Spring源码：Bean的生命周期（二）

前言

让我们继续讲解Spring的Bean实例化过程。在上一节中，我们已经讲解了Spring是如何将Bean定义加入到IoC容器中，并使用合并的Bean定义来包装原始的Bean定义。接下来，我们将继续讲解Spring的 getBean() 方法，特别是针对 FactoryBean 的解析。

在 getBean() 方法中，Spring还支持对 FactoryBean 进行特殊处理。FactoryBean 是一个能够生成Bean实例的工厂Bean，其定义了 getObject() 方法，返回的是一个由工厂Bean管理的对象实例。在使用 getBean() 方法获取 FactoryBean 类型的Bean时，Spring会首先获取 FactoryBean 的实例，然后调用其 getObject() 方法来获取由工厂Bean创建的实际Bean实例。

因此，在使用 getBean() 方法获取Bean实例时，我们需要注意是否需要对 FactoryBean 进行特殊处理。如果需要获取 FactoryBean 的实例而不是它所管理的对象实例，可以在Bean名称前加上 & 符号来进行标识。例如：&myFactoryBean 表示获取 myFactoryBean 的实例。但是博主看到第一篇源码写的篇幅确实有些长，可能对于大家伙的碎片化时间掌握的不是很充分，所以以后我会尽力控制篇幅长度，既保证逻辑的连续性也保证尽快可以看完，那么接下来开始进入正题getbean方法之FactoryBean解析。

FactoryBean

所有符合过滤条件的Bean在Spring解析后都会被转化为合并后的Bean定义。尽管Spring提供了 getBean() 方法用于获取Bean实例，但实际上它底层仍然使用 createBean() 方法来创建Bean实例。在创建Bean实例之前，Spring先对当前Bean定义进行判断，以确定其是否为 FactoryBean 类型：

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
   if (logger.isTraceEnabled()) {
      logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
   }  

   // Iterate over a copy to allow for init methods which in turn register new bean definitions.
 // While this may not be part of the regular factory bootstrap, it does otherwise work fine.  List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);  

   // Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
  for (String beanName : beanNames) {
      // 获取合并后的BeanDefinition
  RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);  

      if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
         if (isFactoryBean(beanName)) {
            // 获取FactoryBean对象
  Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
            if (bean instanceof FactoryBean) {
               FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
               boolean isEagerInit;
               if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
                  isEagerInit = AccessController.doPrivileged(
                        (PrivilegedAction<Boolean>) ((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
                        getAccessControlContext());
               }
               else {
                  isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
                        ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
               }
               if (isEagerInit) {
                  // 创建真正的Bean对象(getObject()返回的对象)
  getBean(beanName);
               }
            }
         }
         else {
            // 创建Bean对象
  getBean(beanName);
         }
      }
   }  

   // 所有的非懒加载单例Bean都创建完了后
  // Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
  for (String beanName : beanNames) {
      Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
      if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
         StartupStep smartInitialize = this.getApplicationStartup().start("spring.beans.smart-initialize")
               .tag("beanName", beanName);
         SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
         if (System.getSecurityManager() != null) {
            AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
               smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
               return null;
            }, getAccessControlContext());
         }
         else {
            smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
         }
         smartInitialize.end();
      }
   }
}

他的源码逻辑大致如下：

1. Spring会根据 beanName 去 bean 定义 Map 中获取当前合并的 Bean 定义。
2. Spring会对当前 Bean 定义进行判断，包括判断当前 Bean 是否为抽象的、是否为单例、是否懒加载，以及是否为 FactoryBean。如果是 FactoryBean，则会走 FactoryBean 的创建逻辑，否则会走单例 Bean 的创建逻辑。
3. 当所有单例非懒加载的 Bean 创建完成后，Spring会遍历所有单例 Bean，判断其是否为 SmartInitializingSingleton 类型。如果是，则会自动调用 afterSingletonsInstantiated 方法。

isFactoryBean

由于创建 Bean 的逻辑比较复杂，其中包含了许多细节，因此，在这里我们特别提到了一个方法 isFactoryBean()。之所以要提到这个方法，是因为Spring支持使用 FactoryBean 来创建复杂对象。下面是该方法的主要源码：

public boolean isFactoryBean(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException {
   String beanName = transformedBeanName(name);
   Object beanInstance = getSingleton(beanName, false);
   if (beanInstance != null) {
      return (beanInstance instanceof FactoryBean);
   }
   // No singleton instance found -> check bean definition.
  if (!containsBeanDefinition(beanName) && getParentBeanFactory() instanceof ConfigurableBeanFactory) {
      // No bean definition found in this factory -> delegate to parent.
  return ((ConfigurableBeanFactory) getParentBeanFactory()).isFactoryBean(name);
   }
   return isFactoryBean(beanName, getMergedLocalBeanDefinition(beanName));
}

大致逻辑如下：

1. transformedBeanName 的作用是不管传入的参数是 &××× 还是 ×××，都返回 ×××。这是因为Spring标记 FactoryBean 时使用 &××× 作为 FactoryBean 的 beanName。
2. getSingleton 方法从单例池中获取 Bean 实例，如果该实例是 FactoryBean，则直接返回该实例。
3. 如果 BeanFactory 中的 Bean 定义 Map 中不包含该 beanName 的 Bean 定义，并且当前 BeanFactory 的父 BeanFactory 实现了 ConfigurableBeanFactory 接口，那么就需要查看当前父 BeanFactory 中是否有该实例，并且判断该实例是否为 FactoryBean。举个例子来说：

// 创建一个父Spring容器
AnnotationConfigApplicationContext parent = new AnnotationConfigApplicationContext();
parent.register(AppConfig.class);
parent.refresh();
// 创建一个Spring容器
AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();
applicationContext.setParent(parent);
applicationContext.register(AppConfig1.class);
applicationContext.refresh();
UserService bean = applicationContext.getBean(UserService.class);
bean.test();

1. 如果并没有实例化出来的bean，那么对bean定义进行判断。

protected boolean isFactoryBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd) {
   Boolean result = mbd.isFactoryBean;
   if (result == null) {
      // 根据BeanDefinition推测Bean类型（获取BeanDefinition的beanClass属性）
  Class<?> beanType = predictBeanType(beanName, mbd, FactoryBean.class);
      // 判断是不是实现了FactoryBean接口
  result = (beanType != null && FactoryBean.class.isAssignableFrom(beanType));
      mbd.isFactoryBean = result;
   }
   return result;
}

注释也基本写好了，基本上就是根据BeanDefinition推测Bean类型（获取BeanDefinition的beanClass属性），再根据bean类型判断是不是实现了FactoryBean接口，然后返回判断结果。

SmartFactoryBean

在 getBean 方法中，我们可以获取 FactoryBean 的实例并返回。接下来的步骤是判断当前的 FactoryBean 是否实现了 SmartFactoryBean 接口。需要注意的是，SmartFactoryBean 是 FactoryBean 接口的一个子接口。虽然我们在实现 FactoryBean 接口时不必实现 SmartFactoryBean 接口，但是如果实现了 SmartFactoryBean 接口，那么在创建 FactoryBean 时就会调用 getObject 方法返回实例。正常情况下，只有当容器启动完成后才会调用 getObject 方法。如果我们想在初始化时就调用，可以这样实现：

@Component
public class UserFactory implements SmartFactoryBean {  

   @Override
  public Object getObject() throws Exception {
      return new User();
   }  

   @Override
  public Class<?> getObjectType() {
      return User.class;
   }  

   @Override
  public boolean isEagerInit() {
      return true;
   }
}

结语

FactoryBean 和 BeanFactory 是两个不同的概念。前者是一个接口，我们可以在实现该接口时通过调用 getObject 方法来返回实例，同时 FactoryBean 本身也是一个实例。后者是 Spring 容器的工厂，通过其中的 bean 定义 Map 一个一个地实例化我们通过注解等方式注入进去的 bean 工厂。在判断 FactoryBean 时，如果当前 BeanFactory 中没有对应的 bean 定义，那么就会去父容器中寻找相应的 bean 定义并进行判断。如果我们的类实现了 SmartFactoryBean 接口，那么它将会在 Spring 容器启动时就会调用 getObject 方法创建实例。接下来，我们将分几个小节来讲解 getBean 方法是如何实例化 bean 的，因为篇幅过长会影响读者的注意力和学习效果。