Spring Ioc源码分析系列--Bean实例化过程(一)
Spring Ioc源码分析系列--Bean实例化过程(一)
前言
上一篇文章Spring Ioc源码分析系列--Ioc容器注册BeanPostProcessor后置处理器以及事件消息处理已经完成了对IoC容器启动方法也就是refresh()方法的简单分析。但是之前的分析在对容器实例化Bean的过程的略过了，留到了这后续的文章分析，所以这篇文章会对Bean的实例化过程做一个介绍。
首先来理一下本文的思路：关键词是实例化。由于Spring是利用反射实现的实例化，脑子里先简单想一下Java里利用发射实例化一个对象需要哪些步骤和操作。毫无疑问，我们首先要知道对象的class，接着需要确定使用什么构造函数以及确定构造函数的参数等。利用这些已经基本可以实现一个对象的实例化，当然实际上需要的东西可能更多更复杂，这里只是举个例子。那么需要的这些信息可以去哪里提取呢？对Spring有了解的可能都马上能想到BeanDefinition，这是一份原料表，里面有我们构造一个实例化对象所需的所有参数。如果不太理解这个定义，可以参考一下上篇文章的例子。
如果不清楚BeanDefinition是从哪里来的以及不清楚如何定义的，可以参考之前的文章Spring Ioc源码分析系列--Ioc源码入口分析的关键实现系列方法 loadBeanDefinitions ()。这篇文章讲解注册的时候只是说了注册到容器里，并没有说明具体是注册到了哪里，这里点明一下，所谓讲BeanDefinition注册到容器里，就是将BeanDefinition放入到容器的一个Map里，具体是注册到了DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap属性里，beanName会保存到beanDefinitionNames属性里，这是个list集合，里面的beanName会保持注册时候的顺序。
实例化的开始就是从遍历所有的beanName开始，话不多说，开始分析吧。
源码分析
bean实例化入口
还记得实例化入口的方法名吗？回忆一下，算了，反正也不会有人记得。是beanFactory.preInstantiateSingletons()，具体实现是在DefaultListableBeanFactory类里。
跟进代码查看，可以看到，这段代码分为两部分，第一个for循环用于先实例化对象，第二个for循环完成一些实例化之后的回调操作。我们先来看第一个for循环，首先是遍历所有的beanNames获取BeanDefinition，然后根据工厂bean和非工厂bean进行相应处理，最后调用getBean(beanName)实例化对象。注意这里实例化的是非抽象的、单例的并且是非懒加载的bean，这个前提非常重要。
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.
// 所有bd的名称
List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
// Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
// 遍历所有bd，一个个进行创建
for (String beanName : beanNames) {
// 获取到指定名称对应的bd
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// 对不是延迟加载的单例的Bean进行创建
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
// 判断是否是一个FactoryBean
if (isFactoryBean(beanName)) {
// 如果是一个factoryBean的话，先创建这个factoryBean，创建factoryBean时，需要在beanName前面拼接一个&符号
Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
if (bean instanceof FactoryBean) {
final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
boolean isEagerInit;
if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Boolean>)
((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
getAccessControlContext());
}
else {
// 判断是否是一个SmartFactoryBean，并且不是懒加载的，就意味着，在创建了这个factoryBean之后要立马调用它的getObject方法创建另外一个Bean
isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
}
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
}
else {
// 不是factoryBean的话，我们直接创建就行了
getBean(beanName);
}
}
}
// Trigger post-initialization callback for all applicable beans...
// 在创建了所有的Bean之后，遍历为所有适用的 bean 触发初始化后回调，也就是这里会对延迟初始化的bean进行加载...
for (String beanName : beanNames) {
// 这一步其实是从缓存中获取对应的创建的Bean，这里获取到的必定是单例的
Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
// 判断是否是一个SmartInitializingSingleton，
// 最典型的就是我们之前分析过的EventListenerMethodProcessor，
// 在这一步完成了对已经创建好的Bean的解析，会判断其方法上是否有 @EventListener注解，
// 会将这个注解标注的方法通过EventListenerFactory转换成一个事件监听器并添加到监听器的集合中
if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
return null;
}, getAccessControlContext());
}
else {
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
}
}
}
}
获取BeanDefinition
首先跟进getMergedLocalBeanDefinition(beanName)方法，这里首先会尝试从mergedBeanDefinitions里去获取，这个mergedBeanDefinitions存放着已经合并过的BeanDefinition，获取不到再真正调用getMergedBeanDefinition(beanName, getBeanDefinition(beanName))去获取。
/**
* Return a merged RootBeanDefinition, traversing the parent bean definition
* if the specified bean corresponds to a child bean definition.
*
* 返回一个合并的 RootBeanDefinition，如果指定的 bean 对应于子 bean 定义，则遍历父 bean 定义。
*
* @param beanName the name of the bean to retrieve the merged definition for
* @return a (potentially merged) RootBeanDefinition for the given bean
* @throws NoSuchBeanDefinitionException if there is no bean with the given name
* @throws BeanDefinitionStoreException in case of an invalid bean definition
*/
protected RootBeanDefinition getMergedLocalBeanDefinition(String beanName) throws BeansException {
// Quick check on the concurrent map first, with minimal locking.
// 首先检查 mergedBeanDefinitions ，最小程度影响并发性能
RootBeanDefinition mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
if (mbd != null && !mbd.stale) {
return mbd;
}
return getMergedBeanDefinition(beanName, getBeanDefinition(beanName));
}
先看getBeanDefinition(beanName)，这个方法就是简单的去beanDefinitionMap里获取BeanDefinition，如果获取不到，就抛出异常。beanDefinitionMap就是上面说到的BeanDefinition存放的地方。
public BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException {
BeanDefinition bd = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
if (bd == null) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("No bean named '" + beanName + "' found in " + this);
}
throw new NoSuchBeanDefinitionException(beanName);
}
return bd;
}
接下来就进入到getMergedBeanDefinition()方法获取BeanDefinition，为啥要从beanDefinitionMap获取了还进行一个merged获取呢？这是因为Bean有层次关系，子类需要合并父类的属性方法等，所以要进行一次合并，合并完成后会放入到mergedBeanDefinitions里，功能和属性名区分度还是十分贴切的🐕。
跟进方法，代码已添加注释，比较简单，跟着看看就行。
/**
* Return a RootBeanDefinition for the given top-level bean, by merging with
* the parent if the given bean's definition is a child bean definition.
*
* 如果给定 bean 的定义是子 bean 定义，则通过与父级合并返回给定顶级 bean 的 RootBeanDefinition。
*
* @param beanName the name of the bean definition
* @param bd the original bean definition (Root/ChildBeanDefinition)
* @return a (potentially merged) RootBeanDefinition for the given bean
* @throws BeanDefinitionStoreException in case of an invalid bean definition
*/
protected RootBeanDefinition getMergedBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition bd)
throws BeanDefinitionStoreException {
return getMergedBeanDefinition(beanName, bd, null);
}
/**
* Return a RootBeanDefinition for the given bean, by merging with the
* parent if the given bean's definition is a child bean definition.
*
* 如果给定 bean 的定义是子 bean 定义，则通过与父合并返回给定 bean 的 RootBeanDefinition
*
* @param beanName the name of the bean definition
* @param bd the original bean definition (Root/ChildBeanDefinition)
* @param containingBd the containing bean definition in case of inner bean,
* or {@code null} in case of a top-level bean
* 如果是内部 bean，则包含 bean 定义，如果是顶级 bean，则为 {@code null}
* @return a (potentially merged) RootBeanDefinition for the given bean
* @throws BeanDefinitionStoreException in case of an invalid bean definition
*/
protected RootBeanDefinition getMergedBeanDefinition(
String beanName, BeanDefinition bd, @Nullable BeanDefinition containingBd)
throws BeanDefinitionStoreException {
synchronized (this.mergedBeanDefinitions) {
RootBeanDefinition mbd = null;
RootBeanDefinition previous = null;
// Check with full lock now in order to enforce the same merged instance.
// 现在检查完全锁定以强制执行相同的合并实例。
if (containingBd == null) {
mbd = this.mergedBeanDefinitions.get(beanName);
}
if (mbd == null || mbd.stale) {
previous = mbd;
mbd = null;
if (bd.getParentName() == null) {
// Use copy of given root bean definition.
// 使用给定根 bean 定义的副本。
if (bd instanceof RootBeanDefinition) {
mbd = ((RootBeanDefinition) bd).cloneBeanDefinition();
}
else {
mbd = new RootBeanDefinition(bd);
}
}
else {
// Child bean definition: needs to be merged with parent.
// 子bean定义：需要与父合并。
BeanDefinition pbd;
try {
String parentBeanName = transformedBeanName(bd.getParentName());
if (!beanName.equals(parentBeanName)) {
pbd = getMergedBeanDefinition(parentBeanName);
}
else {
BeanFactory parent = getParentBeanFactory();
if (parent instanceof ConfigurableBeanFactory) {
pbd = ((ConfigurableBeanFactory) parent).getMergedBeanDefinition(parentBeanName);
}
else {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(parentBeanName,
"Parent name '" + parentBeanName + "' is equal to bean name '" + beanName +
"': cannot be resolved without an AbstractBeanFactory parent");
}
}
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(bd.getResourceDescription(), beanName,
"Could not resolve parent bean definition '" + bd.getParentName() + "'", ex);
}
// Deep copy with overridden values.
// 具有覆盖值的深拷贝。
mbd = new RootBeanDefinition(pbd);
mbd.overrideFrom(bd);
}
// Set default singleton scope, if not configured before.
// 如果之前未配置，则设置默认单例范围。
if (!StringUtils.hasLength(mbd.getScope())) {
mbd.setScope(RootBeanDefinition.SCOPE_SINGLETON);
}
// A bean contained in a non-singleton bean cannot be a singleton itself.
// Let's correct this on the fly here, since this might be the result of
// parent-child merging for the outer bean, in which case the original inner bean
// definition will not have inherited the merged outer bean's singleton status.
// 包含在非单例 bean 中的 bean 本身不能是单例。
// 让我们在这里即时纠正这个问题，因为这可能是外部 bean 的父子合并的结果，
// 在这种情况下，原始内部 bean 定义将不会继承合并的外部 bean 的单例状态。
if (containingBd != null && !containingBd.isSingleton() && mbd.isSingleton()) {
mbd.setScope(containingBd.getScope());
}
// Cache the merged bean definition for the time being
// (it might still get re-merged later on in order to pick up metadata changes)
// 暂时缓存合并的 bean 定义（它可能稍后仍会重新合并以获取元数据更改）
if (containingBd == null && isCacheBeanMetadata()) {
this.mergedBeanDefinitions.put(beanName, mbd);
}
}
if (previous != null) {
copyRelevantMergedBeanDefinitionCaches(previous, mbd);
}
return mbd;
}
创建Bean
获取BeanDefinition完成后，接下来就调用getBean(beanName)进行bean的实例化了。当然这里的创建还是分了工厂Bean和非工厂Bean两个逻辑，如果是一个工厂Bean，那么getBean(beanName)这一步只会创建一个工厂Bean，接下来会通过isEagerInit参数判断是否需要初始化工厂Bean的对象，如果需要，再调用getBean(beanName)去立马获取工厂Bean需要生产的对象。不是工厂Bean的话，直接一步到位创建对象了，少一分曲折。
跟进代码查看，可以看到真正的执行代码的是在doGetBean()方法里。跟进doGetBean()方法，发现代码非常的长，这里我会把这个方法切分成几块去解析。
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
由于代码量比较大，这里贴一张图，展示各个部分间的作用，然后对每个部分进行逐步分析。
看起来是不是很简单，其实每一部分都包含了大量的细节操作，先来看第一步的名称转换，这个比较简单。
名称转换
这一步就是把&开头的name转换成不带&的name。
/**
* Return the bean name, stripping out the factory dereference prefix if necessary,
* and resolving aliases to canonical names.
*
* 返回 bean 名称，必要时去除工厂取消引用前缀，并将别名解析为规范名称。
*
* @param name the user-specified name
* @return the transformed bean name
*/
protected String transformedBeanName(String name) {
return canonicalName(BeanFactoryUtils.transformedBeanName(name));
}
可以看到这里会有个循环去处理，带有多个&的都会被去掉。
/**
* Return the actual bean name, stripping out the factory dereference
* prefix (if any, also stripping repeated factory prefixes if found).
*
* 返回实际的 bean 名称，去除工厂取消引用前缀（如果有，也去除重复的工厂前缀，如果找到）。
*
* @param name the name of the bean
* @return the transformed name
* @see BeanFactory#FACTORY_BEAN_PREFIX
*/
public static String transformedBeanName(String name) {
Assert.notNull(name, "'name' must not be null");
if (!name.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX)) {
return name;
}
return transformedBeanNameCache.computeIfAbsent(name, beanName -> {
do {
beanName = beanName.substring(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX.length());
}
while (beanName.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX));
return beanName;
});
}
确定名称，一个Bean可能会有很多委派的别名，这个时候需要确定最根本的那个name，用这个最根本的name来作为beanName去进行后续的操作，这里同样有个循环去处理，因为别名也会有多重，会存在别名的别名这种情况。
/**
* Determine the raw name, resolving aliases to canonical names.
* 确定原始名称，将别名解析为规范名称。
* @param name the user-specified name
* @return the transformed name
*/
public String canonicalName(String name) {
String canonicalName = name;
// Handle aliasing...
// 处理别名...
String resolvedName;
do {
// 可能会有别名层层嵌套的情况，所以需要获取到最终的名称
resolvedName = this.aliasMap.get(canonicalName);
if (resolvedName != null) {
canonicalName = resolvedName;
}
}
while (resolvedName != null);
return canonicalName;
}
从容器缓存中获取Bean
在上一步中我们已经获取到了真正的beanName，那么接下来，就可以利用这个beanName到容器的缓存中尝试获取bean，如果之前已经创建过，这里就可以直接获取到bean。这里的缓存包括三级，但是这三级缓存并不是包含的关系，而是一种互斥的关系，一个bean无论处于何种状态，它在同一时刻只能处于某个缓存当中。
跟进getSingleton(beanName)方法代码。
public Object getSingleton(String beanName) {
return getSingleton(beanName, true);
}
可以看到这里默认给多了一个参数为true，这参数为allowEarlyReference，用来控制是否允许循环依赖。方法代码注释比较详细，就是逐个缓存去获取，跟着看一下问题不大。第一次进来肯定是获取不到任何东西的，所以这里会返回null。
/**
* Return the (raw) singleton object registered under the given name.
* <p>Checks already instantiated singletons and also allows for an early
* reference to a currently created singleton (resolving a circular reference).
*
* 返回在给定名称下注册的（原始）单例对象。
* <p>检查已经实例化的单例，并允许提前引用当前创建的单例（解决循环引用）。
*
* @param beanName the name of the bean to look for 要查找的 bean 的名称
* @param allowEarlyReference whether early references should be created or not 是否应创建早期引用
* @return the registered singleton object, or {@code null} if none found 注册的单例对象，如果没有找到则为 {@code null}
*/
@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
// 检测一级缓存中是否存在实例
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
// 如果为空，则锁定全局变量进行处理
synchronized (this.singletonObjects) {
// 从二级缓存 earlySingletonObjects 中获取
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
// 二级缓存中没有，并且 allowEarlyReference = true 允许提前创建早期引用，则到三级缓存中获取
// 早期引用一般是用来指向需要经过代理的bean或者是需要延迟初始化的bean
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
// 当某些方法需要提前初始化的时候，则会调用addSingletonFactory方法
// 将对应的objectFactory初始化策略存储在singletonFactories
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
// 这里的实现是一个lambada表达式，具体的实现有很多种
// 调用预先设定的getObject方法，也就是调用之前加入的 getEarlyBeanReference()方法
// 此表达式是在 doCreateBean() 方法中调用 addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)) 加入的
singletonObject = singletonFactory.getObject();
// 将bean加入二级缓存中
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
// 同时从三级缓存中将bean移除，也就是移除一个ObjectFactory，对应为一个lambada表达式
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}
缓存存在bean
这里讲解的是截图的第三部分，代码是第260行到276行左右。
if (sharedInstance != null && args == null) {
// 省略部分日志...
// 如果直接从单例池中获取到了这个 bean(sharedInstance),我们能直接返回吗？
// 当然不能，因为获取到的 Bean 可能是一个 factoryBean,
// 如果我们传入的 name 是 & + beanName 这种形式的话，
// 那是可以返回的，但是我们传入的更可能是一个 beanName，
// 那么这个时候 Spring 就还需要调用这个 sharedInstance 的 getObject 方法来创建真正被需要的 Bean
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
可以看到，去除日志后，只剩下一个主要的方法，跟进getObjectForBeanInstance()代码查看。可以看到这里会进行一些类型的判断，会尝试从缓存获取，最后会调用getObjectFromFactoryBean方法从FactoryBean里获取实例对象。
/**
* Get the object for the given bean instance, either the bean
* instance itself or its created object in case of a FactoryBean.
*
* 获取给定 bean 实例的对象，bean 实例本身或其创建的对象（如果是 FactoryBean）。
*
* @param beanInstance the shared bean instance
* @param name name that may include factory dereference prefix
* @param beanName the canonical bean name
* @param mbd the merged bean definition
* @return the object to expose for the bean
*/
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.
// 如果指定的name是工厂相关（以&为前缀）且 beanInstance又不是FactoryBean类型则验证不通过
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.
// 现在我们有了 bean 实例，它可能是普通的 bean 或 FactoryBean。
// 如果它是一个 FactoryBean，我们使用它来创建一个 bean 实例，除非调用者实际上想要一个对工厂的引用。
// 如果是普通bean，直接返回了
if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
return beanInstance;
}
//加载factoryBean
Object object = null;
if (mbd != null) {
mbd.isFactoryBean = true;
}
else {
//尝试从缓存中获取
object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
}
if (object == null) {
// Return bean instance from factory.
// 到这里可以确定 beanInstance 一定是 FactoryBean 类型
FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) beanInstance;
// Caches object obtained from FactoryBean if it is a singleton.
// 如果是单例，则缓存从 FactoryBean 获得的对象。
// containsBeanDefinition 检测 beanDefinitionMap 中也就是在所有已经加载的类中检测是否定义 beanName
if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
// 将存储XML文件的 GenericBeanDefinition 转换为 RootBeanDefinition，如果指定的 beanName 是子 bean 的话
// 会同时合并父类的相关属性
mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
}
//是否是用用户自己定义的还是用程序本身定义的
boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
}
return object;
}
跟进getObjectFromFactoryBean()方法，该方法首先也是从缓存获取，然后调用doGetObjectFromFactoryBean()真正获取bean对象，这里会区分单例和原型分别去获取，单例获取完成后会放入缓存，原型则每次都新建，所以原型bean的创建前前后后会省略很多步骤。获取完成后根据shouldPostProcess判断是否需要后置处理，从而执行BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization()后置处理器的方法，最后将对象放入缓存中。这些处理思路跟我们平时写业务代码的思路也是非常类似的，可以互相借鉴一下。
/**
* Obtain an object to expose from the given FactoryBean.
*
* 从给定的 FactoryBean 中获取要公开的对象。
*
* @param factory the FactoryBean instance
* @param beanName the name of the bean
* @param shouldPostProcess whether the bean is subject to post-processing bean是否经过后处理
* @return the object obtained from the FactoryBean
* @throws BeanCreationException if FactoryBean object creation failed
* @see org.springframework.beans.factory.FactoryBean#getObject()
*/
protected Object getObjectFromFactoryBean(FactoryBean<?> factory, String beanName, boolean shouldPostProcess) {
//如果是单例的话
if (factory.isSingleton() && containsSingleton(beanName)) {
//加锁，保证单例
synchronized (getSingletonMutex()) {
//先从缓存中获取
Object object = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
if (object == null) {
//从FactoryBean中获取bean
object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
// Only post-process and store if not put there already during getObject() call above
// (e.g. because of circular reference processing triggered by custom getBean calls)
// 如果在上面的 getObject() 调用期间尚未放置，则仅进行后处理和存储（例如，由于自定义 getBean 调用触发的循环引用处理）
Object alreadyThere = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
if (alreadyThere != null) {
object = alreadyThere;
}
else {
if (shouldPostProcess) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
// Temporarily return non-post-processed object, not storing it yet..
// 暂时返回非后处理对象，暂不存储..
return object;
}
beforeSingletonCreation(beanName);
try {
//调用ObjectFactory的后置处理器
object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Post-processing of FactoryBean's singleton object failed", ex);
}
finally {
afterSingletonCreation(beanName);
}
}
if (containsSingleton(beanName)) {
this.factoryBeanObjectCache.put(beanName, object);
}
}
}
return object;
}
}
else {
// 从 FactoryBean 获取对象
Object object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
if (shouldPostProcess) {
try {
// 后置处理从 FactoryBean 获取的对象
object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "Post-processing of FactoryBean's object failed", ex);
}
}
return object;
}
}
跟进doGetObjectFromFactoryBean()方法，这个方法就更简单了，就是调用工厂bean的getObject()方法返回bean。
/**
* Obtain an object to expose from the given FactoryBean.
*
* 从给定的 FactoryBean 中获取要公开的对象。
*
* @param factory the FactoryBean instance
* @param beanName the name of the bean
* @return the object obtained from the FactoryBean
* @throws BeanCreationException if FactoryBean object creation failed
* @see org.springframework.beans.factory.FactoryBean#getObject()
*/
private Object doGetObjectFromFactoryBean(final FactoryBean<?> factory, final String beanName)
throws BeanCreationException {
Object object;
try {
//需要权限校验
if (System.getSecurityManager() != null) {
// 省略部分代码...
}
else {
//直接调用factory.getObject()方法
object = factory.getObject();
}
}
catch (Throwable ex) {
// 省略部分异常处理...
}
// Do not accept a null value for a FactoryBean that's not fully
// initialized yet: Many FactoryBeans just return null then.
// 不要为尚未完全初始化的 FactoryBean 接受 null 值：许多 FactoryBean 只返回 null。
if (object == null) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(
beanName, "FactoryBean which is currently in creation returned null from getObject");
}
object = new NullBean();
}
return object;
}
到这里，图片上的第三部分过完了。接下来是第四步。
真正进入创建Bean的流程
经过前面这么多铺垫，才真正走到了创建Bean的地方。这里会比较复杂且啰嗦，需要点耐心看完。
这部分代码如下，可以跟着注释看下这段代码。这里先对原型类型的循环依赖进行校验，原型bean出现循环依赖直接抛异常。然后回去父容器里获取，紧接着又处理了被@DependsOn注解标注的依赖，然后再进行bean的创建。
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
// 在缓存中获取不到这个Bean
// 原型下的循环依赖直接报错
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
// 核心要义，找不到我们就从父容器中再找一次
// 我们简单的示例是不会有父容器存在的，这一块可以理解为递归到父容器中查找，跟在当前容器查找逻辑是类似的
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
// 从父容器获取，根据不同的参数调用不同的方法
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else if (requiredType != null) {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
else {
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
}
}
// 如果不仅仅是为了类型推断，也就是代表我们要对进行实例化
// 那么就将bean标记为正在创建中，其实就是将这个beanName放入到alreadyCreated这个set集合中
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
}
try {
// 为什么这里需要再获取一次，因为经过之前的操作，RootBeanDefinition 可能已经发生了改变，
// 其中的 stale 属性可能已经设为 true，这时需要去容器里重新获取，而不是直接从缓存中返回
// 例如上面的 markBeanAsCreated() 方法就会修改 stale 属性
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// 检查合并后的bd是否是abstract,这个检查现在已经没有作用了，必定会通过
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
// @DependsOn注解标注的当前这个Bean所依赖的bean名称的集合，
// 就是说在创建当前这个Bean前，必须要先将其依赖的Bean先完成创建
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
// 遍历所有申明的依赖
for (String dep : dependsOn) {
// 如果这个bean所依赖的bean又依赖了当前这个bean,出现了循环依赖，直接报错
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
// 注册bean跟其依赖的依赖关系，key为依赖，value为依赖所从属的bean
registerDependentBean(dep, beanName);
try {
// 先创建其依赖的Bean
getBean(dep);
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
}
}
}
// Create bean instance.创建bean实例
// 我们目前只分析单例的创建，单例看懂了，原型自然就懂了
if (mbd.isSingleton()) {
// 这里再次调用了 getSingleton() 方法，
// 这里跟方法开头调用的 getSingleton() 的区别在于，
// 这个方法多传入了一个 ObjectFactory 类型的参数，
// 这个 ObjectFactory 会返回一个 Bean
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
// 从单例缓存中显式删除实例：它可能已被创建过程提前地放在那里，以允许循环引用解析。
// 还要删除任何接收到对 bean 的临时引用的 bean。
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
// 省略部分异常处理...
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
其实去掉部分校验，去掉部分复杂场景下才会有的逻辑，核心代码就是getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) 方法，这个方法是不是有点眼熟，getSingleton()有三个同名的重载方法。前两个上面已经见过，这里是第三个。
仔细看这段代码，singletonFactory部分传入的是个lambada表达式，里面是正常创建bean的createBean()方法。
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// 省略部分异常处理...
}
});
结合getSingleton()方法查看，该方法处理一些前置判断和后置处理后，核心的代码就是singletonFactory.getObject()方法，这里执行的就是上面传入的lambada表达式，也就是会执行到createBean(beanName, mbd, args)方法。createBean(beanName, mbd, args)又是一个很曲折的方法，简直是曲折他妈给曲折开门，曲折到家了。所以我打算下一篇Spring Ioc源码分析系列--Bean实例化过程(二)说。在创建完成后，会把bean放入单例缓存singletonObjects中。
/**
* Return the (raw) singleton object registered under the given name,
* creating and registering a new one if none registered yet.
*
* 返回以给定名称注册的（原始）单例对象，如果尚未注册，则创建并注册一个新对象。
*
* @param beanName the name of the bean
* @param singletonFactory the ObjectFactory to lazily create the singleton
* with, if necessary
* @return the registered singleton object
*/
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
// 从单例池中获取，第一次进来这个地方肯定获取不到
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null) {
// 工厂已经在销毁阶段了，这个时候还在创建Bean的话，就直接抛出异常
if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {
// 省略部分日志及异常处理...
}
// 在单例创建前，记录一下正在创建的单例的名称，
// 就是把beanName放入到singletonsCurrentlyInCreation这个set集合中去
beforeSingletonCreation(beanName);
boolean newSingleton = false;
boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>();
}
try {
// 这里调用了singletonFactory的getObject方法，
// 对应的实现就是在doGetBean中的那一段lambda表达式
singletonObject = singletonFactory.getObject();
newSingleton = true;
}
catch (IllegalStateException ex) {
// Has the singleton object implicitly appeared in the meantime ->
// if yes, proceed with it since the exception indicates that state.
// 单例对象是否同时隐式出现 -> 如果是，则继续执行，因为异常指示该状态。
singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null) {
throw ex;
}
}
catch (BeanCreationException ex) {
// 省略部分异常处理...
}
finally {
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = null;
}
// 在单例完成创建后，将beanName从singletonsCurrentlyInCreation中移除
// 标志着这个单例已经完成了创建
afterSingletonCreation(beanName);
}
if (newSingleton) {
// 添加到单例池中
addSingleton(beanName, singletonObject);
}
}
return singletonObject;
}
}
进行类型转换
这里已经分析到了截图的第五部分，由于第四部分真正创建bean的部分放到了下一篇Spring Ioc源码分析系列--Bean实例化过程(二)去分析，所以到这里的时候，我们已经完成了bean的创建，这个时候，如果方法传入的requiredType不为空，那么就需要进行类型转换，如果转换失败，则抛出异常。转换成功则返回当前完成类型转换的convertedBean。至此，创建bean的流程结束，已经可以返回一个可使用的bean，是不是还是挺简单的。流程清晰。关于Spring的类型转换和校验也可以分一篇文章去分析TypeConverter和ConversionService在Spring体系里的前世今生，这里就不再赘述了。
// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
// 检查所需类型是否与实际 bean 实例的类型匹配。
if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
if (convertedBean == null) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return convertedBean;
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
回调SmartInitializingSingleton实现类
到这里完成单例bean的创建了，那就到了最后一步了，回调SmartInitializingSingleton#afterSingletonsInstantiated()方法，这里没啥好说的，就是第二个循环干的事。遍历所有的beanNames，然后完成回调。
这里的回调有很多实现类，比较经典的是EventListenerMethodProcessor类，该类会在这一步完成了对已经创建好的Bean的解析，会判断其方法上是否有 @EventListener注解，会将这个注解标注的方法通过EventListenerFactory转换成一个事件监听器并添加到监听器的集合中。
总结
这篇文章还是按照之前的行文思路，分析得比较扁平，每个方法都没有特别过分的深入去讲解，因为那样太深了很多人受不了，容易翻车。
回顾一下本文的思路，先是顺着上文的入口，开始分析bean的创建。首先是获取BeanDefinition，然后是调用getBean(beanName)方法进行对象的实例化。该方法由一个截图，分为了五部分去解析。分为了哪五部分还记得吗？忘记了？那不怪你，我瞎几把写的。
第四步创建bean的部分我留到了下一篇去分析，这样思路应该也比较清晰，不会那么容易翻车。
如果有人看到这里，那在这里老话重提。与君共勉，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
