前言
经过了前一章的分析(spring 源码之核心类介绍与bean 的加载)，我们终于结束了对 xml 配置文件的解析，接下来将会面临更大的挑战，就是对 bean 的加载的探索。bean 加载功能实现远比 bean 的解析要复杂得多。卷起来。
快速体验一下bean 的创建
测试代码
回到我们一开始的测试代码
public static void main(String[] args) {
// 创建Spring上下文（容器）
ClassPathXmlApplicationContext context =
new ClassPathXmlApplicationContext("ApplicationContext.xml");
// 从容器中获取bean，假设我们有一个名为 'helloWorld' 的bean
HelloWorld helloWorld = context.getBean("helloWorld", HelloWorld.class);
// 使用bean
helloWorld.sayHello();
// 关闭上下文
context.close();
}
HelloWorld helloWorld = context.getBean("helloWorld", HelloWorld.class);这句代码实现了什么样的功能呢？我们可以先快速体验一下 spring 中代码是如何实现的。
快速体验spring中如何获取bean的
根据上面的 main 方法，一路跟踪到
AbstractBeanFactory#doGetBean
/**
* Return an instance, which may be shared or independent, of the specified bean.
* 返回指定bean的实例，该实例可以是共享的，也可以是独立的
* @param name the name of the bean to retrieve
* @param requiredType the required type of the bean to retrieve
* @param args arguments to use when creating a bean instance using explicit arguments
* (only applied when creating a new instance as opposed to retrieving an existing one)
* @param typeCheckOnly whether the instance is obtained for a type check,not for actual use
* @return an instance of the bean
* @throws BeansException if the bean could not be created
* args 使用显式参数创建bean实例时要使用的参数
* name 要检索的bean的名称
* typeCheckOnly 是否获取实例是为了进行类型检查，而不是为了实际使用
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
// 获取 beanName 去除一些特殊字符 如&
// 这个 name 可能是普通的 bean，也可能是 factoryBean这个特殊的bean，factoryBean的名称是带有&的
String beanName = transformedBeanName(name);
Object beanInstance;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
// 检查单例缓存中是否有手动注册的单例
// 为什么首先会使用这段代码呢？
// 因为在创建单例 bean 的时候会存在依赖注入的情况，而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，
// spring 创建 bean 的原则就是不等 bean 创建完成就会将 bean 的 ObjectFactory
// 也就是将ObjectFactory加入到缓存中，一旦下一个 bean 创建时需要依赖上一 bean 则直接使用 ObjectFactory
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.trace("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.trace("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
// 获取bean实例，有时候存在如 BeanFactory 的情况并不是返回实例本身，而是返回指定的实例，这个会在这个方法里面详细说
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
// 如果是原型类型的 bean 并且已经在创建这个bean实例，则直接抛异常，因为只有单例类型的bean才能被循环引用
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
// 检查此工厂中是否存在bean定义 获取父级工厂
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
// 如果存在父级工厂，并当前的BeanDefinition不存在，则尝试去父级工厂获取
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
// 递归到BeanFactory中检测
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory abf) {
return abf.doGetBean(nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else if (requiredType != null) {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
else {
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
}
}
// 如果不仅仅坐类型检查则是创建 bean，这里需要记录
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
}
StartupStep beanCreation = this.applicationStartup.start("spring.beans.instantiate")
.tag("beanName", name);
try {
if (requiredType != null) {
beanCreation.tag("beanType", requiredType::toString);
}
// 将当前的BeanDefinition与父级的BeanDefinition 合并成一个BeanDefinition，RootBeanDefinition
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
// 确保初始化当前bean所依赖的bean。
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
// 注册依赖的 bean
registerDependentBean(dep, beanName);
try {
// 获取并实例化依赖 bean
getBean(dep);
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
}
}
}
// Create bean instance.
// 实例化依赖的 bean 后便可以实例化 mbd本身了
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
});
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
beanInstance = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
String scopeName = mbd.getScope();
if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {
throw new IllegalStateException("No scope name defined for bean '" + beanName + "'");
}
Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
});
beanInstance = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new ScopeNotActiveException(beanName, scopeName, ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
beanCreation.tag("exception", ex.getClass().toString());
beanCreation.tag("message", String.valueOf(ex.getMessage()));
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
finally {
beanCreation.end();
}
}
return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
}
仅从代码量上就能看出来bean的加载经历了一个相当复杂的过程，其中涉及各种各样的考虑。不过跟着上面的代码，并参照部分代码注释，是可以粗略地了解整个 Spring 加载bean 的过程。对于加载过程中所涉及的步骤大致如下。
- 转换对应 beanName 或许很多人不理解转换对应 beanNane 是什么意思，传入的参数 name 不就是 beanName吗？其实不是，这里传入的参数可能是别名，也可能是FactoryBean，所以需要进行一系列的解析，这些解析内容包括如下内容（
后面解析方法的时候会详细解释）。
- 去除 FactoryBean的修饰符，也就是如果 name="&aa”，那么会首先去除&而使 name="aa"
- 取指定 alias所表示的最终 beanName，例如别名A指向名称为B的bean则返回 B
- 若别名A指向别名B，别名B又指向名称为C的bean则返回C
- 尝试从缓存中加载单例
单例在 Spring 的同一个容器内只会被创建一次，后续再获取 bean，就直接从单例缓存中获取了。当然这里也只是尝试加载，首先尝试从缓存中加载，如果加载不成功则再次尝试从singletonFactories中加载。因次在创建单例bean 的时候会存在依赖注入的情况，而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，在Spring 中创建 bean 的原则是不等bean创建完成就会将创建 bean的 ObjectFactory 提早曝光加入到缓存中，一旦下一个 bean 创建时候需要依赖上一个 bean 则直接使用 ObjectFactory（后面章节会对循环依赖重点讲解）。 - bean 的实例化 如果从缓存中得到了
bean 的原始状态，则需要对 bean 进行实例化。这里有必要强调一下，缓存中记录的只是最原始的 bean状态，并不一定是我们最终想要的bean。举个例子，假如我们需要对工厂bean 进行处理，那么这里得到的其实是工厂 bean 的初始状态，但是我们真正需要的是工厂 bean 中定义的factory-method方法中返回的 bean，而getObjectForBeanlnstance就是完成这个工作的，后续会详细讲解。 - 原型模式的依赖检查 只有在
单例情况下才会尝试解决循环依赖，如果存在A中有B的属性，B中有A的属性那么当依赖注人的时候，就会产生当A还未创建完的时候因为对于B的创建再次返回创建A，造成循环依赖，也就是情况：isPrototypeCurrentlyInCreation（beanName）判断true - 检測parentBeanFactory 从代码上看，如果缓存没有数据的话直接转到父类工厂上去加载了，这是为什么呢？ 这里有一个很重要的判断条件：
parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)，parentBeanFactory != null。parentBeanFactory如果为空，则其他一切都是浮云，这个没什么说的，但是!containsBeanDefinition(beanName)就比较重要了，它是在检测如果当前加载的 XML 配置文件中不包含 beanName 所对应的配置，就只能到 parentBeanFactory 去尝试下了，然后再去递归的调用 getBean方法。 - 将存储XML 配置文件的 GernericBeanDefinition 转换为 RootBeanDefinition 因为从 XML配置文件中读取到的bean 信息是存储在 GernericBeanDefinition 中的，但是所有的bean 后续处理都是针对
RootBeanDefinition的，所以这里需要进行一个转换，转换的同时如果父类bean 不为空的话，则会一并合并父类的属性。 - 寻找依赖 因为 bean 的初始化过程中很可能会用到某些属性，而某些属性很可能是动态配置的，并且配置成依赖于其他的bean，那么这个时候就有必要
先加载依赖的 bean，所以，在 Spring的加载循序中，在初始化某一个 bean 的时候首先会初始化这个 bean 所对应的依赖。 - 针对不同的 scope 进行 bean 的创建 我们都知道，在Spring 中存在着不同的 scope，其中默认的是
singleton，但是还有些其他的配置诸如prototype、request之类的。在这个步骤中，Spring 会根据不同的配置进行不同的初始化策略。 - 类型转换 程序到这里返回bean 后已经基本结束了，通常对该方法的调用参数 requiredType是为空的，但是可能会存在这样的情况，返回的 bean 其实是个 String，但是 requiredType 却传入 Integer类型，那么这时候本步骤就会起作用了，它的功能是将返回的 bean 转换为 requiredType 所指定的类型。当然，String 转换为 Integer 是最简单的一种转换，在Spring中提供了各种各样的转换器，用户也可以自己扩展转换器来满足需求。
- 经过上面的步骤后 bean 的加载就结束了，这个时候就可以返回我们所需要的 bean了
