Spring中各种扩展原理及容器创建原理
MXC肖某某 人气:0一、BeanFactoryPostProcessor
BeanFactory的后置处理器：在BeanFactory标准初始化之后调用，来定制和修改BeanFactory的内容；所有的bean定义已经保存加载到beanFactory，但是bean的实例还未创建。
1，使用
源码：MyBeanFactoryPostProcess
@Component
public class Demo01_MyBeanFactoryPostProcess implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
System.out.println("MyBeanFactoryPostProcessor...postProcessBeanFactory...");
int definitionCount = beanFactory.getBeanDefinitionCount();
String[] definitionNames = beanFactory.getBeanDefinitionNames();
System.out.println("beanFactory中一共有 " + definitionCount + " 个bean，分别为: " + Arrays.toString(definitionNames));
}
}
2，BeanFactoryPostProcessor原理
- 1)、ioc容器创建对象
- 2)、invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
- 先根据类型获取各种postProcessorNames。String[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);
- 分类保存为各种priorityOrderedPostProcessors、orderedPostProcessors、nonOrderedPostProcessors的集合其实就是各种BeanFactoryPostProcessor
- 然后分别排序上一步的各种集合,按顺序分别执行各种BeanFactory的后置处理器
二、BeanDefinitionRegistryPostProcessor
- 在所有bean定义信息将要被加载，bean实例还未创建的；
- 优先于BeanFactoryPostProcessor执行；
- 利用BeanDefinitionRegistryPostProcessor给容器中再额外添加一些组件；
1，使用
源码：MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor
@Component
public class Demo02_MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
/**
* @param registry Bean定义信息的保存中心，以后BeanFactory就是按照BeanDefinitionRegistry里面
* 保存的每一个bean定义信息创建bean实例；
*/
@Override
public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
System.out.println("postProcessBeanDefinitionRegistry...bean的数量："+registry.getBeanDefinitionCount());
RootBeanDefinition definition = new RootBeanDefinition(Dog.class);
registry.registerBeanDefinition("dog",definition);
}
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
System.out.println("MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor...bean的数量："+beanFactory.getBeanDefinitionCount());
}
}
2，BeanDefinitionRegistryPostProcessor原理
- 1）、ioc创建对象
- 2）、refresh() -> invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
- 3）、从容器中获取到所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor组件。String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class ..);
- invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry) -> 依次触发所有的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
- 再来触发invokeBeanFactoryPostProcessors(registryProcessors, beanFactory) -> postProcessBeanFactory()方法BeanFactoryPostProcessor；
- 4）、之后从容器中找到BeanFactoryPostProcessor组件；然后依次触发postProcessBeanFactory()方法(也就是第一章内容)
三、监听器
1，ApplicationEvent
a）使用
源码：MyApplicationEvent
@Component
public class Demo4_ApplicationEvent implements ApplicationListener {
//监听所有ApplicationEvent以及其子类发布的事件
@Override
public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
System.out.println("ApplicaitonEvent ====> " + event);
}
}
b）原理
- 1）、ContextRefreshedEvent事件：
- 容器创建对象：refresh()；
- finishRefresh();容器刷新完成会发布ContextRefreshedEvent事件
- 2）、自己发布事件；
- 3）、容器关闭会发布ContextClosedEvent；
【事件发布流程】：
publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
- 获取事件的多播器（派发器）：getApplicationEventMulticaster()
- multicastEvent派发事件：
- 获取到所有的ApplicationListener；
for (final ApplicationListener<?> listener : getApplicationListeners(event, type)) {..}
-
- 如果有Executor，可以支持使用Executor进行异步派发；Executor executor = getTaskExecutor();
- 否则，同步的方式直接执行listener方法；invokeListener(listener, event);
拿到listener回调onApplicationEvent方法；
【事件多播器（派发器）】
- 1）、容器创建对象：refresh();
- 2）、initApplicationEventMulticaster();初始化ApplicationEventMulticaster；
- 先去容器中找有没有id=“applicationEventMulticaster”的组件；
- 如果没有this.applicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster(beanFactory);并且加入到容器中，我们就可以在其他组件要派发事件，自动注入这个applicationEventMulticaster；
【容器中有哪些监听器】
- 1）、容器创建对象：refresh();
- 2）、registerListeners();
- 从容器中拿到所有的监听器，把他们注册到applicationEventMulticaster中；
- String[] listenerBeanNames = getBeanNamesForType(ApplicationListener.class, true, false);
- //将listener注册到ApplicationEventMulticaster中 getApplicationEventMulticaster().addApplicationListenerBean(listenerBeanName);
2，@EventListener
a）使用
源码：MyListener
/**
* 普通方法加注解就可以监听任意指定的Class
*/
@EventListener(classes = {Cat.class})
public void listener(Cat cat){
System.out.println(cat);
}
b）原理
@EventListener -> EventListenerMethodProcessor -> SmartInitializingSingleton
SmartInitializingSingleton 原理：->afterSingletonsInstantiated();
- 1）、ioc容器创建对象并refresh()；
- 2）、finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);初始化剩下的单实例bean；
- 1）、先创建所有的单实例bean；getBean();
- 2）、获取所有创建好的单实例bean，判断是否是SmartInitializingSingleton类型的；如果是就调用afterSingletonsInstantiated();
四、Spring容器的创建原理
1，创建方式
//创建基于注解的springIOC容器
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(BeanConfig.class);
//创建基于配置文件的springIOC容器
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("/spring-app.xml");
2，执行AbstractApplicationContext中的refresh()
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 1. Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// 2. Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 3. Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 4. Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 5. Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 6. Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 7. Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// 8. Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// 9. Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// 10. Check for listener beans and register them.
registerListeners();
// 11. Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// 12. Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}
3，源码解析
1. prepareRefresh 准备刷新容器
(1) initPropertySources() 自定义属性设置，空方法，留给子类继承
(2) getEnvironment.validateRequiredProperties 首先获取环境配置，然后校验必需属性
(3) this.earlyApplicationListeners = new LinkedHashSet<>(this.applicationListeners); 初始化事件监听器
(4) this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<>(); 初始化早期事件
2. obtainFreshBeanFactory 获取组件工厂
(1) refreshBeanFactory 新建一个组件工厂，类型为DefaultListableBeanFactory，然后对这个组件工厂设置了一个序列化ID
(2) getBeanFactory 返回刚刚创建的组件工厂
3. prepareBeanFactory 对组件工厂做各种预处理设置
(1) 在组件工厂中设置类加载器、属性解析器等
(2) 在组件工厂中添加部分组件后置处理器，例如ApplicationContextAwareProcessor、ApplicationListenerDetector
(3) 在组件工厂中设置忽略自动注入的接口
(4) 设置自动装配规则
(5) 在组件工厂中注册一些组件，例如环境配置ConfigurableEnvironment
4. postProcessBeanFactory 组件工厂的后置处理工作
5. invokeBeanFactoryPostProcessors 执行组件工厂后置处理器
这一步是在组件工厂的标准初始化(1-4)之后进行的，主要是执行BeanFactoryPostProcessor及其子接口的
BeanFactoryPostProcessor的子接口主要是指BeanDefinitionRegistryPostProcessor，可以向容器中注册新的组件，这个接口的特点是有两个方法，一个是自身的postProcessBeanDefinitionRegistry，另一个继承自BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory，从源码可以看出，spring会先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的组件的自身方法，然后执行其继承方法，最后才调用非BeanDefinitionRegistryPostProcessor的BeanFactoryPostProcessor的后置处理方法
(1) 从容器器中获取BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的组件
(2) 将BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的组件按照顺序分类并排序，即是否实现了PriorityOrdered、Ordered接口
(3) 依次执行实现了PriorityOrdered接口的、实现了Ordered接口的、没有实现任何顺序接口的组件的postProcessBeanDefinitionRegistry方法
(4) 执行所有BeanDefinitionRegistryPostProcessor组件的postProcessBeanFactory方法
(5) 从容器中获取其他的BeanFactoryPostProcessor类型的组件，即不是BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的
(6) 剩下的步骤跟上面类似，就是先按照实现的顺序接口分类，在每个类别下排序，然后依次执行它们的postProcessBeanFactory方法
6. registerBeanPostProcessors 注册组件后置处理器，
这种处理器用于拦截bean的创建过程。beanPostProcessor有很多子接口，每种子接口的执行时机各有不同
|-DestructionAwareBeanPostProcessor
|-InstantiationAwareBeanPostProcessor
|-MergedBeanDefinitionPostProcessor
|-SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor
(1) 获取所有的beanPostProcessor的组件名
(2) 将所有的组件按优先顺序分为三类：
|-实现了PriorityOrdered接口的列表priorityOrderedPostProcessors
|-实现了Ordered接口的列表orderedPostProcessors
|-没有实现任何顺序接口的列表nonOrderedPostProcessors
还有一种特殊情况，凡是MergedBeanDefinitionPostProcessor类型的，都放在internalPostProcessors中
(3) 注册priorityOrderedPostProcessors
(4) 注册orderedPostProcessors
(5) 注册nonOrderedPostProcessors
(6) 注册internalPostProcessors
(7) 注册ApplicationListenerDetector，它的作用是在组件初始化之后判断其是否为ApplicationListner类型，如果是，则将其添加进容器的监听器集合。
7. initMessageSource 初始化消息源组件
用于消息绑定、消息解析等功能，并且提供国际化解决方案
(1) 获取beanFactory
(2) 判断beanFactory中是否包含id为messageSource的组件
(3) 如果已存在，则赋值给容器的messageSource属性，这种情况是我们自己在容器中注册了这个组件
(4) 如果不存在，则新建一个DelegatingMessageSource，并赋值给容器的messageSource属性，然后在beanFactory中注册这个新组件，并设置其id为messageSource
8. initApplicationEventMulticaster 初始化事件广播器
(1) 获取beanFactory
(2) 判断beanFactory中是否存在id为applicationEventMulticaster的组件
(3) 如果已存在，则赋值给容器的applicationEventMulticaster属性，这种情况是我们自己在容器中注册了这个组件
(4) 如果不存在，则新建一个SimpleApplicationEventMulticaster，并赋值给容器的 applicationEventMulticaster属性，然后在beanFactory中注册这个新组件， 并设置其id为applicationEventMulticaster。
9. onRefresh
留给子类继承的，我们可以自定义子容器，在重写方法中做一些我们想要的操作
10. registerListeners 注册事件监听器
(1) 获取容器的属性applicationListeners，这是一个事件监听器的集合，将集合中的每个元素都添加进事件广播器getApplicationEventMulticaster().addApplicationListener(listener);
(2) 从容器中获取所有ApplicationListener类型的组件，将这些组件添加进事件广播器
(3) 派发之前步骤产生的事件。
11. finishBeanFactoryInitialization 完成剩下的单实例bean的初始化
(1) 进入DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons方法，获取容器中所有的组件id列表
(2) 获取容器中的所有Bean，依次进行初始化和创建对象
(3) Bean不是抽象的，是单实例的，是非懒加载；
1)、判断是否是FactoryBean；是否是实现FactoryBean接口的Bean；如果是就用工厂bean来创建及FacBean中的getObject同SpringIOC中的二(3)。
2)、不是工厂Bean。利用getBean(beanName);创建对象
0、getBean(beanName)； ioc.getBean();
1、AbstractBeanFactory.doGetBean(name, null, null, false);
2、先获取缓存中保存的单实例Bean。如果能获取到说明这个Bean之前被创建过（所有创建过的单实例Bean都会被缓存起来），Object sharedInstance = getSingleton(beanName);缓存到DefaultSingletonBeanRegistry类的singletonObjects单例对象存储的Map一级缓存。
3、缓存中获取不到，开始Bean的创建对象流程；
4、标记当前bean已经被创建,markBeanAsCreated(beanName);
5、获取Bean的定义信息；RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName)
6、【获取当前Bean依赖的其他Bean;如果有按照getBean(dep)把依赖的Bean先创建出来；】String[] dependsOn = mbd.getDependsOn()
7、启动单实例Bean的创建流程；
1）AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean(beanName, mbd, args);
2）Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);让BeanPostProcessor先拦截返回代理对象；【InstantiationAwareBeanPostProcessor】：提前执行；先触发：postProcessBeforeInstantiation()；如果有返回值：触发postProcessAfterInitialization()；
3）如果前面的InstantiationAwareBeanPostProcessor没有返回代理对象；调用AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean创建Bean。
1. 【创建Bean实例】；createBeanInstance(beanName, mbd, args);利用工厂方法或者对象的构造器创建出Bean实例；
2. applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);调用MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName);
3. 【Bean属性赋值】populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
① 拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor后置处理器；postProcessAfterInstantiation()；
② 拿到InstantiationAwareBeanPostProcessor后置处理器；postProcessPropertyValues()；
③ 为Bean属性赋值；为属性利用setter方法等进行赋值；applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
4.【Bean初始化】initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
1. 【执行Aware接口方法】invokeAwareMethods(beanName, bean);执行xxxAware接口的方法BeanNameAware\BeanClassLoaderAware\BeanFactoryAware
2. 【执行后置处理器初始化之前】applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization（）;
3. 【执行初始化方法】invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
① 是否是InitializingBean接口的实现；执行接口规定的初始化；
② 是否自定义初始化方法；
4. 【执行后置处理器初始化之后】applyBeanPostProcessorsAfterInitialization 也就是BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()；
5. 注册Bean的销毁方法；registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
4）将创建的Bean添加到缓存中singletonObjects；
12. finishRefresh 完成容器刷新
(1) 初始化生命周期处理器(LifecycleProcessor)，先从BeanFactory中按类型获取，如果没有就新建一个DefaultLifecycleProcessor，并注册进BeanFactory
(2) 获取上一步注册的生命周期处理器，回调其onRefresh方法
(3) 发布容器刷新事件，即ContextRefreshedEvent
4，总结
1）、Spring容器在启动的时候，先会保存所有注册进来的Bean的定义信息；
1、xml注册bean；<bean>
2、注解注册Bean；@Service、@Component、@Bean、xxx
2）、Spring容器会合适的时机创建这些Bean
1、用到这个bean的时候；利用getBean创建bean；创建好以后保存在容器中；
2、统一创建剩下所有的bean的时候；finishBeanFactoryInitialization()；
3）、后置处理器；BeanPostProcessor
每一个bean创建完成，都会使用各种后置处理器进行处理；来增强bean的功能；
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:处理自动注入
AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator:来做AOP功能；
....
增强的功能注解：
AsyncAnnotationBeanPostProcessor
....
4）、事件驱动模型
ApplicationListener；事件监听；
ApplicationEventMulticaster；事件派发：
加载全部内容