《系列二》-- 1、BeanFactory.getBean 总览
- 一句话概括
- 1 书接上回
- 2 揭开 doGetBean() 的神秘面纱, 重要操作一览
- 3 必要的课外知识
- 4 深入了解 doGetBean
- 1) 深入了解 doGetBean() 之 尝试从缓存 [单例] 读取bean
- 2) bean 与 FactoryBean
- 3) 深入了解 doGetBean() 之 ParentBeanFactory
- 4) 深入了解 doGetBean() 之 BeanDefinition 对象的处理
- 5) 不同作用域(Scope) bean 的加载动作
- 6) 深入了解 doGetBean() 之 《如何从零开始创建bean》
- 7) 深入了解 doGetBean() 之: 从零开始的单例bean创建
- 8) 深入了解 doGetBean() 之 原型(多例) bean 的加载
- 9) 深入了解 doGetBean() 之: 其它作用域的bean创建
- 10) 深入了解 doGetBean() 之 生成的 bean类型检查
- 5 系列二 getBean() 总结
- 6 后续展望
阅读之前要注意的东西：本文就是主打流水账式的源码阅读，主导的是一个参考，主要内容需要看官自己去源码中验证。全系列文章基于 spring 源码 5.x 版本。
写在开始前的话：
阅读spring 源码实在是一件庞大的工作，不说全部内容，单就最基本核心部分包含的东西就需要很长时间去消化了：
- beans
- core
- context
实际上我在博客里贴出来的还只是一部分内容，更多的内容，我放在了个人，fork自 spring 官方源码仓了； 而且对源码的学习，必须是要跟着实际代码层层递进的，不然只是干巴巴的文字味同嚼蜡。
这个仓设置的公共仓，可以直接拉取。
一句话概括
本文以走马观花的姿态，简单分析了一波 spring 容器创建bean的大致环节，后续将通过单独的文章进行细讲其中的没个环节。
本文将包含后文的链接，根据感兴趣的内容自取即可。
1 书接上回
我们已经知道了spring 是怎么解析标签的。
现在我们解析完标签并注册到 BeanFactoryRegistry 接口进行管理了，接下来我们要用解析的结果创建bean了
记得开篇说的那两行代码么：
import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
public class XmlBeanFactoryTest {
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("bean.xml"));
Object object = beanFactory.getBean("action");
}
现在正式进入第二行代码的流程：
Object object = beanFactory.getBean("action");
同理 【Shift + Ctrl + 鼠标左键】 尝试找到 getBean 的实现类，这里发现有多个符合条件的实现类；
再解析 XmlBeanFactory 的类图，那么显而易见，我们应该看 AbstractBeanFactory 类的 getBean() 方法
然后再层层递进，我们来到了 AbstractBeanFactory.doGetBean() 方法，这个方法的方法体非常长，如果不考虑其中细节，我们只需要讲解这一个方法大致就可以知道 BeanFactory.getBean() 最基本的实现，及其重要环节。
2 揭开 doGetBean() 的神秘面纱, 重要操作一览
实际上在spring 的5.x版本中， doGetBean()方法体非常的长, 应该在 150 行左右了，或许屏幕前的你会嗤之以鼻，就这？
如果平时有严格讲究clean code 规范，那么 超过 50 行的方法都是不合理的。(刚毕业时在某家公司见过 2700 多行的方法，虽然离职许久了，但是我敢肯定时至今日，那些代码必定还在"成长"。)
下边我会贴一串处理后的伪代码，主要用来展示 doGetGean() 方法的骨架：
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
// 1. 转换/提取beanName name 可能为：FactoryBean 、 别名alias 等
String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// 2. 尝试直接从缓存中获取，或者从 singletonFactories 中的 ObjectFactory 获取
// - 检查缓存中或者实例工厂中是否有对应实例
Object sharedInstance = getSingleton(beanName); // 第一次尝试从单例bean池中获取缓存的 bean 实例
if (sharedInstance != null && args == null) {
// && 2.1 如果 bean 原型是FactoryBean 类型，则通过其 getObject() 方法生成真正的 bean
// && 2.2 否则直接返回 sharedInstance 本身作为: 待获取的bean
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
} else {
// 3. 缓存中不存在，那么就要从头再来了， 从前文 xml 标签解析到的 BeanDefinition 开始，逐步生成真正的 bean 对象
// 3.1 存在无法消解的循环引用
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// 3.2 parentBeanFactory 检查
// parentBeanFactory 不为空 && 当前加载的XML中不包含 beanName 映射的类时，会尝试从 parentBeanFactory 获取
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// 3.2.1 当前工厂没能获取到相关 bean 向 parentBeanFactory 询问
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
} else if (args != null) {
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
} else {
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
// 4. 暂停一下, 能走到这一步说明：
// 4.1 第一,从缓存取不到，那么是第一次加载当前bean;
// 4.2 第二，没有进入上述的 parentBeanFactory 的流程里，说明 当前 的BeanFactory 里有带获取bean 的定义。
// 5 类比 * 提前暴露，如果该配置生效，通过检查则，视为该 bean 已经创建
if (!typeCheckOnly) {
// 标记该 bean 已经被创建过
markBeanAsCreated(beanName);
}
// 6. 正式进入，从零开始创建一个 bean 的过程
try {
// 6.1 对 bean 的后续处理都是针对 RootBeanDefinition 进行的，所以需要：
// 将存储的 XML 配置文件的 GenericBeanDefinition 转化为 RootBeanDefinition --> ChildBeanDefinition
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); // 老熟人了，第一个系列的文章讲的就是怎么得到她
// 6.2 校验 mbd 对应的类是否为抽象类，[ 当前代码版本: spring 5.1 ]
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
// 6.3 获取引用关系, 实例化依赖的 bean [需要spring容器注入的依赖]
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) { // 无法处理的， 循环依赖抛异常 TODO
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
registerDependentBean(dep, beanName); // 记录bean的name 记录他们之间的引用关系，被销毁时根据关系去销毁
try {
getBean(dep); // 递归创建当前bean，依赖的其它 bean
} catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
}
}
}
// 7. 创建bean自身
// 它依赖的 bean [ 加载/创建 ] 完毕， 最终到了加载其本身的时刻 (根据它的 beanDefinition 创建真正的 bean 实例)
if (mbd.isSingleton()) {
// 7.1 单例模式
// 第二次尝试从单例bean缓存池中获取该bean实例；若无法从缓存中获取（未被加载），从头开始加载该 bean 的实例
// 具体加载行为由 createBean()方法负责
// 回调 getObject().createBean()前: 实例化前的准备工作 -- before[PostProcessor(后置处理器)]
// 回调 getObject().createBean()后: 实例化完后的补充工作 -- after[PostProcessor(后置处理器)]
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
public Object getObject() throws BeansException {
try {
// 准备完成后回调 由子类 AbstractAutowireCapableBeanFactory 实现方法
return createBean(beanName, mbd, args);
} catch (BeansException ex) {
// 出错，单例工厂销毁该 bean
destroySingleton(beanName);
}
}
});
// 返回对应的实例 有些情况并不直接返回 实例本身，而是返回 <指定方法> <返回的实例>
// <指定方法> ： 实现 《特定工厂接口》 的 《工厂实例》 的某个方法
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
} else if (mbd.isPrototype()) {
// 7.2 prototype 原型模式， 实例化的手段: 直接创建新的bean
Object prototypeInstance = null;
try {
// 7.2.1 标记 bean 正在被创建
beforePrototypeCreation(beanName);
// 7.2.2 进入创建流程
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
} finally {
// 7.2.3 标记的取消: 正在创建 (7.2.1 的逆向操作)
afterPrototypeCreation(beanName);
}
// 返回对应的bean实例，如果是 FactoryBean 时， 返回其 getObject() 方法的返回值 TODO
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
} else {
// 根据配置的 scope 实例化 bean (除单例-singleton、原型-prototype 之外)
String scopeName = mbd.getScope();
Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
} finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
// 返回对应的实例 有些情况并不直接返回 实例本身，而是返回 <指定方法> <返回的实例>
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
} catch (IllegalStateException ex) { }
}
} catch (BeansException ex) {
// 发生异常后，清理现场
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
}
}
// 检查生成的bean类型是否符合实际需求
if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
return convertedBean;
} catch (TypeMismatchException ex) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}
关键词：
createBean(beanName, mbd, args);
文中一共三处，你可以仔细观察这三处 createBean() 所处的语境：
-
第一次是 单例的场景, createBean() 方法的返回值，被一个单例处理的方法接收。它会根据 bean 的名称判断是否已经实例化过了，这里为了保证单例，甚至还用了双重锁机制。
-
第二次是原型模式, 也就是创建对象时直接new, 你看这里 createBean() 的上下文语境，没有被任何的校验操作环绕，直接就返回了。
-
第三次出现，是为了实例化上述两种类型之外的 bean, 这里 createBean() 被 Scope.get() 方法接收，可以确定的是这里必定会发生，根据 bean的Scope作用域而进行的校验。
没错上边展示的就是 "骨架", 往简单了说，getBean() 所做的事情不外乎上边提到的内容。
但是实际上呢，createBean() 的过程中还有许许多多重要的操作需要一一道来，后续章节将围绕上述的 "骨架" 进行展开。
后边的章节可以看作是一个目录，如果内容比较多，我会通过一个外部链接单独展示相关的内容。若篇幅较为短小，则会直接在下边呈现。
3 必要的课外知识
3.1 bean 的作用域 Scope 有哪些
3.2 FactoryBean 是什么
3.3 什么是循环依赖
4 深入了解 doGetBean
第三节介绍的内容将服务于本节接下来的内容，接下来我们将回顾 doGetBean 的整个流程，然后对如下列出的环节进行或详细或粗略的介绍。
1) 深入了解 doGetBean() 之 尝试从缓存 [单例] 读取bean
2) bean 与 FactoryBean
源码中找到如下这行代码：
假如上一步中，我们从缓存中读取到了单例bean, 本小节将延续这条路线。
前边讲 FactoryBean 的时候就提到它了.
这里进去做的事就比较好理解了：
1 判断 bean 类型：如果不是 FactoryBean，或者bean命名不符合 FactoryBean 的命名格式，方法返回
2 若是 FactoryBean，先尝试从缓存获取( 缓存中保存的是：FactoryBean.getObject() 生成好的bean )；从缓存获取失败后进入后续流程
3 判断是否单例，如果是单例场景又是一套组合拳：锁定 singletonObjects 容器，然后进入从FactoryBean调用 getObject() 获取bean；
getObject() 后再次尝试读取缓存，若获取到了则舍弃上述读取动作的新的bean，以缓存中的为旧bean作为最终结果；而后进入bean的后处理器的增强操作流程；
而后方法返回前将加载结果放到单例缓存容器： factoryBeanObjectCache 中。需要注意的是：容器 factoryBeanObjectCache 仅仅为单例场景服务，因为 "多例" 场景下根本不需要缓存，每次直接从 FactoryBean 获取全新的 bean即可。
【其实这里也回答了，介绍 FactoryBean那篇文章中末尾遗留的问题：我们并不需要在 FactoryBean 的内部实现单例，spring 容器已经帮我们实现了，FactoryBean的单例管理。 】
4 若不是单例，无需考虑全局唯一，直接从 FactoryBeab 获取全新 bean；接着判断是否需要后置处理器的增强.... 至此流程结束。。。。。
实际上到目前位置的逻辑处理的都是，从缓存中成功获取到了bean的流程。
后续章节中，将围绕从 0 开始创建bean 的流程展开。
3) 深入了解 doGetBean() 之 ParentBeanFactory
这里逻辑其实挺简单的：
-
1 标记的第一处：其实就是判断 bean 是否已经进入创建流程，isPrototypeCurrentlyInCreation 内部其实就是一个 ThreadLocal 容器，如果你想深入追踪它，
你可以关注这个 ThreadLocal 容器的set() 方法的调用链路，其实不难发现它的set 方法的调用，同样是在 doGetBean() 的后续环节中。
这里如果我们讨论的是一个全新bean的创建，那么肯定就不存在冲突。 -
2 标记的第二处： 尝试获取当前 BeanFactory 的 "父工厂", 然后判断当前 BeanFactory 的 BeanDefinitionRegistry 是否有被请求bean 的定义；
如果当前BeanFactory 中不包含该 bean的定义，且 "父工厂" 不为空时，bean 的加载动作将被转嫁给 "父工厂" 去执行。
很明显，这里用 beanName 调用了 parentBeanFactory 的 getBean() 、 doGetBean() 等方法，这里就可以视作套娃递归了。
当然如果符合上述的情形，我们当前的分析就到头。
如果时不走 “父工厂” 的情形，我们接着往下看。
4) 深入了解 doGetBean() 之 BeanDefinition 对象的处理
BeanDefinition: 如果你了解过 spring 对 xml 文件的加载，我想你对它不会陌生吧。实际上 spring 对xml 文件解析的结果，就是以 BeanDefinition 的形式进行保存的。
如果你还没忘记，我们当前仍然在 XmlBeanFactory().getBean() 的流程里。我们的大前提是：通过前边章节的介绍，XmlBeanFactory 已经完成了 对 xml 配置文件的解析，并通过 BeanDefinitionRegistry 接口进行管理。
如果忘了，我们再把 XmlBeanFactory 的类图放出来瞅瞅：
接着看源码：
这几行代码也比较干练，这里做的几件事无非就是根据 beanName，从BeanDefinitionRegistry 接口读取, 相应的 BeanDefinition，并进行一定的转化：
- 1 如果从 BeanDefinition 中发现，它存在父类，那么会去读取父类，最终并用子类属性去覆盖父类的 BeanDefinition, 得到该bean的最终定义。
- 2 对于上述装换操作完成的bean, 还可以通过容器缓存起来，若该bean 再次被加载时就可以重复利用了。（ "多例"bean 很容易被多次加载）
- 3 校验该 beanName 指向的是否是抽象类，如果是，抛出异常
- 4 从 BeanDefinition 获取，它依赖的别的 bean, 如果有依赖的bean，那么就转向被依赖的bean的加载，上图倒数第四行，承接的就是该操作；
事实上bean加载时，都是要先去加载其依赖的bean的，它会递归的去加载所有被依赖的 bean，直至所有bean都被加载为止。
【其实前边讲循环依赖，时提到过这个概念的。】
如果当前bean 依赖了别的bean，那么没什么好说的，这里就转向被依赖bean的加载。
如果被依赖bean全部被加载完了，或者它就不依赖任何的其它 bean，那么我们将进入接下来的流程。
5) 不同作用域(Scope) bean 的加载动作
如下的缩略图所示，就是本文剩下的全部内容了，这里分为对：单例bean、原型(“多例”)bean、其它bean的加载，实际上我们接触最多的就是单例bean的加载。
其实这里虽然根据不同作用域分为了3种情形，实际进行bean加载的动作其实大同小异，主要的差异在体现在作用域的特性上：
- 单例：它关注的bean缓存的操作，保证全局唯一
- 原型(多例): 它不需要保证唯一，每次直接创建全新bean，所以 spring 中对多例 bean的加载逻辑，反而比单例bean的加载简单了太多太多。
6) 深入了解 doGetBean() 之 《如何从零开始创建bean》
本文篇幅将会拉长，故通过单独的文章呈现。
7) 深入了解 doGetBean() 之: 从零开始的单例bean创建
8) 深入了解 doGetBean() 之 原型(多例) bean 的加载
从零开始的 多例bean 创建没啥好说的，因为每次必定创建全新的bean，那么就不需要设置缓存、全局唯一性检查等操作了，
所以多例 bean的 创建逻辑反而就只剩下了:
- createBean() + getObjectForBeanInstance()
9) 深入了解 doGetBean() 之: 其它作用域的bean创建
看这个代码结构，是不是很眼熟？跟单例bean的创建代码大同小异。
那么我们可以推测，当需要使用其它作用域时，那么需要向 BeanFactory 注册相关 "作用域的解析器"，也是上述截图中的：
- scopes
对应作用域解析器，根据作用特性开发满足条件的 Scope.get(String beanName, ObjectFactory objFactory) 即可。
比如我们前边提到的单例作用域bean，就一个目的: 全局唯一。
如果忘了 bean 还有哪些作用域，可以回头去复习一下。
10) 深入了解 doGetBean() 之 生成的 bean类型检查
这里也很简单，getBean 支持指定 bean的类型，当bean 的加载结束后，如果参数指定了： requiredType
那么就需要进行参数类型校验。
5 系列二 getBean() 总结
这里，除了单纯的bean实例化、初始化，还包含了很多其它的的知识：
-
spring bean 的作用域及其特性，以及spring 面临相关作用域bean的加载时所做的动作；
-
FactoryBean 和 ObjectFactory
-
循环依赖
-
后置处理器
... 等等
别看仅一个 getBean() , 包含的东西实在太多太多了。
6 后续展望
实际上到了这里我们对 spring 基础功能的学习还是有所欠缺，比如大名鼎鼎的：AOP
毕竟 IOC 和 AOP 是 spring 的两大基本特性么。
不过好消息是对于AOP 的学习可以继承到目前为止我们的学习成果。
- 实际上简单来说 AOP 干的事，就是普通bean 被加载成功后，再应用动态代理技术生成bean的子类，
并把通过AOP定义增强内容实现。
