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SpringIoC 源码深度剖析，先教看源码的方法，然后给出流程图，根据方法和流程图去看，这里会将重点总结出来

作者：互联网

文章目录

一、手写Spring

篇幅限制，我将其放在这篇文章中：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/122625811

二、Spring IoC高级应用面试常问知识点复习

篇幅限制，我将其放在这篇文章中：https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/122647693

三、Spring IoC源码

1. 源码剖析的方法和注意事项

注意事项
  1. 原则
  1. 定焦原则：学会抓主线（我会给出主线的流程图），主线外的东西我们不管（否则丢了西瓜捡芝麻，到头来上面都没读懂）。
  2. 宏观原则：关注源码结构和业务流程，不要死扣具体某行代码
  1. 技巧
  1. 断点，多观察调用栈
  2. 反调，看看哪些地方调用了当前方法
  3. 终结经验，比如spring中很多doXXXX的方法，这些方法是干具体工作的，寻找类似这样的spring中编程习惯
  1. 确保你看的是源码（.java文件），不是字节码文件（.class文件），源码可以直接去github上下载，或者使用maven动态下载（看什么下载什么）
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接下来我会在IoC容器初始化主体流程，BeanFactory及容器继承体系中，完整演示如何看源码（带着大家一步步走）。因为完整的带着大家看，及其废篇幅，所以之后的其它的知识，只会给出流程图，以及注意事项，重点总结。看源码大家自己跟着流程图看就好，我只会截出重点源代码

2. IoC容器初始化主体流程

根据ClassPathXmlApplicationContext深入源码
我们先搞一个bean，xml和测试类，用来作为读源码的入口
  1. Bean
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  2. 配置到xml中
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  3. 测试类
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2.1 BeanFactory及容器继承体系

为什么我们常用ApplicationContext，而不是直接用BeanFactory呢？
  1. ApplicationContext是容器的高级接口，继承于BeanFactory接口（顶级容器/根容器，规范了/定义了容器的基础行为）
  2. Spring应用上下文，官方称之为IoC容器（并不仅仅是一个map而已，map是IoC容器的一个成员，称为单例池，singletonObject）
  3. 容器是一组组件和过程的集合，包括BeanFactory、单例池、BeanPostProcessor等，以及它们之间的协作过程
继承体系(可以发现ApplicationContext除了BeanFactory，还继承了很多其它接口，功能非常丰富)

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  1. BeanFactory
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  2. ListableBeanFactory,规定了很多批量返回的操作
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  3. HierarchicalBeanFactory，规定了一些Bean工厂的操作，返回父Bean工厂和判断Bean工厂是否有指定实例
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  4. MessageSource ，规定了国际化的一些操作
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  5. ResourceLoader，规定了加载资源的操作
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上面的内容我是怎么看的呢？
  1. 假如看BeanFactory顶级容器，它是一接口，所以我们只需要查看它定义了哪些抽象方法和常量即可，因为接口也定义不了其它什么东西了
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2.2 Bean周期关键时机点代码调用分析

Bean的生命周期如下：
Created with Raphaël 2.3.0 第一步：实例化Bean 第二步：设置属性值 第三步：调用BeanNameAware的setBeanName方法 第四步：调用BeanFactoryAware的setBeanFactory方法 第五步：调用ApplicationContextAware的setApplicationContext方法 第六步：调用BeanPostProcessor的预初始化方法 第七步：调用InitializingBean的afterPropertiesSet方法 第八步：调用定制的初始方法init-method 第九步：调用BeanPostProcessor的后初始化方法
  1. 第九步，有两种可能，如果是prototype（原型模式）的bean，就直接交给调用者
  2. 如果是singleton（单例模式）的bean，就放入spring缓存池中准备就绪的bean
Created with Raphaël 2.3.0 Spring缓存池中准备就绪的bean，当Bean销毁时 调用destory-method属性配置的销毁方法（没有先后顺序） 调用DisposableBean的destory方法（没有先后顺序）
我们要关注的关键时机点如下
  1. Bean的构造方法和第七步：调用InitializingBean的afterPropertiesSet方法
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  2. 后置处理器BeanFactoryPostProcessor
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  3. 后置处理器BeanPostProcessor
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  4. 别忘了配置xml
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流程图

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1. Bean构造方法
  1. 打断点，看调用栈
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  2. 调用refresh方法中的finishBeanFactoryInitialization方法完成Bean实例化，调用构造方法，AbstractApplicationContext#refresh#finishBeanFactoryInitialization
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2. 生命周期第七步：调用InitializingBean的afterPropertiesSet方法
  1. 打断点，看调用栈
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  2. 和构造方法一样，调用refresh方法中的finishBeanFactoryInitialization方法完成Bean实例化，调用构造方法，AbstractApplicationContext#refresh#finishBeanFactoryInitialization
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3. 后置处理器BeanFactoryPostProcessor
  1. 构造方法打断点，看调用栈
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  2. 调用了AbstractApplicationContext#refresh#invokeBeanFactoryPostProcessors，所以Bean工厂后置处理器初始化就在这里
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  3. 处理方法打断点，看调用栈
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  4. 调用了AbstractApplicationContext#refresh#invokeBeanFactoryPostProcessors，所以Bean工厂后置处理器处理方法也在这里
4. 后置处理器BeanPostProcessor
  1. 构造函数，AbstractApplicationContext#refresh#registerBeanPostProcessors
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  2. 处理方法postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization，都是在AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization
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可以发现，看流程图就完事了，压根没必要把代码贴出来，大家自己看就好，下面会介绍如何一步步DeBug

2.3 refresh方法

从上面可以发现，基本Bean周期，都是进入refresh方法，我们这里关注这个方法，干了什么事（主线），和主线无关的不要管（千万不要贪），滤清了整体思路，我们后面再扣细节
流程图

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在这里插入图片描述在这里插入图片描述

源码debug
  1. ClassPathXmlApplicationContext;断点，f7进入方法
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  2. 可见一进来就加载了ContextClosedEvent，官方解释是避免奇怪的类加载问题。然后我们shift+f8跳出
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  3. 再次f7步入，进入构造方法中，发现调用了另一个构造函数，我们继续f7步入
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  4. 构造方法中，先初始化了父类（super(parent)），处理配置文件路径。我们通过f8略过这个方法，直接往下执行，然后它调用setConfigLocations方法设置本地配置信息（可以自己f7步入，看一下，然后shift+f8步出），最后调用refresh()完成Spring容器的初始化，我们f7步入这个方法
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  5. 我们发现refresh()中所有代码都在锁中（锁的是一个对象synchronized (this.startupShutdownMonitor) ），我们通过右键鼠标，FindUsages或者直接快捷键Alt+f7对这个对象反调，可以发现，除了初始化，close关闭的时候，也用了这把锁（也就是说，初始化时，不可以同时close关闭），然后我们继续f8略过，往下走一步
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  6. 发现其调用prepareRefresh方法，进行刷新（初始化）前的预处理，设置Spring容器启动时间，开启活跃状态，撤销关闭状态，验证环境信息里一些必要属性等等，继续f8
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  7. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    告诉子类刷新内部bean工厂（初始化）
    获取BeanFactory，默认实现是DefaultListableBeanFactory
    加载BeanDefition（xml，配置文件中的信息封装）并注册到BeanDefitionRegistry
  8. prepareBeanFactory(beanFactory);
    准备在此上下文中使用的bean工厂
    BeanFactory的预备工作，BeanFactory进行一些设置，比如context的类加载器等
  9. 剩下的都一样，用上面介绍的快捷键，自己跟着流程图看吧

3. IoC容器初始化子流程（细节）

从上面主体流程中，我们发现两个需要特别关注的点
  1. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();告诉子类刷新内部bean工厂,主要干两件事，获取BeanFactory，加载BeanDefition

3.1 BeanFactory获取

流程图

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时序图

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3.2 BeanDefinition加载注册

上面对于BeanFactory的获取流程，我们发现在初始化BeanFactory完成前，调用loadBeanDefinitions(beanFactory);加载应用中的BeanDefinitions
流程图
  1. 发现循环加载xml配置文件的机制
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  2. 发现循环加载统一封装资源对象Resource的机制
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  3. 发现最终是将将xml文件流封装为InputSource对象
    然后调用doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource())执行加载逻辑，
    而doLoadBeanDefinitions中先是读取xml信息，保存到Document对象中
    然后解析document对象，封装BeanDefinition对象并注册
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4. Bean对象创建流程

refresh方法中调用的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);为Bean创建子流程入口
流程图

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5. lazy-init懒加载机制

AbstractApplicationContext#refresh#finishBeanFactoryInitialization#preInstantiateSingletons#isLazyInit

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  1. 如果是懒加载，就不创建bean
接下来我们通过getBean一个开启懒加载的bean，打断点看一下流程

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直接给出总结，因为很简单
  1. 和Bean对象创建流程唯一不一样，就是创建时机
  2. 统一最后调用doGetBean()方法创建Bean实例
  3. 只不过开启懒加载的，会在上面的isLazyInit方法进行判断，从而不在初始化时创建bean而已
  4. 而创建时机是我们getBean()的时候

6. 循环依赖问题

循环依赖

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  1. 并不是函数内种循环调用，而是对象间的相互依赖，就是一个死循环，除非有终结条件
Spring 中循环依赖场景有
  1. 构造器的循环依赖（构造器注入）
  2. Field属性的循环依赖(set注入)
  3. 其中，构造器的循环依赖问题无法解决，只能抛出BeanCurrentlyInCreationException异常，而解决属性循环依赖时，spring采用提前暴露对象的方法
spring对各种循环依赖的处理
  1. 单例bean构造器参数循环依赖，无法解决
  2. prototype原型bean循环依赖，无法解决（这个bean创建出来以后，压根不归IoC管）
  3. 对应原型Bean的初始过程，无论通过构造器参数还是setXxx方法参数循环依赖，Spring都会直接报错
//AbstractBeanFactory.doGetBean()方法
if(isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)){
	throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
protected boolean isPrototypeCurrentlyInCreation(String beanName){
	Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCrreation.get();
	return (curVal != null && (curVal.equals(beanName)||(curVal instanceof Set && ((Set<?>)curVal).contains(beanName))));
}
  1. 获取bean之前如果这个Bean正在被创建则直接抛异常，原型Bean在创建之前会进行标记这个beanName正在被创建，等创建结束后会删除标记(总之，原型设计模式的bean，不支持循环依赖)
try{
	//创建原型Bean之前添加标记
	beforeProrotypeCreation(beanName);
	//创建原型bean
	prototypeInstance = createBean(beanName,mbd,args);
}finally{
	//创建原型bean之后删除标记
	afterPrototypeCreation(beanName);
}
  1. 单例bean通过setXxx或@Autowired进行循环依赖，可以解决
  1. 基于java引用传递，当获得对象的引用时，对象的属性可以延后设置，但是构造器必须是在获取引用之前
  2. Spring 通过setXxx或@Autowired方法解决循环依赖，其实是通过提前暴露一个ObjectFactory对象来完成，简单来说就是ClassA调用完构造器完成对象初始化后，再调用ClassA的setClassB方法之前就把，ClassA实例化的对象，通过ObjectFactory提前暴露到Spring容器中
解决方案之三级缓存: spring存放Bean不是全放在一个map中，而是分3个级别的缓存

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  1. 一级缓存中的Bean是完全可用的Bena，其它缓存的Bean是还未初始化完成的Bean
  1. 假设我们有Result类和B类相互依赖
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    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  2. Result对象实例化之后，会立马放入三级缓存（提前暴露自己），此时属性并没有赋值，并且标记为正在创建
  3. 此时发现Result依赖于B，三级缓存还没有B的实例，于是实例化B（也会在实例化之后，立即放入三级缓存）
  4. 实例化B时，发现B依赖于Result，B去三级缓存找，找到了，将Result注入，然后Result进入二级缓存（升级到二级缓存过程中，会对Result做一些扩展操作）
  5. B对象实例化完成，放入一级缓存中
  6. Result对象去一级缓存找B，然后将B注入
源码分析，流程图,我们从Bean对象创建流程的doCreateBean开始追

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  1. 流程图如下
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标签：初始化,SpringIoC,流程图,BeanFactory,调用,Bean,bean,源码,方法
来源： https://blog.csdn.net/grd_java/article/details/122716151