spring启动流程（一）：启动流程概览

悠悠 2023-09-23 13:54 140阅读 0赞

#### 1. spring 启动流程概览 ####

在前面 demo 的 `main()`方法中，有这么一行：

ApplicationContext context =
            new AnnotationConfigApplicationContext("org.springframework.learn.demo01");
    复制代码

这短短的一行就是spring的整个启动流程了。上面的代码中，声明了一个`ApplicationContext`类型的对象`context`，右边使用其子类`AnnotationConfigApplicationContext`实例化，并在构造方法中传入了包名`org.springframework.learn.demo01`，这个包名就表明了接下来要扫描哪些包。

> 这里我们接触到了spring的第一个组件：`ApplicationContext`，关于`ApplicationContext`的分析，可以参考我的文章[spring组件（一）：ApplicationContext][spring_ApplicationContext]。

进入到`AnnotationConfigApplicationContext`，代码如下：

> AnnotationConfigApplicationContext\#AnnotationConfigApplicationContext(String...)

public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {
         // 1. 调用无参构造函数，会先调用父类GenericApplicationContext的构造函数
         // 2. 父类的构造函数里面就是初始化DefaultListableBeanFactory，并且赋值给beanFactory
         // 3. 本类的构造函数里面，初始化了一个读取器：AnnotatedBeanDefinitionReader read，
         //    一个扫描器ClassPathBeanDefinitionScanner scanner
         // 4. 这个scanner，就是下面 scan(basePackages) 调用的对象
         this();
    
         //对传入的包进行扫描，扫描完成后，会得到一个 BeanDefinition 的集合
         scan(basePackages);
    
         //启动spring，在这里完成spring容器的初始化操作，
         //包括bean的实例化、属性注入，将bean保存到spring容器中等
         refresh();
    }
    复制代码

这个类就三行，相关操作都已在代码中注释了，这里稍微再总结下，这段代码主要做了三件事：

1.  调用无参构造，进行属性初始化
2.  进行包扫描，得到BeanDefinition
3.  启用spring容器。

接着，我们再来看看spring启动流程中，做了哪些事：

> AbstractApplicationContext\#refresh

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        // 使用synchronized是为了避免refresh() 还没结束，再次发起启动或者销毁容器引起的冲突
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            // 做一些准备工作，记录容器的启动时间、标记“已启动”状态、检查环境变量等
            prepareRefresh();
    
            // 初始化BeanFactory容器、注册BeanDefinition, 最终获得了DefaultListableBeanFactory
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
    
            // 还是一些准备工作:
            // 1. 设置了一个类加载器
            // 2. 设置了bean表达式解析器
            // 3. 添加了属性编辑器的支持
            // 4. 添加了一个后置处理器：ApplicationContextAwareProcessor
            // 5. 设置了一些忽略自动装配的接口
            // 6. 设置了一些允许自动装配的接口，并且进行了赋值操作
            // 7. 在容器中还没有XX的bean的时候，帮我们注册beanName为XX的singleton bean
            prepareBeanFactory(beanFactory);
    
            try {
                // Spring的一个扩展点. 如果有Bean实现了BeanFactoryPostProcessor接口，
                // 那么在容器初始化以后，Spring 会负责调用里面的 postProcessBeanFactory 方法。
                // 具体的子类可以在这步的时候添加特殊的 BeanFactoryPostProcessor 的实现类，来做些事
                postProcessBeanFactory(beanFactory);
    
                // 调用BeanFactoryPostProcessor各个实现类的postProcessBeanFactory(factory) 方法
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
    
                // 扩展点,注册 BeanPostProcessor 的实现类，注意不是BeanFactoryPostProcessor
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
    
                // 初始化当前 ApplicationContext 的 MessageSource，用在国际化操作中
                initMessageSource();
    
                // 这个方法主要为初始化当前 ApplicationContext 的事件广播器
                initApplicationEventMulticaster();
    
                // 这也是spring的一个扩展点
                onRefresh();
    
                // Check for listener beans and register them.
                // 注册事件监听器
                registerListeners();
    
                // 初始化所有的 singleton beans
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
    
                // 完成启动，
                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.
                // 销毁已经初始化的的Bean
                destroyBeans();
    
                // Reset 'active' flag.
                // 重置 'active' 状态
                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...
                // 清除缓存
                resetCommonCaches();
            }
        }
    }
    复制代码

这个方法虽然代码不多，但包含了spring bean的整个创建过程，每个方法做了些什么，在代码中都有注释，这里就不赘述了。

实际上，`refresh()` 涵盖了spring整个创建bean的流程，在后面的文章中，我们也将重点展开这里面的方法来分析，在现阶段只需要大致了解这些方法做了什么事即可。

整个流程总结如下：

![format_png][]

#### 2. spring启动中`beanFactory`的变化 ####

本文中的源码解读就到这里了，接下来我们来看看，spring启动中`beanFactory`有些什么变化。

> `beanFactory` 是spring的重要组件之一，直译为spring bean工厂，是spring生产bean与保存bean的地方，关于`beanFactory`的详细分析，可以查看[spring BeanFactory分析][spring BeanFactory]。

我们将断点打在`AnnotationConfigApplicationContext#AnnotationConfigApplicationContext(String...)` 的`this()`方法上，然后运行demo01的 `main()` 方法：

![format_png 1][]

此时的变量中，并没有`beanFactory`，我们自己添加`beanFactory`到调度窗口的变量列表中：

![format_png 2][]

这样就能看到对应的值了：

![format_png 3][]

可以看到，此时的`beanFactory`为null，表明`beanFactory`并未实例化，我们继续运行：

![format_png 4][]

当运行完`this()`后，发现`beanFactory`已经有值了，类型为`DefaultListableBeanFactory`。但是，在查看`beanFactory`对象时，发现`beanFactory`的属性太多了，我们应该重点关注啥呢？

![format_png 5][]

我们这部分主要关注spring bean的创建，因此只需要关注`beanFactory`的两个属性就可以了：

*  beanDefinitionMap：存放beanDefinition的map.
 *  singletonObjects：存放spring bean的map，spring bean创建后都存放在这里，也即直观上理解的`spring 容器`.

> `BeanDefinition` 是spring重要组件之一，为‘spring bean的描述’，简单来说，就是说明了一个spring bean应该如何创建。关于`BeanDefinition`的详细分析，可以查看[spring BeanDefinition分析][spring BeanDefinition]。

我们手动添加变量，如下：

![format_png 6][]

可以看到，此时的`beanDefinitionMap`中已经有4个对象了，显然是在`this()`方法中添加的，关于这块我们后面会分析。

接着运行，发现`beanDefinitionMap`又多了两个：

![format_png 7][]

这里的`beanObj1`与`beanObj2`就是我们自己的类了，由此可以判断出**spring就是在`AnnotationConfigApplicationContext#scan`方法中对包进行扫描的**。

接下来，代码执行进入`AbstractApplicationContext#refresh`方法，我们一行行运行下去，发现运行到`prepareBeanFactory(beanFactory);`时，`singletonObjects`中第一次出现了对象：

![format_png 8][]

可以看到，这里出现了3个类，基本都跟系统、环境相关，如`environment`是spring当前使用的环境(`profile`)，`systemProperties` 当前系统的属性（操作系统、操作系统版本等）。

继续往下运行，发现代码运行到`invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)`时，又多了4个类：

![format_png 9][]

关于这几个类的作用，我们后面的文章中会分析，这里先不必管。继续往下运行，发现在`registerBeanPostProcessors(beanFactory);`中，又多了一个对象：

org.springframework.context.annotation.internalAutowiredAnnotationProcessor
    复制代码

这里我们依旧不用管这个对象，接着运行下去，可以看到在运行`initMessageSource()`时，又多了一个对象：

messageSource -> {DelegatingMessageSource@1847} "Empty MessageSource"
    复制代码

显然，这个对象是用来处理国际化问题的，不过由于demo01中并没有用到国际化，所以这里显示`Empty MessageSource`。继续运行，发现运行到`initApplicationEventMulticaster();`时，又多了一个对象：

applicationEventMulticaster -> {SimpleApplicationEventMulticaster@1869} 
    复制代码

显然，这个对象是用来处理`ApplicationContext` 的广播事件的，我们的demo中并没有用到，暂时不必理会。继续下去，发现在运行完`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);`，`singletonObjects`中终于出现了我们期待的对象：

![format_png 10][]

由此可见，对象就是在该方法中创建的。

#### 总结 ####

1.  spring 包的描述：`AnnotationConfigApplicationContext#scan`
2.  spring bean的创建：`AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization`

[spring_ApplicationContext]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fmy.oschina.net%2Ffuncy%2Fblog%2F4597456
[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/af0d800c0554619b863376f63188963f.webp?x-oss-process=image/format,png
[spring BeanFactory]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fmy.oschina.net%2Ffuncy%2Fblog%2F4597529
[format_png 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/006ff5678f2ae581866b965b2747e8bf.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7748bc399ce431e3251024942c329ad9.webp?x-oss-process=image/format,png
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[format_png 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/955a03b8ff5cbb05926093f37aca61da.webp?x-oss-process=image/format,png
[spring BeanDefinition]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fmy.oschina.net%2Ffuncy%2Fblog%2F4597536
[format_png 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4953a3593a81a1038ee3b7522f63c211.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9d568b3533b862e1d71b6f18562d1923.webp?x-oss-process=image/format,png
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[format_png 10]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0684aea2e66b1a8510c7ea7aed4b2dd6.webp?x-oss-process=image/format,png