Spring 源码（10）Spring Bean 的创建过程（1）

Spring Bean的创建刚开始进行了一些准备工作，比如转换服务的初始化，占位符解析器的初始化，BeanDefinition元数据的冻结等操作，都是为了在创建Bean的过程中保证Bean的正确的创建，接下来开始进行对Bean的创建进行解析。

Bean 的创建步骤

在Spring源码中对Bean的创建遵循一个步骤就是：getBean --> doGetBean --> createBean --> doCreateBean ，常规的Bean的创建过程都是按照这个步骤执行，然后反射实例化，属性填充，初始化，放到一级缓存中。那么非常规的有可能就不遵循这个步骤，比如FactoryBean，InstantiationAwareBeanPostProcessor 等。

上源码：

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...
  // 遍历所有的beanName
  for (String beanName : beanNames) {
    // 获取RootBeanDefinition 从缓存中，第一个放入缓存是在 AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors 中的getBeanNamesForType方法中
    RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
    // 如果不是抽象的，是单例的，是非懒加载的，则进行bean的创建，否则直接跳过
    if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
      // 是否是FactoryBean
      if (isFactoryBean(beanName)) {
        // 获取bean实例
        Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
        // 判断获取的Bean是否是FactoryBean
        if (bean instanceof FactoryBean) {
          FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
          // 是否是饥饿初始化，默认是false
          boolean isEagerInit;
          // 权限校验
          if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
            isEagerInit = AccessController.doPrivileged(
              (PrivilegedAction<Boolean>) ((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
              getAccessControlContext());
          }
          else {
            isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
                           ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
          }
          // 如果是饥饿初始化，则进行bean的创建
          if (isEagerInit) {
            getBean(beanName);
          }
        }
      }
      else {
        // 获取bean
        getBean(beanName);
      }
    }
  }

  // Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
  // 触发 所有Bean初始化后的回调
  for (String beanName : beanNames) {
    Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
    // 获取单例对象，如果是SmartInitializingSingleton 则调用afterSingletonsInstantiated
    // 在监听器中使用@EventListener注解标记的方法就是在这个方法中进行监听器的添加的，会创建一个监听器的适配器
    // 调用类为 EventListenerMethodProcessor
    if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
      SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
      // 权限检查
      if (System.getSecurityManager() != null) {
        AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
          smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
          return null;
        }, getAccessControlContext());
      }
      else {
        smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
      }
    }
  }
}

通过源码可以知道，Spring前期在进行XML进行loadBeanDefinitions加载或者BeanFactoryPostProcessor子类BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类ConfigurationClassPostProcessor注解解析 出来的BeanDefinition放入两个集合BeanDefinitionMap 和BeanDefinitionNames，这里遍历的是BeanDefinitionNames这个集合，存放的是beanName。

首先是进行了BeanDefinition的合并处理，最终返回的全是RootBeanDefinition，进入源码可以看到这里是从缓存中获取的，如果有则直接取出来，否则再去解析。

protected RootBeanDefinition getMergedLocalBeanDefinition(String beanName) throws BeansException {
  // Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
  // 从缓存中获取
  RootBeanDefinition mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
  if (mbd != null && !mbd.stale) {
    return mbd;
  }
  return getMergedBeanDefinition(beanName, getBeanDefinition(beanName));
}

那么第一次进行调用时什么地方呢？是在进行BeanFactoryPostProcessor 的执行和解析时调用的，在解析BeanFactoryPostProcessor时调用了 getBeanNamesForType方法，然后调用doGetBeanNamesForType时进行了BeanDefinitionNames集合的遍历合并Bean：

private String[] doGetBeanNamesForType(ResolvableType type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit) {
  List<String> result = new ArrayList<>();
  // Check all bean definitions.
  // 遍历所有的BeanDefinitionNames集合
  for (String beanName : this.beanDefinitionNames) {
    // Only consider bean as eligible if the bean name is not defined as alias for some other bean.
    if (!isAlias(beanName)) {
      try {
        // 从本地缓存中获取合并的BeanDefinition
        RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
        // Only check bean definition if it is complete.
        if (!mbd.isAbstract() && (allowEagerInit ||
                                  (mbd.hasBeanClass() || !mbd.isLazyInit() || isAllowEagerClassLoading()) &&
                                  !requiresEagerInitForType(mbd.getFactoryBeanName()))) {
          // 是否是FactoryBean
          boolean isFactoryBean = isFactoryBean(beanName, mbd);
          BeanDefinitionHolder dbd = mbd.getDecoratedDefinition();
          boolean matchFound = false;
          boolean allowFactoryBeanInit = (allowEagerInit || containsSingleton(beanName));
          boolean isNonLazyDecorat
            // 省略代码....
        }
      }
    }
  }

所以在执行preInstantiateSingletons 预实例化单例时获取的RootBeanDefinition基本是从缓存中获取的。

接着是判断如果是单例的并且不是抽象的，不是懒加载的，那么就进行Bean的创建，然后又判断是否是FactoryBean，如果是那么就进行下一步逻辑。

FactoryBean 是什么？

FactoryBean是用来创建Bean对象的，他是一个接口，方法：

• getObject 获取bean对象
• getObjectType 获取bean的类型
• isSingleton 是否是单例的，默认是true

在创建对象时，你可以直接在getObject方法中进行new，或者反射，或者是其他都可以，非常的灵活。接下来使用FactoryBean进行自定义的Bean的创建。

定义一个FactoryBean的实现类：

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
public class MyFactoryBean implements FactoryBean<MyUser> {

	@Override
	public MyUser getObject() throws Exception {
      	// 直接new一个对象
		return new MyUser();
	}

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

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

定义MyUser

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
public class MyUser {
}

xml配置：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
      xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
   <bean id="myFactoryBean" class="com.redwinter.selffactorybean.MyFactoryBean"/>
</beans>

测试类：

/**
 * @author <a href="https://www.cnblogs.com/redwinter/">redwinter</a>
 * @since 1.0
 **/
public class FactoryBeanTest {

	@Test
	public void test(){
		MyClassPathXmlApplicationContext context = new MyClassPathXmlApplicationContext("spring-factory.xml");

		Object myFactoryBean =  context.getBean("myFactoryBean");
		System.out.println(myFactoryBean);

		Object myFactoryBean2 =  context.getBean("&myFactoryBean");
		System.out.println(myFactoryBean2);

	}
}

输出：

com.redwinter.test.selffactorybean.MyUser@2d554825
com.redwinter.test.selffactorybean.MyFactoryBean@68837a77

这里可以看到FactoryBean 创建Bean的时候，xml注册的是一个FactoryBean的实现，但是获取出来又是具体的MyUser对象，这里Spring使用了懒加载的机制，在Spring 对Bean进行初始化时，实际上只将FactoryBean的实现类注册到了Spring容器中，当我们需要使用的时候，才去判断，如果是FactoryBean类型的，那么就去调用getObject方法去创建对象。如果是第二次去获取Bean，那么是从缓存中获取的，如果是获取&前缀的Bean，那就直接返回。

protected Object getObjectForBeanInstance(
  Object beanInstance, String name, String beanName, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {

  // Don't let calling code try to dereference the factory if the bean isn't a factory.
  // 判断是否是&前缀标识
  if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
    if (beanInstance instanceof NullBean) {
      return beanInstance;
    }
    if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
      throw new BeanIsNotAFactoryException(beanName, beanInstance.getClass());
    }
    if (mbd != null) {
      mbd.isFactoryBean = true;
    }
    return beanInstance;
  }

  // Now we have the bean instance, which may be a normal bean or a FactoryBean.
  // If it's a FactoryBean, we use it to create a bean instance, unless the
  // caller actually wants a reference to the factory.
  if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
    return beanInstance;
  }

  Object object = null;
  if (mbd != null) {
    mbd.isFactoryBean = true;
  }
  else {
    // 从缓存中获取
    object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
  }
  if (object == null) {
    // Return bean instance from factory.
    FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) beanInstance;
    // Caches object obtained from FactoryBean if it is a singleton.
    if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
      mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
    }
    // 判断是否是合成的Bean，是否是应用程序本身设置的，比如某些aop 就是合成的Bean
    boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
    // 执行getObject方法获取Bean
    object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
  }
  return object;
}

BeanFactory 和FactoryBean 的区别？

根据前面的文章介绍，我们知道BeanFactory是一个Bean的创建工厂，比如AbstractApplicationContext就是BeanFactory的实现类，这个类就是用来创建Bean的，创建出来的Bean放在缓存中。而FactoryBean就是Bean实例，是由BeanFactory创建的，并且FactoryBean也是用来创建Bean对象，使用getObject方法进行创建，也是会放在缓存中供下次直接获取，而且如果在使用时需要使用FactoryBean的实例时需要以&前缀才能获取到，比如getBean("&myFactoryBean"); 如果是获取通过getObject方法创建的对象时，就不需要添加&前缀，比如getBean("myFactoryBean"); 总结一下：

相同点：

• 都是用来创建对象的
• 都是创建出来之后放入缓存中供下次直接使用

不同点：

• BeanFactory是一个对象创建工厂，而FactoryBean是一个Bean实例
• BeanFactory创建的对象一般来说都是使用反射调用构造函数创建的，而FactoryBean创建对象是调用getObject方法创建，并且创建方式不一定是通过反射，可以是直接new对象或者其他方式
• FactoryBean 在获取对象时，可以获取到两个对象，一个是存放在BeanFactory创建的缓存中，通过&beanName获取的FactoryBean的实现类对象，一个是调用getObject创建的，通过beanName获取的具体对象。

Bean的创建过程非常复杂，下一篇继续。