Spring源码分析(5)——ApplicationContext

Spring源码中最重要的一章之一，将分析Spring的核心：ApplicationContext。Bean的扫描、注册等基本上所有功能都是在这里实现的初始化。

一、待分析的源码

前面说的一直都是BeanFactory的东西，感觉BeanFactory已经把能做的都做了，那么ApplicationContext能做些什么呢？

简单一点说：ApplicationContext包含BeanFactory的所有功能，通常建议比BeanFactory优先。（个人感觉其实ApplicationContext就是一层壳，所有事情都委托给BeanFactory来做了，它只是做了初始化配置而已）

本文流程都围绕以下代码展开，代码和之前研究BeanFactory的时候基本一模一样，只是将XmlBeanFactory替换成了ClassPathXmlApplicationContext，他们又有什么区别呢？

bean.xml

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

    <bean id="student" class="com.example.methodlog.Student" />
</beans>

Main.java

public static void main(String[] args) {
    //BeanFactory bf = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("bean.xml"));
    ClassPathXmlApplicationContext bf = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
    Student student = (Student) bf.getBean("student");
}

二、ApplicationContext的refresh方法

无论从ClassPathXmlApplicationContext类的哪个构造方法进入，最终都会进入AbstractApplicationContext类的refresh()方法，这个方法是研究ApplicationContext最重要的方法，务必记住它。

AbstractApplicationContext.java

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // 准备刷新的上下文环境
        prepareRefresh();
        // 初始化BeanFactory，并进行XML文件读取
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        // 对BeanFactory进行各种功能填充
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            // 子类覆盖方法做额外的处理
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // 激活各种BeanFactoryPostProcessor，基本上所有注解和Bean的扫描都是在这完成的。
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // 注册各种BeanPostProcessor，这里只是注册，真正的调用是在getBean的时候
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // 为上下文初始化Message源
            initMessageSource();
            // 初始化应用消息广播器
            initApplicationEventMulticaster();
            // 留给子类来初始化其他的Bean
            onRefresh();
            // 在所有注册的bean中查找注册Listener Bean
            registerListeners();
            // 初始化剩下的非懒加载的单例
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            // 完成刷新过程
            finishRefresh();
        }
......
    }
}

AbstractApplicationContext类中调用了一系列方法，看着十分清晰，这里对最重要的几个方法进行分析。

obtainFreshBeanFactory方法

创建或获取BeanFactory。在Spring项目中，会创建一个DefaultListableBeanFactory，并对其中配置的xml文件进行读取和Bean注册；在SpringBoot项目中，会复用之前创建的DefaultListableBeanFactory，且不会对xml文件进行读取。

invokeBeanFactoryPostProcessors方法

在Spring容器中找出实现了BeanFactoryPostProcessor接口的类并按一定的顺序执行。

在Spring项目中，obtainFreshBeanFactory方法在扫描到xml文件中的<context:component-scan>标签时，调用AnnotationConfigUtils向BeanDefinitionMap中注册ConfigurationClassPostProcessor、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor等几个特别重要的类；而SpringBoot项目中，容器类型是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，而这个类初始化了AnnotatedBeanDefinitionReader，这个类也调用了AnnotationConfigUtils往BeanDefinitionMap中注册了ConfigurationClassPostProcessor、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor等几个特别重要的类。

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor分别实现对@Autowired、@Resource注解的支持，这个在之前已经说过了，他们会在Bean实例化后被调用。

而ConfigurationClassPostProcessor会在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中首先执行，这个类会去找有@Configuration注解的Bean，然后使用ConfigurationClassParser去解析这个类，解析内容包含@PropertySources、@ComponentScans、@Import、@ImportResource、@Bean这几个注解。

值得注意的是，ConfigurationClassPostProcessor在Bean中解析到@ComponentScans注解时，会对该注解中标注的包进行扫描，扫描包中所有包含@Component的类，并将扫描到的类注册到BeanDefinitionMap中，@Controller、@Service、@Repository等几个注解也标注了@Component注解，所以也会被注册为Bean。ConfigurationClassPostProcessor也会将扫描出来@Bean注解的方法，放到BeanDefinitionMap中来实现了Bean的注册。@ImportResource同理，其中配置的xml文件也会在此被扫描。注意，这些Bean只是注册了，并还未实例化，实际实例化Bean是在后面的finishBeanFactoryInitialization方法中。

综上，invokeBeanFactoryPostProcessors通过调用ConfigurationClassPostProcessor完成了对@Component、@Controller、@Service、@Repository、@Bean等注解的扫描和Bean注册。而ConfigurationClassPostProcessor的注册是在ApplicationContext创建时进行的。

registerBeanPostProcessors方法

从Spring容器中找出实现了BeanPostProcessor接口的Bean，然后设置到BeanFactory的beanPostProcessors变量中。

容器在创建时已经注册了一些实现BeanPostProcessor的Bean，但这些Bean只是BeanDefinition，还未实例化。registerBeanPostProcessors方法会实例化这些Bean，然后放到专门的beanPostProcessors变量中。

onRefresh方法

一个模板方法，不同的容器会有不同的实现。

Spring的XmlWebApplicationContext容器未做什么我们关心的事。

SpringBoot的AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext容器会在此处启动内置的Servlet容器，如Tomcat、Jetty。

finishBeanFactoryInitialization方法

实例化所有预加载的Bean，刚才注册的BeanPostProcessor就会在实例化Bean的时候生效。

三、总结

ApplicationContext的关键方法是refresh()方法。
Spring项目中，obtainFreshBeanFactory方法完成了配置的xml文件的读取和Bean的注册。
基本上所有常见注解的扫描和Bean的注册，都是在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中完成的。包括@Component、@Controller、@Service、@Repository、@Bean、@ImportResource注解解析出来的Bean，都会在此完成注册，但未实例化。
registerBeanPostProcessors方法会将创建容器时注册的BeanPostProcessor Bean，放到专门的beanPostProcessors变量中。AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor分别在实例化Bean时实现对@Autowired、@Resource注解的支持。
SpringBoot在onRefresh方法完成内置Servlet容器的启动。
大多数预加载的Bean都是在finishBeanFactoryInitialization方法中完成，通过调用BeanFactory的getBean方法实现。

# Spring源码

Spring源码分析(5)——ApplicationContext

一、待分析的源码

二、ApplicationContext的refresh方法

三、总结

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