Spring Boot启动流程源码解析
定义：
BeanFactoryPostProcessor
BeanDefinitionRegistryPostProcessor：是一个接口，继承接口BeanFactoryPostProcessor，该接口新增postProcessBeanDefinitionRegistry方法，方法参数是BeanDefinitionRegistry对象，BeanDefinitionRegistry对象是beanDefiinition的保存中心
BeanPostProcessor：在bean实例化的时候，进行切面处理，在实例化的前执行postProcessBeforeInitialization，在实例化后执行postProcessAfterInitialization
一、SpringApllication实例化，进行初始化操作：
this.resourceLoader = resourceLoader; // 资源加载器，resourceLoader = null Assert.notNull(primarySources, "PrimarySources must not be null"); // this.primarySources = new LinkedHashSet<>(Arrays.asList(primarySources)); //赋值启动类 this.webApplicationType = WebApplicationType.deduceFromClasspath(); //根据classpath存在的类推断web所属应用类型：servelt,Reactive，后面根据不同的类型初始化对应的环境 this.bootstrapRegistryInitializers = getBootstrapRegistryInitializersFromSpringFactories(); //获取启动加载器 setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)); //设置初始化器 setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)); //设置监听器 this.mainApplicationClass = deduceMainApplicationClass(); //根据运行调用栈track，根据main方法找到入口启动类
getBootstrapRegistryInitializersFromSpringFactories() ：获取启动加载器
它调用getSpringFactoriesInstances(Bootstrapper.class)，在多个应用的META-INF/spring.factories文件下获取，key=Bootstrapper的启动类加载器的包路径，并通过class.forName反射，然后把实例放到集合进行Order排序，设置优先级，返回集合。
但是此处，由于META-INF/spring.factories文件没有key=Bootstrapper的信息，故返回了一个空集合。
setInitializers(getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class)))：设置初始化器
getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class))的作用：在多个应用的META-INF/spring.factories文件下获取，key=ApplicationContextInitializer初始化器的包路径，并通过class.forName反射，然后把实例放到集合进行Order排序，设置优先级，返回集合，并通过setInitializers对本对象属性initializers（初始化器）进行赋值。初始化器，在spring容器刷新之前，进行接口回调initialize方法
返回的初始化器如下：
0 = "org.springframework.boot.context.ConfigurationWarningsApplicationContextInitializer" 作用：用作报告常见错误配置的警告（通过分析源码实际情况是如果系统配置包扫描（@ComponentScan）到了org或者org.springframework包就会发出警告并停止系统启动） 1 = "org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer" 作用：用于获取、设置spring上下文ID 2 = "org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationContextInitializer" 作用：使用环境属性 context.initializer.classes,指定的初始化器(initializers)进行初始化工作，如果没有指定则什么都不做。 通过它使得我们可以把自定义实现类配置在 application.properties 里成为了可能。 3 = "org.springframework.boot.rsocket.context.RSocketPortInfoApplicationContextInitializer" 作用：为server设置local.rsocket.server.port通讯监听端口 4 = "org.springframework.boot.web.context.ServerPortInfoApplicationContextInitializer" 作用：将内置servlet容器实际使用的监听端口写入到Environment环境属性中。这样属性local.server.port就可以直接通过@Value注入到测试中，或者通过环境属性Environment获取。 5 = "org.springframework.boot.autoconfigure.SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer" 作用：创建一个SpringBoot和ConfigurationClassPostProcessor共用的CachingMetadataReaderFactory对象。实现类为：ConcurrentReferenceCachingMetadataReaderFactory 6 = "org.springframework.boot.autoconfigure.logging.ConditionEvaluationReportLoggingListener" 作用：将ConditionEvaluationReport报告写入日志。
setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)) ：设置监听器
getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class)的作用：在多个应用的META-INF/spring.factories文件下获取，key=ApplicationListener初始化器的包路径，并通过class.forName反射，然后把实例放到集合进行Order排序，设置优先级，返回集合，并通过setListeners对本对象属性listeners（监听器）进行赋值。
返回的监听器如下：
0 = "org.springframework.boot.ClearCachesApplicationListener" 作用：上下文加载完成后，清理缓存，比如，从META-INF/spring.factories获取的信息后，会放到cache，下次直接从cache拿。 1 = "org.springframework.boot.builder.ParentContextCloserApplicationListener" 作用：监听当双亲应用的上下文关闭，如果双亲应用关闭了，自身也要关闭。从这个类中拿到上下文去刷新监听双亲关闭事件。 2 = "org.springframework.boot.context.FileEncodingApplicationListener" 作用：文件编码应用监听器。该监听器实质作用是在收到应用环境准备就绪事件时，对配置中关于文件编码的配置作一个校验，判断配置中的文件编码是否和JVM系统的file.encoding一致。无配置或JVM系统的file.encoding无效的情况下，都不会报异常，但是，当JVM中的file.encoding有效，且在配置中包含了spring.mandatory-file-encoding，而二者又不一致时，就会报IllegalStateException异常。 3 = "org.springframework.boot.context.config.AnsiOutputApplicationListener" 作用：当收到应用环境准备就绪事件时，对Ansi输出的相关状态进行设置，并绑定到应用环境中 4 = "org.springframework.boot.context.config.DelegatingApplicationListener" 作用：而是在应用环境准备就绪事件发生时，通过环境中的配置的context.listener.classes，指定自定义的监听器，然后创建一个简单事件广播器实例，放到类属性上，同时，把自定义的监听器，绑定到该广播器上。就可以使得我们自定义的监听器发挥作用 5 = "org.springframework.boot.context.logging.LoggingApplicationListener" 作用：日志配置监听器，如果没配置日志信息，则使用系统默认的配置。 6 = "org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessorApplicationListener" 作用：监听环境准备好后，如果配置信息spring.factories指定了“环境后置处理程序”，则运行该后置处理程序。一般用于自定义环境变量或者编写第三方扩展点 7 = "org.springframework.boot.autoconfigure.BackgroundPreinitializer" 作用：对于一些耗时的任务，使用一个后台线程尽早触发它们开始执行初始化， 这也可以叫做预初始化。 设置系统属性spring.backgroundpreinitializer.ignore为true可禁用该机制。 禁用时，相应的初始化任务会发生在前台线程。
二、SpringApplication的run方法
StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); //用于计时 //【1】创建临时上下文，临时存放一些上下文数据，使用完后会colse. DefaultBootstrapContext bootstrapContext = createBootstrapContext(); //Spring的上下文 ConfigurableApplicationContext context = null; //【2】配置系统属性java.awt.headless，如果系统缺少硬件，就让系统模拟对应硬件数据以供使用 configureHeadlessProperty(); //【3】获取应用运行的监听器 SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args); //启动监听器 listeners.starting(bootstrapContext, this.mainApplicationClass); try { //封装形参args ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments(args); //【4】准备容器环境，初始化environment，即应用上下文环境 ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, bootstrapContext, applicationArguments); //根据用户自定义spring.beaninfo.ignore，为容器设置需要忽略加载的bean configureIgnoreBeanInfo(environment); //【5】打印spring的logo Banner printedBanner = printBanner(environment); //【6】创建上下文和容器 context = createApplicationContext(); //为上下文设置应用启动时候的记录器，如：启动报错的报告 context.setApplicationStartup(this.applicationStartup); //【7】刷新上下文的准备阶段 prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); //【8】刷新上下文 refreshContext(context); //【9】刷新上下文后操作，空方法 afterRefresh(context, applicationArguments); //停止计时 stopWatch.stop(); //打印日志 if (this.logStartupInfo) { new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass) .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch); } //【10】发布“容器加载完成”事件给监听器 listeners.started(context); //【11】调用ApplicationRunner和CommandLineRunner的run方法，实现spring容器启动后需要做的一些东西,比如加载一些业务数据等 //默认是没有Runner要执行的 callRunners(context, applicationArguments); //发布"应用running"事件 listeners.running(context);
【1】创建临时上下文
【2】配置系统硬件属性
【3】获取监听器并启动：getRunListeners(args)
在META-INF/spring.factories文件下获取key=SpringApplicationRunListener的类路径获得org.springframework.boot.context.event.EventPublishingRunListener，
并通过class.forName反射实例化返回instances，然后通过new SpringApplicationRunListeners( log, instances, applicationStartup)，把EventPublishingRunListener封装到SpringApplicationRunListeners的List集合里。
SpringApplicationRunListener负责在SpringBoot启动的不同阶段，使用内部ApplicationEventMulticaster来广播不同的SpringApplicationEven事件，传递给前面的ApplicatioinListener监听器实现类。比如，“刷新上下文准备阶段” 完成了，就向各个SpringApplicationListener监听器发布“刷新上下文准备阶段” 事件，让各个监听器此时执行对应的逻辑。
【4】准备容器环境：prepareEnvironment
上下文环境本质上就是环境信息的集合：系统变量、环境变量、JDK环境信息、命令行参数，默认变量，servlet相关配置变量，随机值、JNDI属性值，以及配置文件（比如application.properties）等。
这些环境变量是有优先级的。对这些信息加载进来，封装到environment对象中。
发布事件
具体prepareEnvironment方法：
//创建相应的应用环境 ConfigurableEnvironment environment = getOrCreateEnvironment(); //根据用户配置，配置environment应用环境 configureEnvironment(environment, applicationArguments.getSourceArgs()); ConfigurationPropertySources.attach(environment); //发布"上下文环境已准备好"事件，其中一个重要的监听器ConfigFileApplicationListener就是加载项目配置文件的 listeners.environmentPrepared(bootstrapContext, environment); //把PropertySources中默认的属性“defaultProperties”，移动到PropertySources的末尾。 DefaultPropertiesPropertySource.moveToEnd(environment); Assert.state(!environment.containsProperty("spring.main.environment-prefix"), "Environment prefix cannot be set via properties."); //将获取到的environment中的spring.main配置绑定到SpringApplication的source中 bindToSpringApplication(environment); //是否为自定义环境 if (!this.isCustomEnvironment) { //把ConfigurableEnvironment根据应用类型转换成对应对应的ApplicationEnviroment environment = convertEnvironment(environment); } // 解除附加的特定的环境配置（避免冲突） ConfigurationPropertySources.attach(environment); return environment;
创建相应的应用环境：getOrCreateEnvironment
根据webApplicationType实例化不同的环境类：
SERVLET -> new ApplicationServletEnvironment()
REACTIVE -> new ApplicationReactiveWebEnvironment()
other -> new ApplicationEnvironment()
配置environment应用环境：configureEnvironment
if (this.addConversionService) { environment.setConversionService(new ApplicationConversionService()); } //将main函数的args封装成SimpleCommandLinePropertySource加入环境中 configurePropertySources(environment, args); //激活相应配置文件，比如:设置spring-profiles.active=prod,封装成SimpleCommandLinePropertySource //在此激活application-prod.properties这个配置文件 configureProfiles(environment, args);
【5】打印spring的logo
【6】创建上下文和容器：createApplicationContext()
根据webApplicationType实例化不同的上下文ConfigurableApplicationContext实现类：
SERVLET -> new AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext()
REACTIVE -> new AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext()
other ->new AnnotationConfigApplicationContext()
于此同时，因为这几个实现类，继承了GenericApplicationContext，而GenericApplicationContext的构造函数中会创建beanFactory，故子类实例化，父类GenericApplicationContext也会跟着实例化，beanFactory其实际上就是IOC容器，类型为DefaultListableBeanFactory，即上下文中有了一个IOC容器
public GenericApplicationContext(DefaultListableBeanFactory beanFactory) { Assert.notNull(beanFactory, "BeanFactory must not be null"); this.beanFactory = beanFactory; }
【7】刷新上下文准备阶段prepareContext
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在装载好了各种环境配置后，去刷新上下文里的配置；
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并创建一些bean对象，其中包含启动类的bean对象创建。
//设置上下文环境 context.setEnvironment(environment); //执行容器后置处理：其实就是为ioc的转化器ApplicationConversionService设值 postProcessApplicationContext(context); //执行初始化器的initialize方法 applyInitializers(context); //listeners是SpringApplicationRunListeners，向各个监听器发送"容器已经准备好"的事件， listeners.contextPrepared(context); //发布“临时上下文关闭事件”，默认没有监听器监听此事件。 bootstrapContext.close(context); //打印日志信息 if (this.logStartupInfo) { logStartupInfo(context.getParent() == null); logStartupProfileInfo(context); } // Add boot specific singleton beans //向IOC容器中添加args封装成ApplicationArguments的单例 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory(); beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments); //IOC容器添加打印springBootBanner单例 if (printedBanner != null) { beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner); } //设置BeanDefinition是否能被重载（修改），默认设置为false if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) { ((DefaultListableBeanFactory) beanFactory) .setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding); } //是否懒加载，默认为false if (this.lazyInitialization) { //上下文添加一个处理bean后置处理器 context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor()) } // Load the sources，实际上获取的只有启动类对象 Set<Object> sources = getAllSources(); Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty"); //加载启动类的beanDefinition，并注入容器中 load(context, sources.toArray(new Object[0])); //发布“容器已加载完成”事件 listeners.contextLoaded(context);
【8】刷新上下文：refreshContext(context)
刷新之前，会在context上下文添加一个ApplicationContextClosedListener监听，就是为了在shutdown的时候，优雅的关闭应用。
刷新的核心代码如下：
//在应用程序启动期间标记步骤，并收集有关执行上下文数据和处理事件 StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh"); // Prepare this context for refreshing //1.就是对一些属性赋值。 prepareRefresh(); // Tell the subclass to refresh the internal bean factory //2.就是获取beanFactory，即IOC容器，并刷新容器=为容器设置id ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // Prepare the bean factory for use in this context //3.容器初始化属性 prepareBeanFactory(beanFactory); // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses. //4.设置beanDefinition的后置处理器、beanFactory的一些属性 postProcessBeanFactory(beanFactory); //在应用程序启动期间标记步骤，并收集有关执行上下文数据和处理事件 StartupStep beanPostProcess = . this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process"); // Invoke factory processors registered as beans in the context. //5.调用容器中的工厂 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean creation. //6.注册所有bean的后置处理器 registerBeanPostProcessors(beanFactory); beanPostProcess.end(); //空方法 // Initialize message source for this context. // 7.初始化此上下文的消息源，比如国际化 initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. //8.初始化应用事件发布器，并存在IOC容器中 initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific context subclasses. //9.开始刷新 onRefresh(); // Check for listener beans and register them. //10.注册新的监听器 registerListeners(); // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. //11.实例化剩余非懒加载的单例bean finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // Last step: publish corresponding event. //12.刷新完成的收尾工作 finishRefresh();
1、刷新准备阶段：prepareRefresh
this.startupDate = System.currentTimeMillis(); //记录时间点 this.closed.set(false); //目前容器非close状态 this.active.set(true); //目前容器是活跃的 if (this.logger.isDebugEnabled()) { if (this.logger.isTraceEnabled()) { this.logger.trace("Refreshing " + this); } else { this.logger.debug("Refreshing " + this.getDisplayName()); } } this.initPropertySources(); //默认空方法，让AbstractApplicationContext子类重载 this.getEnvironment().validateRequiredProperties(); //校验一些必填配置是否可以被解析 //earlyApplicationListeners、applicationListeners两个监听器相互赋值 if (this.earlyApplicationListeners == null) { this.earlyApplicationListeners = new LinkedHashSet<>(this.applicationListeners); } else { // Reset local application listeners to pre-refresh state. this.applicationListeners.clear(); this.applicationListeners.addAll(this.earlyApplicationListeners); } this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet(); //初始化用于发布事件对象的集合
2、刷新并获取容器：obtainFreshBeanFactory
3、容器初始化属性：prepareBeanFactory(beanFactory)
beanFactory初始化的值：
1. 设置类加载器 ：setBeanClassLoader
2.设置Spel表达式的解析器 ：setBeanExpressionResolver
3.添加属性编辑器 ：addPropertyEditorRegistrar 添加属性编辑器
4.添加Bean后置处理器：addBeanPostProcessor
5.设置忽略指定类的自动装配功能：ignoreDependencyInterface
6.自动装配是，指定对应接口的注入对象（一个接口可有多个对象）：registerResolvableDependency
7.设置单例：registerSingleton
4、设置beanDefinition的后置处理器、IOC属性：postProcessBeanFactory
1.设置request、session作用域的注入对象
2.设置自动装配时接口注入指定对象
5.调用容器中的beanDefinition后置处理器：invokeBeanFactoryPostProcessors
Set<String> processedBeans = new HashSet<>(); if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) { BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory; List<BeanFactoryPostProcessor> regularPostProcessors = new ArrayList<>(); List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> registryProcessors = new ArrayList<>(); //注册两个beanDefinition后置处理器：CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor、ConfigurationWarningsPostProcessor for (BeanFactoryPostProcessor postProcessor : beanFactoryPostProcessors) { if (postProcessor instanceof BeanDefinitionRegistryPostProcessor) { BeanDefinitionRegistryPostProcessor registryProcessor = (BeanDefinitionRegistryPostProcessor) postProcessor; //调用的是：CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor类的该方法，作用是注册beanDefinition后置处理器 registryProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry); registryProcessors.add(registryProcessor); } else { regularPostProcessors.add(postProcessor); } } List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> currentRegistryProcessors = new ArrayList<>(); // First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered. //获取对应类型的后置处理器key：internalConfigurationAnnotationProcessor String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false); for (String ppName : postProcessorNames) { if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) { //添加ConfigurationClassPostProcessor后置处理器 currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class)); processedBeans.add(ppName); } } //设置beanDefinition后置处理器得优先级 sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory); //收集要注册到容器得后置处理器，经过前面可得3个后置处理器。 registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors); //把ConfigurationClassPostProcessor后置处理器bean注册到容器 //这是自动装配的重点方法！！！ invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry, beanFactory.getApplicationStartup()); currentRegistryProcessors.clear(); // 执行到这里，重复上一次得操作 postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false); for (String ppName : postProcessorNames) { if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) { currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class)); processedBeans.add(ppName); } } sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory); registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors); invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry, beanFactory.getApplicationStartup()); currentRegistryProcessors.clear(); //中间都是一些重复类似上面的操作 …… // Clear cached merged bean definitions since the post-processors might have // modified the original metadata, e.g. replacing placeholders in values... //容器清除beanDefinition缓存，因为beanDefinition后置处理器有可能已经修改了beanDefinition的内容，比如占位符 beanFactory.clearMetadataCache();
①检索启动类注解入口，自动装配的关键
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry, beanFactory.getApplicationStartup());
该方法顾名思义，就是调用Bean定义注册后处理器，形参：
currentRegistryProcessors ：BeanDefinition注册后处理器集合，就一个ConfigurationClassPostProcessor类处理器
registry：BeanDefinition的注册中心，本质是就是IOC容器里有该注册中心Map
applicationStartup：记录器，用于记录程序执行
②调用接口实现方法
postProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry);
该处理器为类型ConfigurationClassPostProcessor，是接口BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类，如实现类：
CachingMetadataReaderFactoryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry：是把beanDefinition注册到容器中；
ConfigurationClassPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry：是处理有注解的beanDefinition，该方法实现逻辑：
一、在beanDefinition容器中，通过判断是否包含注解@component，拿到启动类
二、通过ConfigurationClassParser.parser解析
1：先解析到@SpringBootApplication，把启动类的beanDefinition封装成SourceClass，被用来更直接检测包含哪些注解的一个类
2：通过递归处理内部类，把有注解的类记录下来
3：解析标注@PropertySource的类，处理类成员的值
4：解析标注@ComponentScan的类，检测到启动类，在启动类所在包及子包进行扫描，直接或间接标注@component的类，都会被扫描到，并把对应类的beanDefinition注册到容器中，然后递归调用ConfigurationClassParser.parser进行解析。
5：解析标注@Import的类，递归解析自身和父注解的@import，解析到@import.value=ImportBeanDefinitionRegistrar 进行记录；解析到@import.value=ImportSelector进行记录，并通过调用selectImports方法把扫描配置文件META-INF/spring.factories，把里面的类扫描，并检测这类是否有注解，如果有，则也需要递归调用ConfigurationClassParser.parser进行解析
经过这一系列解析，就通过注解拿到了全部需要实例化注入到IOC容器的类
6、注册bean的后置处理器：registerBeanPostProcessors
注册方式：PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(beanFactory, applicationContent);
7、初始化此上下文的消息源：initMessageSource
比如：国际化
8、初始化应用事件发布器，并存在IOC中：initApplicationEventMulticaster
9、开始刷新：onRefresh
1.初始化主题来源ThemeSource
2.构造TomcatServletWebServer，并初始化server的配置，并注入到IOC容器中
10、注册监听器：registerListeners
11.实例化剩余非懒加载的单例：finishBeanFactoryInitialization
拿到容器中的beanDefinition集合，结合bean后置处理器进行实例化，并注入到IOC容器中
12.刷新完成的收尾工作：finishRefresh()
1.设置管理bean生命周期的LifecycleProcessor处理器
2.用LifecycleProcessor开始webServerGracefulShutdown、webServerStartStop两个Group 的生命周期管理
3.发布”容器刷新完成“事件
4.为MBeanServer注册LiveBeansView
