Spring IoC初始化流程（一）BeanDefinition加载解析及注册⼦流程

spring-framework版本5.1.x

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。

Spring IoC容器初始化主流程

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。下图是refresh()十大步骤

@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();
        }
    ......
    }
}

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，可⻅这个⽅法对于Spring IoC 容器初始化来说相当关键

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);

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);

汇总如下：

关键点	触发代码
构造器	refresh#finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)(beanFactory)
BeanFactoryPostProcessor 初始化	refresh#invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
BeanFactoryPostProcessor ⽅法调⽤	refresh#invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
BeanPostProcessor 初始化	registerBeanPostProcessors(beanFactory)
BeanPostProcessor ⽅法调⽤	refresh#finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)

BeanFactory创建流程

获取BeanFactory⼦流程
- 时序图
  
  AbstractApplicationContext 里面的 refresh() 调用了它里面的 obtainFreshBeanFactory()，进入 obtainFreshBeanFactory() 方法中，调用了AbstractRefreshableApplicationContext 里面的 refreshBeanFactory(),但该方法实际上又调用了 AbstractRefreshableApplicationContext 里面的 createBeanFactory(),接着从 AbstractApplicationContext 调用AbstractRefreshableApplicationContext 中的 getBeanFactory() 方法，并将 DefaultListableBeanFactory 返回（默认实现的是DefaultListableBeanFactory）
BeanDefinition加载解析及注册⼦流程
1. 该⼦流程涉及到如下⼏个关键步骤
  1. 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。
  2. 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。
  注册BeanDefinition到 IoC 容器
2. 过程分析
  1. ⼦流程⼊⼝在 AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory ⽅法中
  2. 依次调⽤多个类的 loadBeanDefinitions ⽅法 —> AbstractXmlApplicationContext —> AbstractBeanDefinitionReader —> XmlBeanDefinitionReader ⼀直执⾏到 XmlBeanDefinitionReader 的 doLoadBeanDefinitions ⽅法
  3. 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 doRegisterBeanDefinitions 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。
    
    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);
```
  4. 时序图