SpringBoot启动 源码深度解析(四)

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(三)

• 调用org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext# registerBeanPostProcessors(beanFactory) 方法来注册拦截bean创建的处理器。接着调用org.springframework.context.support.PostProcessorRegistrationDelegate#registerBeanPostProcessors(org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory, org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext) 委托方法去注册BeanPostProcessor实例：
  1. 首先获取所有BeanPostProcessor类型的beanDefinetion，创建一个BeanPostProcessorChecker后置处理器，此后置处理器用来打印BeanPostProcessor处理器创建用的。
  2. 也将后置处理器分为几类：实现优先级PriorityOrdered 的、Ordered的、普通的。依次调用 getBean方法将获取的bean实例添加到bean工厂中，重要的是最后需要重新注册内部的后置处理器（实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口的）
  3. 最后重新注册ApplicationListenerDetector处理器，用来侦察内部的ApplicationListener监听器。

• 调用 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext# initMessageSource() 初始化上下文中的信息资源 .

• 初始化上下文事件广播器ApplicationEventMulticaster（ 从bean工厂中若加工不出来对应的bean实例，就是bean定义中没有，那么会重新创建一个SimpleApplicationEventMulticaster实例）.

• 接着调用 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#onRefresh() 模板方法，此处会回调ServletWebServerApplicationContext的onRefresh方法：

  image.png
  1. 两步操作，首先调用父类的onRefresh方法，去初始化 this.themeSource = UiApplicationContextUtils.initThemeSource(this);
  2. 然后 调用createWebServer()，此处就是创建Tomcat服务器： image.png

• 调用 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext# registerListeners() 方法注册监听器对象。首先把boot配置的监听器先注册到上下文事件广播器中；然后再获取ApplicationListener类型的bean定义（部分监听器还没实例化）添加到org.springframework.context.event.AbstractApplicationEventMulticaster.ListenerRetriever#applicationListenerBeans属性中；最后发布早批注册的监听事件通知监听器。

• 调用 finishBeanFactoryInitialization 方法实例化非延迟加载的单例bean对象，即初始化bean工厂。其中会判定是否有属性解析器，没有会从environment中获取并添加到bean工厂中。设置临时类加载器会空，设置bean定义配置冻结标志为true，将beanDefinitionNames放入到冻结数组frozenBeanDefinitionNames中。最后实例化所有的非延迟化单例对象。

  image.png
  1. 👍👍进入到方法👍👍org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons中，使用局部变量保存之前定义的bean名称，然后遍历所有的对象，依次判断。
  2. 👍👍首先获取bean定义，若不是抽象类并且是单例对象并且不需要延迟初始化的bean名称，紧接着判断是否是工厂bean，若不是工厂bean，则直接调用getBean(benaName)方法实例化bean定义；若是工厂bean，则需要先在bean名称前面加上 & 符号再调用getBean(benaName)方法，再判断获取的bean实例是否是 FactoryBean类型，若是并且没有设置安全security检查，获取是否需要急切初始化的布尔值赋给变量eagerInit，若为true，则也需要调用getBean的方法。即如果是工厂bean则需要判断需要急切初始化参数值，若为true则表示工厂bean也需要初始化，否则不需要调用getBean方法 :
     2.1. getBean() -> doGetBean() -> 进入方法。首先获取转换之后的bean名称（不包含或者去除factoryBean的前缀 & 之后的名称），调用 getSingleton(beanName)方法检查当前名称是否是早期注册的单例实例，先从singletonObjects（一级缓存） 缓存Map中获取，若没有并且单例实例正在创建中，则从 earlySingletonObjects（二级缓存）中获取单例实例，若以然为空，但是允许早期引用为true，则从 singletonFactory 单例工厂（三级缓存）中获取实例, 然后将获取的单例实例放入到 earlySingletonObjects（二级缓存）中，并且从单例工厂中（三级缓存）移除。 👍即：singletonObjects 中若没有并且单例正在初始化 ** -> earlySingletonObjects 若没有并且允许早期暴漏引用 -> singletonFactories 若没有，则返回空，若有对应的工厂去处理，则获取工厂的getObject()对象，放入到 earlySingletonObjects ，同时从 singletonFactories 中移除当前bean名称。 👍
     2.2. 若获取的实例不为空，调用
     org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getObjectForBeanInstance() 获取当前bean实例。如果当前bean名称间接引用了工厂（名称以&）但不是 FactoryBean类型，则抛BeanIsNotAFactoryException异常。即 禁止&开头的非FactoryBean类型的bean。
     2.3. 若当前bean不是工厂bean 或者名称以&开头，则直接返回实例；否则说明是工厂bean，则先从缓存 factoryBeanObjectCache 中获取bean实例，若缓存中不存在，将当前对象实例转换成FactoryBean类型，然后调用 org.springframework.beans.factory.support.FactoryBeanRegistrySupport#getObjectFromFactoryBean 从 FactoryBean中获取bean实例。
     2.4. 进到方法，若工厂是单例并且bean名称在单例bean定义（一级缓存）中则首先尝试从 factoryBeanObjectCache 缓存Map中获取对应的实例。若没有，调用 org.springframework.beans.factory.support.FactoryBeanRegistrySupport#doGetObjectFromFactoryBean，进入到方法发现调用的是 object = factory.getObject()获取的对象。所以：工厂bean 获取实例时调用对应的getObject方法返回的实例。再次检查 factoryBeanObjectCache缓存中是否有对应的实例（此处再次检查是因为可能存在循环引用处理出发了自定义getBean()的调用）。若缓存中有，直接赋值给要返回的对象 object；若没有则判断是否应该执行后处理，org.springframework.beans.factory.support.FactoryBeanRegistrySupport#postProcessObjectFromFactoryBean()，然后进入到 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()方法，执行bean初始化之后的后处理操作。获取所有的BeanPostProcessor调用其 postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)方法，👍此处可以实现对初始化的bean实例进行修改👍。
     2.5. 若调用 Object sharedInstance = getSingleton(beanName) 返回的bean实例为空，校验若是prototype类型，则抛异常; 检查parentBeanFactory工厂中是否存在bean定义，若父工厂不为空，并且子工厂中不包含bean定义，则从父工厂中搜索bean实例。然后调用 String[] dependsOn = mbd.getDependsOn(); 获取bean定义所依赖的所有bean名称，确保当前bean依赖的bean已经初始化（即初始化时先初始化依赖的bean）.
     2.6. 然后调用 getBean(dep)先行初始化依赖的bean的实例，重复上述步骤，重新获取bean实例等等。。。
     2.7. 接着判断当前实例若是单例模式，首先调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#createBean方法 -> org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean 方法，进入方法中，首先调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#resolveBeforeInstantiation 此处会先① 执行实例化前得操作，org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance方法创建实例包装对象，然后调用 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#② applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName) 允许后置处理器修改被合并得bean定义，bean定义处理之后设置为true。然后判断bean定义如果是单例对象并且允许循环引用，执行代码addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));解决循环引用， image.png 首先执行getEarlyBeanReference方法，允许暴漏早期引用，方法里面首先获取所有得BeanPostProcessor，判断若是 SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor类型，则回调后置处理器得子类实现方法org.springframework.beans.factory.config.SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor#getEarlyBeanReference（Object bean, String beanName）。
     如果单例对象缓存中不存在bean名称得话，将bean名称跟早期暴漏对象工厂添加到单例工厂 singletonFactories（三级缓存）与 已经注册得单例缓存registeredSingletons 中,同时移除earlySingletonObjects (二级缓存)
     2.8. 然后调用 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);填充Bean属性，首先判断实例化后置处理器标志 hasInstantiationAwareBeanPostProcessors 若为true，则循环回调 InstantiationAwareBeanPostProcessor实例得 ③ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)方法，执行实例化后处理。若方法返回为false，则结束属性填充。
     2.9. 接着判断属性注入类型若是根据名称注入 AUTOWIRE_BY_NAME，则调用 autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs)填充属性；若是根据类型注入 AUTOWIRE_BY_TYPE,则调用 autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs) 方法完成注入： image.png
     2.10. 进入方法 autowireByName，首先获取所有属性名称，然后循环判断属性，若在bean定义中并且是工厂bean则返回true，然后执行getBean得操作，然后调用 org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#registerDependentBean(String beanName, String dependentBeanName) 方法执行依赖bean得注册；若bean定义中没有或者不是工厂bean，则返回false，不做处理。同理调用 autowireByType 方法。
     2.11. 接着循环遍历已经注册得BeanPostProcessors后置处理器，若是 InstantiationAwareBeanPostProcessor 类型，则首先调用后置处理器得 postProcessProperties方法，此处会处理内置得用来处理@Autowired得后置处理器 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 和 用来处理@PostConstruct 与@PreDestroy 得后置处理器CommonAnnotationBeanPostProcessor。
     2.12. 进入 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 得回调方法 org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName)中，首先调用方法 org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#findAutowiringMetadata找到自动注入得元数据；然后调用org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata#inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs),然后判断isField若为true，则反射调用Field得set方法为成员设置值，否则反射调用Method得invoke方法为方法设置值；最后若属性值不为空，则调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyPropertyValues(String beanName, BeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, PropertyValues pvs)，此方法会将属性值转化后填充到BeanWrapper中。
     2.13. 然后调用 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean(java.lang.String, java.lang.Object, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition)方法对以下三种bean实例进行回调(BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware)，然后再调用BeanPostProcessor得初始化前方法 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName)对bean进行初始化前回调，④ 允许初始化前修改；紧接着调用初始化方法：优先调用 InitializingBean类型得afterPropertiesSet初始化方法，再调用initMethod方法，最后调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#⑤ applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)对bean进行初始化后处理。

  总结：doCreateBean()得逻辑：createInstance 创建bean实例-> populateBean 填充bean属性-> initializeBean 回调bean （调用aware得set回调方法、调用后置处理器得初始化前得回调方法 postProcessBeforeInitialization()、调用 InitializingBean得afterPropertiesSet()初始化回调方法、调用 initMethod()回调方法、最后调用 后置处理器得 postProcessAfterInitialization()回调方法）

  3. 👍👍最后遍历所有的bean定义，调用 getSingleton(beanName) 获取单例实例，判断当前单例实例若是 SmartInitializingSingleton 类型，则需要会调afterSingletonsInstantiated()方法，否则不做处理。

• 最后调用 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#finishRefresh()方法完成刷新，首先调用子类得实现方法org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext#finishRefresh子类首先调用父类得finishRefresh之后执行：

  • 清理缓存
  • 初始化声明周期 LifecycleProcessor处理器，设置启动状态为running
  • 发布上下文刷新事件

  然后再调用org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext#startWebServer开启Tomcat服务，成功开启之后发布一个 ServletWebServerInitializedEvent事件。

• 最后如果启动出现异常，销毁单例bean，清空所有相关得缓存，取消刷新（设置激活状态为false），将异常抛给调用者；若启动成功，清空相关得缓存。

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！