Spring IOC容器初始化（SpringBoot）

1. 一些疑问

1. @Component,@Service,@Controller,@Repository@Bean等注解怎么实现的？
2. @Autowired,@Resource 是怎么自动装配的？
3. @ComponentScan 为什么就可以扫描注册Bean

2. IOC 容器 示意图

Spring IOC ：

1. Bean定义的定位,Bean 可能定义在XML中，或者一个注解，或者其他形式。这些都被用Resource来定位, 读取Resource获取BeanDefinition 注册到 Bean定义注册表中。
2. 第一次向容器getBean操作会触发Bean的创建过程,实列化一个Bean时 ,根据BeanDefinition中类信息等实列化Bean.
3. 将实列化的Bean放到单列Bean缓存内。
4. 此后再次获取向容器getBean就会从缓存中获取。

IOC示意图.png

3. 容器的refresh方法

方法定义在AbstractApplicationContext 中，

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
//同步代码块 。
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            // 准备刷新.
            prepareRefresh();
            // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
            // Prepare the bean factory for use in this context.
            prepareBeanFactory(beanFactory);
            try {
                // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
                postProcessBeanFactory(beanFactory);
                // Invoke factory processors registered as beans in the context.
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                // Register bean processors that intercept bean creation.
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                // Initialize message source for this context.
                initMessageSource();
                // Initialize event multicaster for this context.
                initApplicationEventMulticaster();
                // Initialize other special beans in specific context subclasses.
                onRefresh();
                // Check for listener beans and register them.
                registerListeners();
                // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                // Last step: publish corresponding event.
                finishRefresh();
            }
            catch (BeansException ex) {
                if (logger.isWarnEnabled()) {
                    logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
                            "cancelling refresh attempt: " + ex);
                }
                // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
                destroyBeans();
                // Reset 'active' flag.
                cancelRefresh(ex);
                // Propagate exception to caller.
                throw ex;
            }
            finally {
                // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
                // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
                resetCommonCaches();
            }
        }

prepareRefresh 准备刷新

1. 设置启动时间,设计容器激活标志(active=true)
2. 初始化 properties 资源
3. 验证必须存在的properties(validateRequiredProperties)
4. 初始earlyApplicationEnvents.用于收集已经产生的ApplicationEnvents.

obtainFreshBeanFactory 获取容器

1. 调用子类的refeshBeanFactory(),SpringBoot中采用默认的实现，设置BeanFactory的SerializationId,设置refreshed标志为true。
2. 获取BeanFactory
3. XmlWebApplicationContext ，AnnotationConfigApplicationContext 会在这一步加载BeanDefinition

prepareBeanFactory 为了接下来使用BeanFactory 做准备

为BeanFactory 做些标准的设置

1. 为内部的BeanFactory设置类加载器

2. 设置表达式解析器，属性编辑器。

3. 注册BeanPostProcessor(ApplicationContextAwareProcessor,ApplicationListenerDetector),

   • ApplicationContextAwareProcessor:对Spring 中各种Aware接口的支持,在初始化Bean前，调用Bean实现的Aware接口方法。
   • ApplicationListenerDetector：用于收集实现了ApplicationListener接口的Bean

4. 注册指定的依赖类型和对应的value,

   • 例如:beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);那么在类中自动注入ResourceLoader类型的对象，就会拿到当前IOC容器。

5. 注入一些其它信息的bean，比如environment、systemProperties等

postProcessBeanFactory 后处理BeanFactory

用于在BeanFactory 完成标准的初始化之后修改BeanFactory。不同容器根据自己的需求添加特殊的后置处理器，
EmbeddedWebApplicationContext 容器在这里添加了对ServletContextAware支持的Bean后置处理器(WebApplicationContextServletContextAwareProcessor)。

invokeBeanFactoryPostProcessors 执行BeanFactory后置处理器。

实例化并且执行所有已经注册到BeanFactory中的 BeanFactoryPostProcessor。支持按照Order排序。

1. 执行逻辑
   调用PostProcessorRegistrationDelegate的静态方法invokeBeanFactoryPostProcessors,
   执行顺序：

1.执行ApplicationContext初始化器注册的BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的处理器
2.执行实现了PriorityOrdered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor。
3.执行实现了Ordered的BeanDefinitionRegistryPostProcessor
4.执行 所有后置处理器的 BeanFactoryPostProcessor 的接口方法
5.获取所有的BeanFactoryPostProcessor,排除已经执行过得后置处理器。
6.按照2-4的顺序 执行所有未执行的BeanFactoryPostProcessor。

2. 介绍BeanFactoryPostProcessor 接口

针对BeanFactory 的处理,允许使用者修改容器中的bean definitions,例如：
ServletComponentRegisteringPostProcessor提供对@WebFilter,@WebServlet,@WebListener注解的扫描，并注册到容器中。
ConfigurationClassPostProcessor 对所有的@Configuration类进行动态代理的增强。
注意使用时不能对任何BeanDefinition 进行实列化操作。

3. 介绍BeanDefinitionRegistryPostProcessor 接口

继承自BeanFactoryPostProcessor，针对BeanDefinitionRegistry的后置处理器,会先于BeanFactoryPostProcessor 执行。

4. ConfigurationClassPostProcessor

ConfigurationClassPostProcessor后置处理器 实现了 PriorityOrdered接口，优先级最高的后置处理器，在SpringBoot自动配置的实现中起到举足轻重的作用。是自动配置功能的驱动着,如果没有他那些神奇的自动配置注解都不在起作用,对@Configuration,@Bean,@ComponentScan,@Import,@ImportResource,@PropertySource注解解析。

1. 处理PropertySources 注解
加载property资源
2. 处理ComponentScans和ComponentScan注解
扫描指定包下所有@Component注解。包括@Service，@Controller,@Repository,@Configuration,@ManagedBean
3. 处理@Import注解类

解析所有包含@Import注解。spring中@Enable****注解的实现依赖。@Import的value 有两种类型的Class.
3.1 ImportSelector 导入选择器。
执行非DeferredImportSelector接口的，收集配置类。
收集DeferredImportSelector接口的实现。稍后执行。
3.2 ImportBeanDefinitionRegistrar 导入类定义注册者
收集ImportBeanDefinitionRegistrar对象。
3.3 如果不是上面两种类型 就会被当作普通的configuration 类 注册到容器。
例如@EnableScheduling
4. 处理ImportResource注解
收集@ImportResource中指定的配置文件信息。
5. 收集@Bean注解的方法

6. 处理接口默认方法
7. 处理父类
父类className 不是"java"开头，并且是未处理过的类型。获取父类循环1-7。
8. 处理3.1中收集的DeferredImportSelector。
9.利用ConfigurationClassBeanDefinitionReader 处理每个Configuration类的@Bean和第4步收集的资源和3.2中收集的注册者。

registerBeanPostProcessors 注册bean后置处理器

1. 委托给PostProcessorRegistrationDelegate的静态方法registerBeanPostProcessors执行

   1.1 按照 PriorityOrdered，Ordered,普通，MergedBeanDefinitionPostProcessor 添加到 beanFactory 的beanPostProcessors属性中。最后添加ApplicationListenerDetector。

2. BeanPostProcessors 接口
   该接口在Bean的实列话过程中被调用,在对一个对象进行初始化 前后 被调用。

例如：实现了 EnvironmentAware,EmbeddedValueResolverAware，ResourceLoaderAware，ApplicationContextAware等Aware就是这个时候 被执行的。

3. MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口

​ 该接口继承了BeanPostProcessors接口, 会在 bean 实列化 之后 属性注入前 执行。例如 对@Autowired @Resource @Value 注解的解析。

initMessageSource

在Spring容器中初始化一些国际化相关的属性。

initApplicationEventMulticaster

在容器中初始化Application事件广播器。

onRefresh

onRefresh是一个模板方法，留给子类容器扩赞，不同的容器做不同的事情。

例如：容器AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext中会调用createEmbeddedServletContainer方法去创建内置的Servlet容器。
EmbeddedServletContainerAutoConfiguration 类中定义了 Spring boot 支持的三种 Servlet容器。
目前SpringBoot只支持3种内置的Servlet容器：

1. Tomcat
2. Jetty
3. Undertow

registerListeners

1. 将所有的 ApplicationListener 实现类注册 到 ApplicationEventMulticaster中,觉得是观察者模式。
2. 把已经产生的事件广播出去。

finishBeanFactoryInitialization

实列化所有 非懒加载的 类。

finishRefresh

1. 完成容器的初始化过程,发布相应事件。
2. 启动容器的声明周期处理器。管理容器声明周期。
3. 发布 ContextRefreshedEvent事件。
4. 启动内嵌的Servlet容器。
5. 发布容器启动事件。