SpringBoot启动 源码深度解析(三)

SpringBoot 版本 ： 2.2.1.RELEASE
入口类： SpringApplication；SpringApplicationBuilder
说明 : 由于SpringBoot建立在Spring之上，所以分析SpringBoot的启动过程其实与Spring是交错进行的，分析的时候会顺带将一些Spring的扩展点也提到
注：本文主要讲解一些比较重要的关键步骤，不能面面俱到，若有疑问，随时保持沟通

SpringBoot启动 源码深度解析(一)
SpringBoot启动 源码深度解析(二)
SpringBoot启动 源码深度解析(四)

• 下面来看核心的配置类处理器ConfigurationClassPostProcessor流程：进入到： org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor#postProcessBeanDefinitionRegistry方法中：当前后置处理器的作用是解析bean定义配置类，实现IOC，。进到方法org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor#processConfigBeanDefinitions中执行处理逻辑为：

  1. 👍👍👍获取已经注册的bean名称，根据名称获取所有的bean定义，循环判断当前bean的属性是否是全量（ 属性名称为ConfigurationClassPostProcessor.configurationClass 对应的属性值为 full）或者是轻量的（ 属性名称为ConfigurationClassPostProcessor.configurationClass 对应的属性值为 lite），若不满足再对当前bean定义做checkConfigurationClassCandidate类型检查，方法中首先会检查是否是AnnotatedBeanDefinition实例并且class名称与元数据中缓存的class名称要相同才会重用bean定义中的元数据。最后若重新生成的元数据包含@configuration注解，那么设置属性为full，若包含的属性包含@Component、@Bean、@Import、@ImportSource、@ComponentScan，设置属性为lite并返回true。那么此时会将当前bean定义添加到configCandidates集合中，然后获取当前bean定义的ConfigurationClassPostProcessor.order属性的数值进行排序。然后判断是否有自定义的单例bean生成策略。
  2. 👍👍👍下面开始正式解析被@Configuration或者普通注解标注的类：创建配置类解析器ConfigurationClassParser实例（构造器会将ComponentScanAnnotationParser 解析器对象一起创建，用于解析@ComponentScan），接着调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#parse(java.util.Set<org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinitionHolder>)解析方法，根据bean定义的不同，创建不同的ConfigurationClass实例对象，然后统一调用processConfigurationClass方法做循环解析处理：

  3. 1. 通过conditionEvaluator判断配置阶段类型是ConfigurationPhase.PARSE_CONFIGURATION的配置类是否带有@Conditional注解，并做解析校验，判断是否需要跳过.
     2. 从缓存获取当前配置类是否被导入，若导入并且当前的配置类也被导入，则将当前的配置类添加到缓存的配置类中进行合并，若当前配置类没有被导入，则将旧的配置类从缓存中移除，目的是对配置类进行校验。
     3. 👍👍👍👍调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#doProcessConfigurationClass方法中，首先判断配置类有没有被@Component标注（包括@Configuration），有的话，调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#processMemberClasses 首先处理嵌套的成员类（类中套类示例）
        image.png
     4. 👍👍👍👍处理@PropertySource注解，通过AnnotationConfigUtils.attributesForRepeatable( sourceClass.getMetadata(), PropertySources.class,PropertySource.class)获取元数据标注的所有@PropertySource注解，然后调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#processPropertySource去处理每个propertySource。包括解析占位符、然后将属性添加到propertySourceNames集合中。
     5. 👍👍👍👍处理@ComponentScan注解，获取方式与上面一样，若获取的集合不为空并且当前条件判断ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN的注册bean阶段不会跳过流程，则依次遍历所有的结果集，调用org.springframework.context.annotation.ComponentScanAnnotationParser#parse立刻执行扫描过程,解析器会将@ComponentScan注解属性解析到ClassPathBeanDefinitionScanner对象中。ClassPathBeanDefinitionScanner（会扫描@Component、@Repository、@Service、@Controller、javax.annotation.ManagedBean、javax.inject.Named 等注解）。 然后调用org.springframework.context.annotation.ClassPathBeanDefinitionScanner#doScan( StringUtils.toStringArray(basePackages) )** 开始进行扫描处理。接着调用org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateComponentProvider#findCandidateComponents( String basePackage ) 在当前路径下查找候选components。解析basePackage 的占位符和转换包名对应的 · 为 / ,即：
        // @ComponentScan("com.ljj.sourcecode.analysis")包路径处理：
// packageSearchPath = classpath*:com/ljj/sourcecode/analysis/**/*.class
        然后会解析当前路径下的所有资源（包括依赖的jar）。然后调用isCandidateComponent(metadataReader) 判断是否是候选的组件( 在ClassPathBeanDefinitionScanner初始化的时候，会往 this.includeFilters 集合中添加一个 new AnnotationTypeFilter(Component.class) 实例 )，代码如下：
        image.png
        org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateCompon entProvider#isConditionMatch 判断是否需要跳过，返回boolean结果。最
        ​ 后创建ScannedGenericBeanDefinition实例化对象。再次判断是否是候选components，
        ​ 若是的话将ScannedGenericBeanDefinition实例添加到candidates集合中，循环完毕返
        ​ 回candidates集合.遍历筛选出来的BeanDefinition,接着执行
        ​ this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate) 获取属性元数据；
        创建bean名称若bean定义是AbstractBeanDefinition者执行
        org.springframework.context.annotation.ClassPathBeanDefinitionScanner#postProcessBeanDefinition方法处理生成的bean定义，如果不设置成员
        autowireCandidatePatterns的值，则设置bean定义的autowireCandidate为false。 > 若bean定义是AnnotatedBeanDefinition**的实例，需要执行代码 AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations((AnnotatedBeanDefinition) candidate)处理注解为 @Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description，解析到bean定义中。然后再调用org.springframework.context.annotation.ClassPathBeanDefinitionScanner#checkCandidate方法判断bean定义是否已经被注册，若没有注册，进行后续的bean定义创建流程，若已经注册 则返回false或者抛出bean冲突异常。遍历结束返回所有的 beanDefinitions集合**。 image.png
     6. 👍👍👍👍👍处理@Import注解，执行代码
        processImports(configClass, sourceClass, getImports(sourceClass), true) ，先递归的获取所有注解带有的@Import，然后参数传入到org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#processImports方法中。进入当前方法之后，首先对导入候选注解做一个非空判断，集合为空直接结束@Import处理，再根据传入的参数 checkForCircularImports 判断如果启动循环导入检查（true）并且被放入导入栈中（importStack）则结束处理；否则开始解析所有的importCandidates集合。若导入候选类型为ImportSelector，则实例化当前ImportSelector实例,同时会判断当前实例是否是Aware子类型，若是，则回调具体的Aware子接口（BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware && 是BeanFactory的子类型、EnvironmentAware、ResourceLoaderAware），进一步判断是否是DeferredImportSelector子接口类型，若是，直接添加到deferredImportSelectors集合中，否则调用当前实例的selectImports方法，执行自定义的导入处理。比如boot中自动装配功能org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfigurationImportSelector的selectImports实现，会将spring.factories中的所有EnableAutoConfiguration.class的实现筛选出来。接下来的递归操作也正是AutoConfigurationImportSelector这类筛选器的操作体现，因为执行完筛选之后，可能生成很多@Configuration类。另一种情况，若是ImportBeanDefinitionRegistrar类型的，依然是先执行这行回调代码ParserStrategyUtils.invokeAwareMethods( registrar, this.environment, this.resourceLoader, this.registry)。然后向Map<ImportBeanDefinitionRegistrar, AnnotationMetadata> importBeanDefinitionRegistrars = new LinkedHashMap<>() 成员遍历中添加当前beanDefinetionRegistrar。这里用org.apache.dubbo.config.spring.context.annotation.DubboConfigConfigurationRegistrar类做示例，代码如下： image.png
        首先根据被注解类的注解元数据获取@EnableDubboConfig的注解类型，取到属性multiple对应的值，先把注册单个bean，若属性值为true，再注册多个bean。如果既不是ImportSelector类型也不是ImportBeanDefinitionRegistrar类型，则将资源配置元数据添加到importStack中，调用processConfigurationClass(candidate.asConfigClass(configClass))代码，至此@Import注解解析完毕。
     7. 👍👍👍处理@ImportResource注解，同样的方式获取ImportResource注解的属性值，注解属性不为空，获取对应属性locations、reader的值，先处理占位符，再将设置的BeanDefinitionReader添加到缓存 Map<String, Class<? extends BeanDefinitionReader>> importedResources = new LinkedHashMap<>()中。
     8. 👍👍👍👍处理单独的@Bean methods，获取被注释@Bean的方法，若存在并且元数据注解是StandardAnnotationMetadata类型，则尝试使用ASM读取并推断声明顺序（但是由于JVM的反射机制返回的方法是任意的顺序），若解析出来的bean方法不为空遍历并添加到配置类成员 Set<BeanMethod> beanMethods = new LinkedHashSet<>()中缓存起来。
     9. 👍👍👍👍处理接口的 default 方法对应的@Bean方法，获取元数据class，然后获取class实现的所有接口对应的@Bean方法，添加到configClass配置信息中。跟上一步的区别是这一步获取的是接口对应的@Bean方法。
     10. 最后将所有的配置类信息存入 org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser#configurationClasses缓存中供使用。 image.png 解析完配置类，最后调用 this.deferredImportSelectorHandler.process()，此handle的作用就是延迟创建配置类，

  👍👍总结： 获取已经注册的bean定义 -> 处理带有注解得嵌套类（member）-> @PropertySources -> @ComponentScan -> @Import -> @ImportResource -> @Bean -> Java8特性 Default方法 -> 是否有父类并且父类不能是Java开头的 -> 解析完会返回null，否则会循环解析。👍👍

• 👍👍👍👍👍解析完成之后对配置类做校验，1. 如果含有@Configuration注解的配置类不能是final修饰 2. 如果配置类是静态的，则直接返回校验通过，若配置类标有@Configuration，但是不允许覆盖（继承、重写方法），抛出异常，因为spring会对配置类使用CGLIB代理。

• 👍👍👍👍👍接着调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitions( Set<ConfigurationClass> configClasses )将当前配置类执行注册bean定义。调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitionsForConfigurationClass方法，如下：

  image.png
  1. 判断配置类是否需要跳过，若需要跳过，则移除已经注册的bean定义和ImportStack中的缓存。然后判断配置类是否已经被Import了，是则调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassBeanDefinitionReader#registerBeanDefinitionForImportedConfigurationClass方法注册当前配置类： image.png
  2. 若当前配置类是通过@Import进来的或者是嵌套类，首先获取配置类的注解元数据，创建一个注解普通beanDefinetion对象 AnnotatedGenericBeanDefinition，通过成员属性 ScopeMetadataResolver scopeMetadataResolver = new AnnotationScopeMetadataResolver() 解析当前配置类的@Scope注解属性，获取属性值添加到beanDefinetion中（默认单例）。然后处理通用的bean定义注解（包括 @Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description）封装到bean定义中。最后创建BeanDefinitionHolder对象，根据前面解析的scope属性判断是否需要做代理，通过BeanDefinitionRegistry 注册器将bean定义注册到bean工厂中。
  3. 加载配置类的@Bean方法相关配置，迭代调用org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassBeanDefinitionReader#loadBeanDefinitionsForBeanMethod方法加载bean定义。方法篇幅过大，大致流程是：判断是否需要跳过注册，然后获取@Bean的属性值，为名称注册别名；接着判断是否允许存在的bean定义被覆盖，若允许此处会提前结束bean创建，不允许就开始创建配置类bean定义，然后进行如下判断： image.png
  判断当前方法元数据是否是静态的，设置beanClassName为配置类的名称，设置工厂方法名为当前静态方法；若不是静态的，则设置工厂名称为配置类的名称，设置唯一的工厂方法名称为当前@Bean的方法名。设置当前bean定义的自动注入模式为构造器注入，设置RequiredAnnotationBeanPostProcessor.skipRequiredCheck跳过@Required检查属性的值为true。然后再判断当前元数据是否包含通用的bean定义注解：@Lazy、@Primary、@Role、@DependsOn、@Description，若存在将属性设置到bean定义中，再把@Bean注解其他属性值填充到bean定义中。
  获取当前方法对应的@Scope注解的属性，紧接着判断是否需要启动代理模式,若需要根据具体的代理方式创建出代理bean定义，然后注册到bean工厂中。 image.png
  4. 加载配置类的所有导入的importSources，执行遍历。校验BeanDefinitionReader.class是否与缓存的Class类型相同，相同的话，在java里面会把readerClass设置为XmlBeanDefinitionReader.class，专门用来解析XML的BeanDefinetionReader实现。然后判断缓存中是否存在当前readerClass，不存在的话反射创建一个reader对象，同时设置资源加载器为当前资源加载器实例this.resourceLoader，设置上下文环境this.environment然后放到缓存中。最后调用reader.loadBeanDefinitions(resource)代码去加载bean定义。 image.png
  5. 加载配置类的所有导入的ImportBeanDefinetionRegistrars。遍历registrars然后调用registrar的registerBeanDefinitions方法，实现所有子类的自定义回调。

总结：至此，ConfigurationClassPostProcessor后置处理器中 校验beanDefinetion、解析beanDefinetion、加载beanDefinetion就完成了。
注册流程为： 校验是否需要跳过 -> @Import导入或者是嵌套类的配置类信息 -> @Bean方法配置信息注册 -> @ImportResource配置类信息 -> ImportBeanDefinetionRegistrar类型的配置类信息。

文章要是勘误或者知识点说的不正确，欢迎评论，毕竟这也是作者通过阅读源码获得的知识，难免会有疏忽！