
}
//5无参构造函数
else if (candidate.getParameterCount() == 0) {
//将其设置为默认构造函数
defaultConstructor = candidate;
}
}
//对上面的处理过程进行判断
//6.1先检查是否有@Autowired注解
if (!candidates.isEmpty()) {
// Add default constructor to list of optional constructors, as fallback.
if (requiredConstructor == null) {
if (defaultConstructor != null) {
candidates.add(defaultConstructor);
}
else if (candidates.size() == 1 && logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Inconsistent constructor declaration on bean with name '" + beanName +
"': single autowire-marked constructor flagged as optional - " +
"this constructor is effectively required since there is no " +
"default constructor to fall back to: " + candidates.get(0));
}
}
//返回@Autowired注解的构造方法
candidateConstructors = candidates.toArray(new Constructor<?>[0]);
}
//6.2如果只有一个有参构造函数，则返回该有参函数
else if (rawCandidates.length == 1 && rawCandidates[0].getParameterCount() > 0) {
candidateConstructors = new Constructor<?>[] {rawCandidates[0]};
}
//6.3对于非Kotlin类只会返回null，所以这里不会进入
else if (nonSyntheticConstructors == 2 && primaryConstructor != null &&
defaultConstructor != null && !primaryConstructor.equals(defaultConstructor)) {
candidateConstructors = new Constructor<?>[] {primaryConstructor, defaultConstructor};
}
else if (nonSyntheticConstructors == 1 && primaryConstructor != null) {
candidateConstructors = new Constructor<?>[] {primaryConstructor};
}
else {
//6.4对于不能识别的场景会进入到这里，例如有多个构造函数但是并没有指定@Autowired注解或者没有构造函数（java会帮我们生成一个无参的构造函数），返回null
candidateConstructors = new Constructor<?>[0];
}
2-5步会对所有的构造函数进行检查，并在检查完进行标记，并会在第6步对标记的结果进行返回，按照ifelse判断顺序主要分为以下几种情况：
- 如果有@Autowired注解的方法则返回该构造方法
- 如果只有一个有参构造函数则会返回该有参构造函数
- 对于不能识别的场景会进入到这里，例如有多个构造函数但是并没有指定@Autowired注解或者没有构造函数（java会帮我们生成一个无参的构造函数）会返回null
在获取到需要的构造函数后，会进行标记，下次不用再次解析可以直接选用那个构造函数，即上文的第4步
- 是否有首选的构造函数
- 如果都没有的话，通过默认的无参构造函数创建对象。
我们查看代码发现，无论第4步返回什么结果，最终会执行以下两个方法：
autowireConstructor()与instantiateBean()
两者都会调用
instantiate()方法
最终都会执行以下这个方法
BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse)
也就是如下的代码
for (int i = 0 ; i < args.length; i++) {
if (args[i] == null) {
Class<?> parameterType = parameterTypes[i];
argsWithDefaultValues[i] = (parameterType.isPrimitive() ? DEFAULT_TYPE_VALUES.get(parameterType) : null);
}
else {
argsWithDefaultValues[i] = args[i];
}
}
return ctor.newInstance(argsWithDefaultValues);
其中最重要的一句：
return ctor.newInstance(argsWithDefaultValues);
可以发现，也就是这里通过反射的方式创建了一个空属性对象，并一层层返回，直到后面的属性装配等过程，可以说这里就是bean加载过程的源头。
2.3.2 applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName) 解析各种注解
该方法主要解析该bean所相关的注解，例如属性有@Resource，bean中@PostConstruct注解都会被解析。
for (MergedBeanDefinitionPostProcessor processor : getBeanPostProcessorCache().mergedDefinition) {
processor.postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName);
}
processor主要有两个实现类：
- AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 处理@Autowired和@Value注解bean定义信息
- CommonAnnotationBeanPostProcessor 处理@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy注解的bean定义信息
这里需要注意的是，该方法只是会解析并不会真正的进行注入，因为学习意义不大，并不在赘述。
2.3.3 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper) 对实例化完成的bean进行属性注入
//遍历所有的属性
for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {
//对属性进行装填
PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvsToUse == null) {
if (filteredPds == null) {
filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
}
pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvsToUse == null) {
return;
}
}
pvs = pvsToUse;
}
其中 bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName)有几个实现方法，比较重要的是：
- AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，主要装配属性是@Autowired与@Value的属性
- CommonAnnotationBeanPostProcessor，主要装配属性是@Resource的属性
两者最终都会进入如下方法：
//判断要注入的是属性还是方法
if (this.isField) {
Field field = (Field) this.member;
ReflectionUtils.makeAccessible(field);
//如果是属性的话则直接注入
field.set(target, getResourceToInject(target, requestingBeanName));
}
else {
if (checkPropertySkipping(pvs)) {
return;
}
try {
Method method = (Method) this.member;
ReflectionUtils.makeAccessible(method);
//否则通过反射注入
method.invoke(target, getResourceToInject(target, requestingBeanName));
}
catch (InvocationTargetException ex) {
throw ex.getTargetException();
}
}
理解起来比较简单，判断是方法注入还是属性注入，在注入时注入的对象为：
getResourceToInject(target, requestingBeanName)
找到ResourceElement的实现方法中getResource()方法：
返回了 autowireResource(this.resourceFactory, element, requestingBeanName)
if (factory instanceof AutowireCapableBeanFactory) {
AutowireCapableBeanFactory beanFactory = (AutowireCapableBeanFactory) factory;
DependencyDescriptor descriptor = element.getDependencyDescriptor();
if (this.fallbackToDefaultTypeMatch && element.isDefaultName && !factory.containsBean(name)) {
autowiredBeanNames = new LinkedHashSet<>();
resource = beanFactory.resolveDependency(descriptor, requestingBeanName, autowiredBeanNames, null);
if (resource == null) {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(element.getLookupType(), "No resolvable resource object");
}
}
else {
resource = beanFactory.resolveBeanByName(name, descriptor);
autowiredBeanNames = Collections.singleton(name);
}
}
else {
resource = factory.getBean(name, element.lookupType);
autowiredBeanNames = Collections.singleton(name);
}
在这个方法中，无论是if还是else，最终都会调用
getBean(name, element.lookupType)
也就是我们bean注入的入口，这个过程很像递归，在我们创建bean时，如果发现我们有依赖的其他bean，那么就会去创建依赖的bean，如果依赖的bean还有其依赖的属性则又会去创建被依赖的属性，只到最终全部创建完成，返回一开始想要创建的bean。
2.3.4 exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd)初始化bean
在该方法中，会对已经填充过属性的bean进行初始化：
Object wrappedBean = bean;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
//对bean的前置处理，其中@PostConstruct就在此步骤中
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
try {
//调用初始化方法如果bean实现了InitializingBean接口，则先执行InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法，然后执行xml或注解设置的init-method方法。
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
(mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
beanName, "Invocation of init method failed", ex);
}
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
//对bean进行后置处理，对象的代理发生在此步骤中
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
在初始化bean的时候，主要分为三个部分，分别是applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization、invokeInitMethods、applyBeanPostProcessorsAfterInitialization，分别对应于初始化的前置处理、自定义init方法、后置处理。
applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization、applyBeanPostProcessorsAfterInitialization两个方法的大概逻辑就是获取获取所有实现其接口的类，然后执行其中被覆盖的方法。
常用的注解执行顺序如下：
- @PostConstruct注解修饰的方法
- InitializingBean接口的afterPropertiesSet()方法
- init-method指定的方法
- @PreDestroy注解修饰的方法
- DisposableBean接口的destroy()方法
- destory-method指定的方法
并且在代码中可以看到，前置处理与后置处理都可以改变bean。
在容器启动阶段我们讲到BeanFactoryPostProcessor，这里我们讲到BeanPostProcessor，那么BeanFactoryPostProcessor 和 BeanPostProcessor 有什么区别呢？
BeanFactoryPostProcessor存在于容器启动阶段，而BeanPostProcessor存在于对象实例化阶段，BeanFactoryPostProcessor关注对象被创建之前那些配置的修改，而BeanPostProcessor阶段关注对象已经被创建之后的功能增强，替换等操作，这样就很容易区分了。
BeanPostProcessor与BeanFactoryPostProcessor都是Spring在Bean生产过程中强有力的扩展点。Spring中著名的AOP(面向切面编程)，其实就是依赖BeanPostProcessor对Bean对象功能增强的。
BeanFactoryPostProcessor主要用于解决实例化之前，对实例的属性进行拓展，而BeanPostProcessor是在实例化之后对对象做的拓展。
2.4 总结
用简单的话描述一下，创建一个bean的过程大概包括三部分：
- 通过反射实例化bean
- 属性装配以及填充
- 初始化，包括init-method、以及其前后三个步骤。其中AOP增强就是发生在初始化之后的
applyBeanPostProcessorsAfterInitialization的步骤中。
通过以上的步骤，就可以获得我们可以正常使用的一个bean。
