首先,本系列并不是以介绍spring5 的新特性为主,之所以以spring5为标题,是因为即将赏析的源码来自最新的spring版本.虽说是spring最新版本,但是容器的整个生命周期与之前版本相比,并没有很大的变化,我们主要来看spring是如何一步步构建自己的容器,一步步将混乱不堪,错综复杂的依赖关系管理的井井有条,一步步组建自己的spring帝国.
因为篇幅原因,并不能在一篇博客中将所有spring容器的内容都介绍完成,因此,将分为几个部分分别介绍,本篇会先从最顶层浏览一下spring的一些容器,以及spring抽象出的容器的组装过程,使我们对spring容器有一个整体上的认知.
先来介绍spring中几个重要的接口的作用:
1.BeanFactory
2.BeanDefinition
3.BeanDefinitionRegistry
4.ApplicationContext
先看BeanFactory,这个接口定义了所有beanfactory基础功能: 根据名称获取bean,获取bean的类型/别名,判断bean是否存在等,可以看到,所有实现了这个接口的类,都具备这个功能.
BeanDefinition,定义了容器管理的对象.这个接口是整个spring的核心.BeanDefinition可以看做spring的领域模型,它是对所有bean统一建模的产物,涵盖了bean的所有信息,所有注册进spring容器的bean均会被处理成各种beanDefinition的实现
存储起来.
BeanDefinitionRegistry定义了beanDefinition的注册功能.实现了这个接口的类,具备了注册beandefinition的能力,将组装好的beandefinition注册到容器中。
最后看ApplicationContext,这个是容器的接口,所有容器均实现了这个接口,它定义了容器的基本功能:获取容器名,获取父容器,获取beanfactory,注册bean,等等,来看一下继承关系:
我们发现它继承许多接口,这意味着实现这个接口的类,必须具备它所实现的所有类的功能,当然,这些功能正真实现的地方不会在application的实例中,这里用到了代理模式（百度）,将主要职责委托给其它实现接口的类去做，将调用者和实现者解耦，使代码具备良好的扩展性。
spring的容器有多种，我把它分两大类：应用类和web类。
应用类中常用的几个容器：
AnnotationConfigApplicationContext （主要是注解驱动，spring3.0以后加入）
GenericXmlApplicationContext （也是3.0以后加入的，可以作为下面两种的替代。相对与相面两个容器来说比较灵活，可以灵活设置xml）
ClassPathXmlApplicationContext （和下面的容器基本一样，一个是类路径加载（主要特色是能加载jar中的xml文件），一个是文件路径加载。两者实现基本一样，所以会有GenericXmlApplicationContext的出现）
FileSystemXmlApplicationContext
web类的常用容器：
基本与上面一一对应，这里就简单列举一些：
AnnotationConfigWebApplicationContext
GenericWebApplicationContext
XmlWebApplicationContext
了解上面的基本概念以后，我们就要开始spring容器的探索之旅了，因为考虑到web容器还要考虑servlet版本，以及web.xml的配置，相对于应用容器来说稍微复杂一些。所以这次我们并不会以支持web容器为例去分析。
最近，springboot比较火爆（默认配置就是使用AnnotationConfigApplicationContext容器），我们就来看看AnnotationConfigApplicationContext这个容器，看它是如何把一个个注解都转化为自己认识的bean并管理起来，
并为我们提供各种各样的服务。（其实几个容器的底层实现都一样，毕竟是同一个爸生的。。。）
先看一个简单的栗子：
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(); context.register(Level1Config.class); context.refresh(); Level2Component l = (Level3Component) context.getBean("level2Component");
l.asd();
@Configuration @ComponentScan("org.springframework.context.annotation.componentscan.level2") public class Level1Config { @Bean public TestBean level1Bean() { return new TestBean("level1Bean"); } }
@Component public class Level2Component { @Autowired SimpleComponent simpleComponent; public void asd(){ simpleComponent.testq(); } }
@Component public class SimpleComponent { public void testq(){ System.out.println("asdf"); } @Bean public String exampleBean() { return "example"; } }
这个栗子中，spring扫描了“org.springframework.context.annotation.componentscan.level2”包，装载了里面的Level2Component和SimpleComponent等，并将SimpleComponent实例化赋值给Level2Component，然后我们就可以通过context获取到Level2Component的实例，并调用SimpleComponent的方法。
我们看到从context的声明到bean实例被调用，只经过了4行代码，可谓简单至极，但在这背后却做了我们想象不到的许多事。
在深入源码之前，我们最好先从最顶层看一下它的架构，然后带着问题去看，这样才能有目的性的找到答案和学到东西，废话不多说，先看一下spring是如何装配AnnotationConfigApplicationContext的，个人总结如下：
准备 ——>初始化容器——>扫描装配beanDefinition(这里只是初步装配)——>组装实例化bean
因此，本系列也会分成四部分和大家一起来鉴赏各个流程的代码。
这里就先来介绍相对简单的一步：准备。
准备阶段，spring主要是为容器初始化一些bean，将一些配置文件读取，扫描器，beanfacotry，bean的一些默认处理工具类实例化并装配起来，看一下构造函数：
public AnnotationConfigApplicationContext() { this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this); this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this); }
还有它父类的构造函数：
public GenericApplicationContext() { this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory(); }
public AbstractApplicationContext() { this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver(); }
按照类初始化的顺序，我们可以看到，这里初始化了resourcePatternResolver，beanfactory，annotationBeanDefinitionReader,classPathBeanDefinitionScanner,这几个类，这些类的作用分别是：资源定位解析，定义bean容器，注解类解析，类路径资源扫描。它们的详细实现在后续讨论中依然会出现，这里我们只详细关注AnnotationBeanDefinitionReader,这个类，因为这个类参与了准备阶段的工作。
先看一下构造函数：
public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) { Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null"); Assert.notNull(environment, "Environment must not be null"); this.registry = registry; this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null); AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry); }
ConditionEvaluator是@Conditional注解的解析的实现类，这里我们重点看
AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors( BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) { DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry); if (beanFactory != null) { if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) { beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE); } if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) { beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver()); } } Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<>(4); if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } if (!registry.containsBeanDefinition(REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(RequiredAnnotationBeanPostProcessor.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } // Check for JSR-250 support, and if present add the CommonAnnotationBeanPostProcessor. if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } // Check for JPA support, and if present add the PersistenceAnnotationBeanPostProcessor. if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(); try { def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader())); } catch (ClassNotFoundException ex) { throw new IllegalStateException( "Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex); } def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)); } if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) { RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class); def.setSource(source); beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)); } return beanDefs; }
在AnnotatedBeanDefinitionReader被实例化的时候spring洋洋洒洒注册了一堆bean，这些bean将在以后我们有新的bean加入的时候起关键性作用，比如改变bean的行为，比如监听发布事件，比如解析一个外部定义的配置类，等等，这些bean在后面的分析中均会一一出现，这里同样不做全面介绍，我们只要知道，这些bean实在这个时候就已经被spring装载进来了。
我们继续往下看：
接着就是注册我们自定义的bean了.
public void register(Class<?>... annotatedClasses) { Assert.notEmpty(annotatedClasses, "At least one annotated class must be specified"); this.reader.register(annotatedClasses); }
在我们register配置类的时候reader（即AnnotationBeanDefinitionReader）的register方法会被调用，进而会调用它的doRegisterBean方法，将配置类注入容器中：
<T> void doRegisterBean(Class<T> annotatedClass, @Nullable Supplier<T> instanceSupplier, @Nullable String name, @Nullable Class<? extends Annotation>[] qualifiers, BeanDefinitionCustomizer... definitionCustomizers) { AnnotatedGenericBeanDefinition abd = new AnnotatedGenericBeanDefinition(annotatedClass); if (this.conditionEvaluator.shouldSkip(abd.getMetadata())) { return; } abd.setInstanceSupplier(instanceSupplier); ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(abd); abd.setScope(scopeMetadata.getScopeName()); String beanName = (name != null ? name : this.beanNameGenerator.generateBeanName(abd, this.registry)); AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations(abd); if (qualifiers != null) { for (Class<? extends Annotation> qualifier : qualifiers) { if (Primary.class == qualifier) { abd.setPrimary(true); } else if (Lazy.class == qualifier) { abd.setLazyInit(true); } else { abd.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(qualifier)); } } } for (BeanDefinitionCustomizer customizer : definitionCustomizers) { customizer.customize(abd); } BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(abd, beanName); definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry); BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry); }
按照顺序，首先我们可以看到，配置类会被放到AnnotatedGenericBeanDefinition中：
public AnnotatedGenericBeanDefinition(Class<?> beanClass) { setBeanClass(beanClass); this.metadata = new StandardAnnotationMetadata(beanClass, true); }
annotationGenericBeanDefinition实例会持有StandardAnnotationMetadata的实例，StandardAnnotationMetadata顾名思义，它是封装了这个类的注解的元数据。接着，spring会判断是否符合Condition注解的条件（spring4的加进来的一个注解），接下来会解析scope注解，来确定这个bean的作用域，接下来会调用processCommonDefinitionAnnotations方法处理一些常规的注解：@Primary，@DependsOn,@Rule.@Description，并将这些信息放入定义好的beanDefinition中，接着通过BeanDefinitionReaderUtils将beanDefinition注册到容器里。至此算是容器中的第一个我们自己的bean就注册完成。
我们看到，register方法实际上就是将配置类中一些我们不长用注解信息解析并放入beandefinition中，将注解元数据放入StandardAnnotationMetadata中，由beanDefinition持有，最终把beanDefinition放入容器中(beanFactory)，并没有发生什么不得了的事情，我们定义的注解类也只是初步解析，并没有进行扫描或者注入其它bean，事实上，在bean的准备阶段，spring确实没做多少事情，而是将一些十分重要的bean一一初始化进容器中，而我们自定义的配置类就是其中之一。
好了，第一阶段就到这里。第一阶段准备阶段，spring实例化了一个reader，并在实例化过程中装载了annotationConfigApplicationContext容器特有的bean的处理逻辑，随后把我们的配置类也装载进去变完成了准备阶段的工作。
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