源码解析：Spring源码解析笔记（二）启动过程（上）

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环境搭建

import com.zhisan.spring.service.UserService;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MainXml {

    public static void main(String[] args) {

        // XML方式
        ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");

        UserService userService = applicationContext.getBean("userService", UserService.class);
        userService.login();

    }
}

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resource/spring.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:task="http://www.springframework.org/schema/task" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p" xmlns:cache="http://www.springframework.org/schema/cache"
       xsi:schemaLocation="
          http://www.springframework.org/schema/beans 
          http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">

    <bean id="userService" class="com.zhisan.spring.service.UserService"></bean>

</beans>
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package com.zhisan.spring.service;

public class UserService {

    public void login() {
        System.out.println("login");
    }

}

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.zhisan</groupId>
    <artifactId>spring-study</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>5.2.10.RELEASE</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>
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阅读

我们先省略掉XML部分的处理逻辑，我们把他分为处理前，处理后，处理中；而AbstractApplicationContext这个抽象类，就基本包含了大部分的处理中的操作逻辑，我们先从这个类入手，ClassPathXmlApplicationContext构造方法中打个断点，开始阅读！

我们先看看这个类的抽象类org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext的UML关系图。

抽象应用容器构造方法（AbstractApplicationContext）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#AbstractApplicationContext(org.springframework.context.ApplicationContext)

/**
 * Create a new AbstractApplicationContext with the given parent context.
 * @param parent the parent context
 */
public AbstractApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
	this();
	setParent(parent);
}
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设置了一些简单的参数，没有实际bean操作逻辑。

刷新（refresh）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh

没错，这次又来到了这个方法，我在源码解析：Spring Boot启动流程（一）文章中有对这部分简单的注释，我直接照搬过来。

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
	synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
		StartupStep contextRefresh = this.applicationStartup.start("spring.context.refresh");

		// 准备刷新
		// tip：一些设置参数，可不细看
		prepareRefresh();

		// 告诉子类刷新内部 bean 工厂
		// 获取刷新 bean 工厂
		ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

		// 准备 bean 工厂
		prepareBeanFactory(beanFactory);

		try {
			// 允许在上下文子类中对 bean 工厂进行后处理。
			// tip：这部分涉及Web服务器的启动，如servlet
			postProcessBeanFactory(beanFactory);

			StartupStep beanPostProcess = this.applicationStartup.start("spring.context.beans.post-process");
			// 调用在上下文中注册为 bean 的工厂处理器。
			invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

			// 注册拦截 bean 创建的 bean 处理器。
			registerBeanPostProcessors(beanFactory);
			beanPostProcess.end();

			// 初始化此上下文的消息源。
			initMessageSource();

			// 为此上下文初始化事件多播器。
			initApplicationEventMulticaster();

			// 初始化特定上下文子类中的其他特殊 bean。
			onRefresh();

			// 检查侦听器 bean 并注册它们。
			registerListeners();

			// 实例化所有剩余的（非延迟初始化）单例。
			finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

			// 最后一步：发布相应的事件。
			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();
			contextRefresh.end();
		}
	}
}
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这次我们对每个方法都进行深入的解析。

首先synchronized (this.startupShutdownMonitor)锁住“刷新”和“销毁”的同步监视器。
然后进入刷新前的准备阶段。

准备刷新（prepareRefresh）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#prepareRefresh

/**
 * 准备此上下文以进行刷新、设置其启动日期和活动标志以及执行属性源的任何初始化。
 */
protected void prepareRefresh() {
	// 记录启动时间
	this.startupDate = System.currentTimeMillis();
	// 设置关闭状态为false
	this.closed.set(false);
	// 切换容器的状态为激活
	this.active.set(true);

	// 判断当前是否启用了调试日志记录
	if (logger.isDebugEnabled()) {
		// 当前是否启用了跟踪日志记录
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Refreshing " + this);
		}
		else {
			logger.debug("Refreshing " + getDisplayName());
		}
	}

	// 在上下文环境中初始化任何占位符属性源
	// tip：没有实际作用，交给子类去实现。
	initPropertySources();

	// 验证所有标记为必需的属性都是可解析的：
	// 参见 ConfigurablePropertyResolver#setRequiredProperties
	// 这部分getEnvironment我省略了，主要看校验的逻辑。
	getEnvironment().validateRequiredProperties();

	// 存储预刷新应用程序侦听器
	if (this.earlyApplicationListeners == null) {
		this.earlyApplicationListeners = new LinkedHashSet<>(this.applicationListeners);
	}
	else {
		// 将本地应用程序侦听器重置为预刷新状态.
		this.applicationListeners.clear();
		this.applicationListeners.addAll(this.earlyApplicationListeners);
	}

	// 允许收集早期的 ApplicationEvents,
	// 一旦多播器可用就发布...
	this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<>();
}
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上面过了一个大概的流程，基本上大部分都是环境准备步骤，以上可以拆分的几个点如下：

• validateRequiredProperties 校验必须属性

验证必需的属性（validateRequiredProperties）

org.springframework.core.env.AbstractPropertyResolver#validateRequiredProperties

@Override
public void validateRequiredProperties() {
	// 缺失必须属性异常
	MissingRequiredPropertiesException ex = new MissingRequiredPropertiesException();
	for (String key : this.requiredProperties) {
		if (this.getProperty(key) == null) {
			ex.addMissingRequiredProperty(key);
		}
	}
	// 任何一个必须属性为空都会抛出异常
	if (!ex.getMissingRequiredProperties().isEmpty()) {
		throw ex;
	}
}
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继续往下阅读，基本环境准备就绪了，我们接下来就要创建一个bean工厂了。

获得Bean工厂（obtainFreshBeanFactory）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory

/**
 * Tell the subclass to refresh the internal bean factor.
 * @return the fresh BeanFactory instance
 * @see #refreshBeanFactory()
 * @see #getBeanFactory()
 */
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
	// 刷新bean工厂
	refreshBeanFactory();
	// 获得bean工厂
	return getBeanFactory();
}
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其中包含refreshBeanFactory这个方法，它用于创建和初始化bean工厂，以及bean定义的初始化。

刷新 Bean 工厂（refreshBeanFactory）

org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory

/**
 * 此实现执行此上下文的底层 bean 工厂的实际刷新，关闭先前的 bean 工厂（如果有）并为上下文生命周期的下一个阶段初始化一个新的 bean 工厂。
 */
@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
	// 是否存在bean工厂
	if (hasBeanFactory()) {
		// 销毁bean工厂
		destroyBeans();
		// 关闭bean工厂
		closeBeanFactory();
	}
	try {
		// 创建新的bean工厂（初始化工厂）
		DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
		// 设置ID
		beanFactory.setSerializationId(getId());
		// 自定义 Bean 工厂（可以忽略）
		customizeBeanFactory(beanFactory);
		// 加载bean定义（这里是注册bean定义的入口，可以深入研究）
		loadBeanDefinitions(beanFactory);
		// 设置bean工厂当前对象
		this.beanFactory = beanFactory;
	}
	catch (IOException ex) {
		throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
	}
}
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这部分有几个比较重要的几个方法要单独抽取出来解释：

• createBeanFactory（用于初始化bean工厂）
• loadBeanDefinitions（加载bean定义）
  • initBeanDefinitionReader（初始化bean定义阅读器）此处可以忽略
  • loadBeanDefinitions（加载bean定义）

总结

因为obtainFreshBeanFactory这个方法做了不少事情，所以我们做一个小小的总结。

• 创建bean工厂（beanFactory）
• 读取资源（这里是spring.xml文件）
• 加载bean定义（beanDefinitions）

以及几个用于注册bean定义的源码入口可以深入的去阅读。

• BeanDefinitionReaderUtils
• DefaultListableBeanFactory

最后返回一个beanFactory用于后面所有操作的bean工厂，也是这个方法的目的。

准备Bean工厂（prepareBeanFactory）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#prepareBeanFactory

/**
 * 配置工厂的标准上下文特征，例如上下文的 ClassLoader 和后处理器。
 */
protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
	// Tell the internal bean factory to use the context's class loader etc.
	beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());
	beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));
	beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));

	// Configure the bean factory with context callbacks.
	beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);
	beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);

	// BeanFactory interface not registered as resolvable type in a plain factory.
	// MessageSource registered (and found for autowiring) as a bean.
	beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
	beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);
	beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);
	beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);

	// Register early post-processor for detecting inner beans as ApplicationListeners.
	beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));

	// Detect a LoadTimeWeaver and prepare for weaving, if found.
	if (beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {
		beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));
		// Set a temporary ClassLoader for type matching.
		beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));
	}

	// Register default environment beans.
	if (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
		beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());
	}
	if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {
		beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());
	}
	if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
		beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());
	}
}
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一些默认参数的设置，不细究。

后置处理bean工厂（postProcessBeanFactory）

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#postProcessBeanFactory

这部分是预留的，用于扩展。

总结

上篇主要包含了如下几个内容。

• 环境准备
• 初始化bean工厂
• 读取资源（可以为xml或者注解方式）
• 加载bean定义

上篇到此，下篇会讲关于实例化和初始化相关入口。