Spring IoC 容器从启动到完成 Bean 的创建和注入，涉及一系列精密的步骤。下面结合源码（以 AnnotationConfigApplicationContext 为例）详细拆解整个过程，并说明每个环节的作用。
一、容器启动入口
通常我们使用以下代码启动基于注解的 IoC 容器：
java
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AnnotationConfigApplicationContext 的构造方法最终会调用 refresh()，这是 IoC 容器初始化的核心方法，定义在 AbstractApplicationContext 中。
java
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
this();
register(componentClasses);
refresh(); // 关键入口
}
二、refresh() 核心步骤（源码级）
AbstractApplicationContext.refresh() 是整个 IoC 容器启动的模板方法，主要包含以下步骤（以 Spring 5.x 为例）：
java
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 1. 准备刷新上下文
prepareRefresh();
// 2. 获取 BeanFactory（如果已有则刷新，否则创建）
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 3. 为 BeanFactory 设置容器级别的功能（类加载器、后处理器等）
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 4. 允许子类对 BeanFactory 进行后处理（如添加 BeanPostProcessor）
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 5. 调用 BeanFactoryPostProcessor 的 postProcessBeanFactory 方法
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 6. 注册 BeanPostProcessor（在 Bean 创建前后起作用）
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 7. 初始化国际化资源等
initMessageSource();
// 8. 初始化事件广播器
initApplicationEventMulticaster();
// 9. 模板方法，供子类初始化特定 Bean（如 Web 容器中的 ServletContext）
onRefresh();
// 10. 注册事件监听器
registerListeners();
// 11. 完成 BeanFactory 初始化，实例化所有非懒加载的单例 Bean
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// 12. 完成刷新，发布事件
finishRefresh();
} catch (BeansException ex) {
// 异常处理，销毁已创建的 Bean
destroyBeans();
cancelRefresh(ex);
throw ex;
}
}
}
下面分解每个步骤的职责和源码细节。
三、关键步骤详解
1. prepareRefresh()
- 设置启动时间、激活标志、初始化属性源（如系统环境变量、JVM 属性）。
- 校验必要的属性是否存在。
2. obtainFreshBeanFactory()
- 对于
AnnotationConfigApplicationContext，实际上已经在构造时创建了DefaultListableBeanFactory，该方法只是返回它。 - 对于
ClassPathXmlApplicationContext等，会在此处加载 XML 配置并解析为BeanDefinition。
3. prepareBeanFactory(beanFactory)
-
为
BeanFactory添加基础功能：- 设置类加载器、表达式解析器（SpEL）。
- 添加几个特殊的
BeanPostProcessor（如ApplicationContextAwareProcessor）。 - 忽略某些接口的自动装配（如
EnvironmentAware）。 - 注册几个默认的 Bean（如
environment、systemProperties）。
4. postProcessBeanFactory(beanFactory)
- 模板方法，允许子类（如
AnnotationConfigApplicationContext）对BeanFactory进行额外处理。 - 例如，
AnnotationConfigApplicationContext会在此处注册一个ConfigurationClassPostProcessor（属于BeanFactoryPostProcessor），用于处理@Configuration类。
5. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)
- 执行所有已注册的
BeanFactoryPostProcessor。 - 关键后处理器：
ConfigurationClassPostProcessor，它扫描@ComponentScan、解析@Bean等方法，将配置类中的定义转换为BeanDefinition并注册到容器。 - 这一步后，容器拥有了所有 Bean 的
BeanDefinition。
6. registerBeanPostProcessors(beanFactory)
- 注册所有
BeanPostProcessor实例，但不执行它们。这些处理器将在 Bean 实例化前后被调用。 - 顺序：先注册
PriorityOrdered，再Ordered，最后普通。 - 重要内置处理器：
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor（处理@Autowired、@Value）、CommonAnnotationBeanPostProcessor（处理@PostConstruct、@PreDestroy）等。
7. initMessageSource()、initApplicationEventMulticaster()、onRefresh()、registerListeners()
- 这些步骤与国际化、事件机制相关，对 Bean 创建流程影响不大，略过。
8. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)
- 最关键的一步：实例化所有非懒加载的单例 Bean。
- 调用
beanFactory.preInstantiateSingletons()，遍历所有BeanDefinition，对单例且非懒加载的 Bean 执行getBean()触发创建。
getBean() 的深入调用链
getBean() → doGetBean() → 检查缓存 → 若未创建，则调用 createBean() → doCreateBean()。
doCreateBean() 的主要步骤（在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 中）：
java
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
// 1. 实例化 Bean（通过构造器或工厂方法）
BeanWrapper instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
// 2. 处理循环依赖：将 Bean 的早期引用暴露到三级缓存
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
// 3. 属性填充（依赖注入）
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 4. 初始化 Bean（执行各种 Aware 接口、BeanPostProcessor、init 方法）
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
// 5. 注册销毁回调（如 @PreDestroy）
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
return exposedObject;
}
核心子步骤源码分析
3.1 createBeanInstance()
-
根据
BeanDefinition选择合适的实例化策略：- 如果定义了工厂方法，使用工厂方法。
- 否则，通过构造器反射创建对象。若有多个构造器，根据参数匹配选择。
3.2 addSingletonFactory()
- 将 Bean 的早期引用（尚未填充属性）放入三级缓存（
singletonFactories），以便解决循环依赖。 - 当其他 Bean 引用当前 Bean 时，可以从三级缓存中获取其早期引用。
3.3 populateBean()
-
执行属性注入：
- 处理
@Autowired、@Resource、@Value等注解（通过AutowiredAnnotationBeanPostProcessor）。 - 处理 XML 配置中的
<property>标签。
- 处理
-
通过
BeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation钩子，允许修改属性注入前状态。
3.4 initializeBean()
-
依次执行：
- 调用
Aware方法（如BeanNameAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware等）。 - 执行
BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization（如@PostConstruct在此阶段被调用）。 - 执行自定义
init-method或InitializingBean.afterPropertiesSet()。 - 执行
BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization（AOP 代理在此生成，如AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator）。
- 调用
9. finishRefresh()
- 发布
ContextRefreshedEvent，启动生命周期相关组件。
四、关键源码位置速查
| 步骤 | 关键类 | 关键方法 |
|---|---|---|
| 容器刷新 | AbstractApplicationContext | refresh() |
| BeanDefinition 注册 | ConfigurationClassPostProcessor | postProcessBeanDefinitionRegistry() |
| Bean 实例化 | AbstractAutowireCapableBeanFactory | doCreateBean() |
| 依赖注入 | AbstractAutowireCapableBeanFactory | populateBean() |
| 循环依赖解决 | DefaultSingletonBeanRegistry | getSingleton()、三级缓存 |
| 初始化回调 | AbstractAutowireCapableBeanFactory | initializeBean() |
| AOP 代理生成 | AbstractAutoProxyCreator | postProcessAfterInitialization() |
五、总结
Spring IoC 容器的启动过程可以概括为：
- 配置加载：通过
BeanDefinitionReader读取配置，生成BeanDefinition并注册。 - 后处理器调用：执行
BeanFactoryPostProcessor对BeanDefinition进行修改（如占位符替换、配置类解析）。 - 注册后处理器：注册
BeanPostProcessor，为 Bean 创建做好准备。 - Bean 创建：通过
getBean()触发单例 Bean 的实例化，每个 Bean 经历：实例化 → 属性注入 → 初始化 → 生成代理（如果需要）。 - 销毁管理：容器关闭时，销毁单例 Bean。
