SpringFramework核心 - IOC容器的实现 - 总结

标签: Spring技术内幕

1. 概述

Spring技术内幕第一章和第二章过了一遍,也做了一些笔记, 对IOC容器的实现有了一定皮毛理解,现在跟着源码再过一遍总结一下IOC容器的初始化,Bean的初始化的过程,做一下总结

IOC容器和简单工厂模式

在开始之前,先想想我们平时是怎么使用IOC容器为我们管理Bean的,假设我们要把下面的User类交给IOC容器管理

public class User {
    private String name;
    private int age;
    //...get/set
}

我们不想关心如何创建一个User对象实例的,仅仅在需要他的时候能拿到就行,将对象的创建和使用充分的解耦,在设计模式中工厂模式和这理念一致,而工厂就是Spring IOC设计中的容器;

BeanFactoryApplicationContext
Spring IOC容器设计中,有两个主要的容器系列,一个是实现BeanFactoreny接口的简单容器,他定义了IOC容器的基本功能规范;一个是ApplicationContext应用上下文,他作为容器的高级形态而存在,增加了许多面向框架的特性;除此之外还有其他许多IOC容器;
在这里插入图片描述
当我们使用的时候只需要通过容器的getBean方法获取实例即可

ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
User user = (User)applicationContext.getBean("user");
XML配置文件->Resource接口->策略模式

在上面获取到bean实例对象的前提是我们要给IOC容器中放入实例对象的定义,然后容器(工厂)才能帮我们创建/管理/销毁实例对象,这一点是由我们配置的xml配置文件完成的

//xml配置文件
<?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-3.0.xsd">
    <bean id="user" class="com.minifull.pojo.User">

    </bean>
</beans>

我们在配置文件中配置了bean的定义,由Spring来读取资源文件,但是问题来了,我们的资源文件可以以网络上的文件的形式存在,可能存放在类路径下,还有可能是存放在文件系统中;
通过sunAPI可以实现的资源访问,但是URL 类只能处理一些常规的资源访问问题,不能很好地满足所有底层资源访问的需要,比如,暂时还无法从类加载路径、或相对于 ServletContext 的路径来访问资源,而且 URL 接口还缺少一些有用的功能,比如检查所指向的资源是否存在等

Spring框架的资源访问Resource接口 ,该接口提供了更强的资源访问能力,他是具体资源访问策略的抽象,也是所有资源访问类所实现的接口

public interface Resource extends InputStreamSource {
	//资源是否存在
    boolean exists();
    
    //资源是否可读
    default boolean isReadable() {
        return true;
    }

	//资源所代表的句柄是否被一个stream打开了
    default boolean isOpen() {
        return false;
    }

	//是否为 File
    default boolean isFile() {
        return false;
    }

	//返回资源的URL的句柄
    URL getURL() throws IOException;

	//返回资源的URI的句柄
    URI getURI() throws IOException;

	//返回资源的File的句柄
    File getFile() throws IOException;

	//返回 ReadableByteChannel
    default ReadableByteChannel readableChannel() throws IOException {
        return Channels.newChannel(getInputStream());
    }

	//资源内容的长度
   	long contentLength() throws IOException;

	//资源最后的修改时间
    long lastModified() throws IOException;

	//根据资源的相对路径创建新资源
    Resource createRelative(String relativePath) throws IOException;

	//资源的文件名
    @Nullable
    String getFilename();

	//资源的描述
    String getDescription();

}

Resource 接口本身没有提供访问任何底层资源的实现逻辑,针对不同的底层资源,Spring 将会提供不同的 Resource 实现类,不同的实现类负责不同的资源访问逻辑,这就是设计模式中的设计模式
在这里插入图片描述

//FileSystemResource:
//对 java.io.File 类型资源的封装,只要是跟 File 打交道的,基本上与 FileSystemResource 也可以打交道。支持文件和 URL 的形式,实现 WritableResource 接口,且从 Spring Framework 5.0 开始,FileSystemResource 使用NIO.2 API进行读/写交互

//ByteArrayResource:
//对字节数组提供的数据的封装。如果通过 InputStream 形式访问该类型的资源,该实现会根据字节数组的数据构造一个相应的 ByteArrayInputStream。

//UrlResource:
//对 java.net.URL类型资源的封装。内部委派 URL 进行具体的资源操作。

//ClassPathResource:
//class path 类型资源的实现。使用给定的 ClassLoader 或者给定的 Class 来加载资源。

//InputStreamResource:
//将给定的 InputStream 作为一种资源的 Resource 的实现类
BeanDefinitionReaderBeanDefinition

上面说到Spring将把配置文件转换为Resource统一访问接口进行访问,读取资源文件中的配置信息;

对于这些信息的读取是通过BeanDefinitionReader完成的;

对于读取到的bean的定义信息,这些定义信息包含了如懒加载的,作用域等信息,为了完成对带有这些额外信息的bean的抽象,Spring提供了BeanDefinition类来抽象这些信息,以便于spring能够完美的实例化一个bean

除了上面这些,Spring IOC相关方面还涉及到单例模式,装饰者模式等,下面根据SpringIOC源码分析具体分析

2. 启动过程分析

IOC容器的初始化是通过refresh()方法来启动的,这个过程包括BeanDefinationResource定位,载入和注册三个过程,Spring把这三个过程分开,分别使用不同的模块完成;

我们先从FileSystemXmlApplicationContext的构造函数看起

public class FileSystemXmlApplicationContext extends AbstractXmlApplicationContext {
	/**
	 * 所有的构造方法最终都是来调用这个构造方法,其中的refresh()方法启动了IOC容器的初始化
	 */
	public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
			throws BeansException {
		super(parent);
		//根据提供的路径,处理成配置文件数组(以分号、逗号、空格、tab、换行符分割)
		//ClasspathResource res = new ClasspathResource("a.xml,b.xml");
		//ClasspathResource res = new ClasspathResource("new String(){'a.xml' , 'b.xml'}")
		setConfigLocations(configLocations);
		if (refresh) {
			refresh();
		}
	}
}

FileSystemXmlApplicationContext的构造方法中会调用refresh方法,refresh()AbstractApplicationContext提供的一个默认实现,它实现了容器初始化所经历的一系列的操作

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
   // 来个锁,不然 refresh() 还没结束,你又来个启动或销毁容器的操作,那不就乱套了嘛
   synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
      // 准备工作,记录下容器的启动时间、标记“已启动”状态、处理配置文件中的占位符
      prepareRefresh();

      // 这步比较关键,这步完成后,配置文件就会解析成一个个 Bean 定义,注册到 BeanFactory 中,
      // 当然,这里说的 Bean 还没有初始化,只是配置信息都提取出来了,
      // 注册也只是将这些信息都保存到了注册中心(说到底核心是一个 beanName-> beanDefinition 的 map)
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

      // 设置 BeanFactory 的类加载器,添加几个 BeanPostProcessor,手动注册几个特殊的 bean
      // 这块待会会展开说
      prepareBeanFactory(beanFactory);

      try {
         // 【这里需要知道 BeanFactoryPostProcessor 这个知识点,Bean 如果实现了此接口,
         // 那么在容器初始化以后,Spring 会负责调用里面的 postProcessBeanFactory 方法。】

         // 这里是提供给子类的扩展点,到这里的时候,所有的 Bean 都加载、注册完成了,但是都还没有初始化
         // 具体的子类可以在这步的时候添加一些特殊的 BeanFactoryPostProcessor 的实现类或做点什么事
         postProcessBeanFactory(beanFactory);
         // 调用 BeanFactoryPostProcessor 各个实现类的 postProcessBeanFactory(factory) 方法
         invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

         // 注册 BeanPostProcessor 的实现类,注意看和 BeanFactoryPostProcessor 的区别
         // 此接口两个方法: postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization
         // 两个方法分别在 Bean 初始化之前和初始化之后得到执行。注意,到这里 Bean 还没初始化
         registerBeanPostProcessors(beanFactory);

         // 初始化当前 ApplicationContext 的 MessageSource,国际化这里就不展开说了,不然没完没了了
         initMessageSource();

         // 初始化当前 ApplicationContext 的事件广播器,这里也不展开了
         initApplicationEventMulticaster();

         // 从方法名就可以知道,典型的模板方法(钩子方法),
         // 具体的子类可以在这里初始化一些特殊的 Bean(在初始化 singleton beans 之前)
         onRefresh();

         // 注册事件监听器,监听器需要实现 ApplicationListener 接口。这也不是我们的重点,过
         registerListeners();

         // 重点,重点,重点
         // 初始化所有的 singleton beans
         //(lazy-init 的除外)
         finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

         // 最后,广播事件,ApplicationContext 初始化完成
         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 singleton 的 Beans,以免有些 bean 会一直占用资源
         destroyBeans();

         // Reset 'active' flag.
         cancelRefresh(ex);

         // 把异常往外抛
         throw ex;
      }

      finally {
         // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
         // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
         resetCommonCaches();
      }
   }
}

下面,我们开始一步步来肢解这个 refresh() 方法

创建 Bean 容器前的准备工作
protected void prepareRefresh() {
   // 记录启动时间,
   // 将 active 属性设置为 true,closed 属性设置为 false,它们都是 AtomicBoolean 类型
   this.startupDate = System.currentTimeMillis();
   this.closed.set(false);
   this.active.set(true);

   if (logger.isInfoEnabled()) {
      logger.info("Refreshing " + this);
   }

   // Initialize any placeholder property sources in the context environment
   initPropertySources();

   // 校验 xml 配置文件
   getEnvironment().validateRequiredProperties();

   this.earlyApplicationEvents = new LinkedHashSet<ApplicationEvent>();
}
创建 Bean 容器,加载并注册 Bean

refresh()方法中又调用了obtainFreshBeanFactory()方法, 资源的定位和载入就发生在obtainFreshBeanFactory()方法里面

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
   // 关闭旧的 BeanFactory (如果有),创建新的 BeanFactory,加载 Bean 定义、注册 Bean 等等
   //使用委派模式,父类只是定义了方法,具体实现交给子类
   refreshBeanFactory();

   // 返回刚刚创建的 BeanFactory
   ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
   if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
   }
   return beanFactory;
}

obtainFreshBeanFactory()方法会调用到一个模板方法refreshBeanFactory(),这个方法由实现了ApplicationContext的子类去提供,用于定制自己想要的BeanFactroy,在FileSystemXmlApplicationContext所调用的是处于这个继承分支上其父类AbstractRefreshableApplicationContext所提供的默认实现,如下:

@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
   // 如果 ApplicationContext 中已经加载过 BeanFactory 了,销毁所有 Bean,关闭 BeanFactory
   // 注意,应用中 BeanFactory 本来就是可以多个的,这里可不是说应用全局是否有 BeanFactory,而是当前
   // ApplicationContext 是否有 BeanFactory
   if (hasBeanFactory()) {
      destroyBeans();
      closeBeanFactory();
   }
   try {
      // 初始化一个 DefaultListableBeanFactory
      DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
      // 用于 BeanFactory 的序列化,我想不部分人应该都用不到
      beanFactory.setSerializationId(getId());

      // 下面这两个方法很重要
      // 设置 BeanFactory 的两个配置属性:是否允许 Bean 覆盖、是否允许循环引用
      customizeBeanFactory(beanFactory);

      // 加载 Bean 到 BeanFactory 中
      loadBeanDefinitions(beanFactory);
      synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
         this.beanFactory = beanFactory;
      }
   }
   catch (IOException ex) {
      throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
   }
}

从这里可以看出,ApplicationContext 继承自 BeanFactory,但是它不应该被理解为 BeanFactory 的实现类,而是说其内部持有一个实例化的 BeanFactoryDefaultListableBeanFactory);以后所有的 BeanFactory 相关的操作其实是委托给这个实例来处理的;

关于DefaultListableBeanFactory ,他BeanFactory的最终的默认实现类,实际上包含了IOC容器所具有的重要功能,也就是说它可以作为一个默认的功能完整的IOC容器来使用

customizeBeanFactory

customizeBeanFactory(beanFactory) 比较简单,就是配置是否允许 BeanDefinition 覆盖、是否允许循环引用

protected void customizeBeanFactory(DefaultListableBeanFactory beanFactory) {
   if (this.allowBeanDefinitionOverriding != null) {
      // 是否允许 Bean 定义覆盖
      //在配置文件中定义 bean 时使用了相同的 id 或 name,默认情况下,allowBeanDefinitionOverriding 属性为 null,如果在同一配置文件中重复了,会抛错,但是如果不是同一配置文件中,会发生覆盖
      beanFactory.setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
   }
   if (this.allowCircularReferences != null) {
      // 是否允许 Bean 间的循环依赖
      beanFactory.setAllowCircularReferences(this.allowCircularReferences);
   }
}
加载 Bean: loadBeanDefinitions

接下来是最重要的 loadBeanDefinitions(beanFactory) 方法了,这个方法将根据配置,加载各个 Bean,然后放到 BeanFactory

  • 所谓加载Bena实际上就是构建BeanDefination
  • 所谓这个方法将根据配置,加载各个 Bean实际上是委托给读取器XmlBeanDefinitionReader做的
  • 所谓放到 BeanFactory 中实际上就是存放在BeanFactory的一个Map
//TODO 明天整理

前面已经初始化了 Bean 容器,<bean /> 配置也相应的转换为了一个个 BeanDefinition,然后注册了各个 BeanDefinition 到注册中心,并且发送了注册事件

Bean 容器实例化完成后

说到这里,我们回到 refresh() 方法,我重新贴了一遍代码,看看我们说到哪了,是的,我们才说完 obtainFreshBeanFactory() 方法

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
   // 来个锁,不然 refresh() 还没结束,你又来个启动或销毁容器的操作,那不就乱套了嘛
   synchronized (this.startupShutdownMonitor) {

      // 准备工作,记录下容器的启动时间、标记“已启动”状态、处理配置文件中的占位符
      prepareRefresh();

      // 这步比较关键,这步完成后,配置文件就会解析成一个个 Bean 定义,注册到 BeanFactory 中,
      // 当然,这里说的 Bean 还没有初始化,只是配置信息都提取出来了,
      // 注册也只是将这些信息都保存到了注册中心(说到底核心是一个 beanName-> beanDefinition 的 map)
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

      // 设置 BeanFactory 的类加载器,添加几个 BeanPostProcessor,手动注册几个特殊的 bean
      // 这块待会会展开说
      prepareBeanFactory(beanFactory);

      try {
         // 【这里需要知道 BeanFactoryPostProcessor 这个知识点,Bean 如果实现了此接口,
         // 那么在容器初始化以后,Spring 会负责调用里面的 postProcessBeanFactory 方法。】

         // 这里是提供给子类的扩展点,到这里的时候,所有的 Bean 都加载、注册完成了,但是都还没有初始化
         // 具体的子类可以在这步的时候添加一些特殊的 BeanFactoryPostProcessor 的实现类或做点什么事
         postProcessBeanFactory(beanFactory);
         // 调用 BeanFactoryPostProcessor 各个实现类的 postProcessBeanFactory(factory) 回调方法
         invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);          



         // 注册 BeanPostProcessor 的实现类,注意看和 BeanFactoryPostProcessor 的区别
         // 此接口两个方法: postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization
         // 两个方法分别在 Bean 初始化之前和初始化之后得到执行。这里仅仅是注册,之后会看到回调这两方法的时机
         registerBeanPostProcessors(beanFactory);

         // 初始化当前 ApplicationContext 的 MessageSource,国际化这里就不展开说了,不然没完没了了
         initMessageSource();

         // 初始化当前 ApplicationContext 的事件广播器,这里也不展开了
         initApplicationEventMulticaster();

         // 从方法名就可以知道,典型的模板方法(钩子方法),不展开说
         // 具体的子类可以在这里初始化一些特殊的 Bean(在初始化 singleton beans 之前)
         onRefresh();

         // 注册事件监听器,监听器需要实现 ApplicationListener 接口。这也不是我们的重点,过
         registerListeners();

         // 重点,重点,重点
         // 初始化所有的 singleton beans
         //(lazy-init 的除外)
         finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

         // 最后,广播事件,ApplicationContext 初始化完成,不展开
         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 singleton 的 Beans,以免有些 bean 会一直占用资源
         destroyBeans();

         // Reset 'active' flag.
         cancelRefresh(ex);

         // 把异常往外抛
         throw ex;
      }

      finally {
         // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
         // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
         resetCommonCaches();
      }
   }
}
准备 Bean 容器: prepareBeanFactory

Spring 把我们在 xml 配置的 bean 都注册以后,会"手动"注册一些特殊的 bean;这里简单介绍下 prepareBeanFactory(factory) 方法

/**
 * Configure the factory's standard context characteristics,
 * such as the context's ClassLoader and post-processors.
 * @param beanFactory the BeanFactory to configure
 */
protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
   // 设置 BeanFactory 的类加载器,我们知道 BeanFactory 需要加载类,也就需要类加载器,
   // 这里设置为加载当前 ApplicationContext 类的类加载器
   beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());

   // 设置 BeanExpressionResolver
   beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));
   // 
   beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));

   // 添加一个 BeanPostProcessor,这个 processor 比较简单:
   // 实现了 Aware 接口的 beans 在初始化的时候,这个 processor 负责回调,
   // 这个我们很常用,如我们会为了获取 ApplicationContext 而 implement ApplicationContextAware
   // 注意:它不仅仅回调 ApplicationContextAware,
   //   还会负责回调 EnvironmentAware、ResourceLoaderAware 等,看下源码就清楚了
   beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));

   // 下面几行的意思就是,如果某个 bean 依赖于以下几个接口的实现类,在自动装配的时候忽略它们,
   // Spring 会通过其他方式来处理这些依赖。
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);
   beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);

   /**
    * 下面几行就是为特殊的几个 bean 赋值,如果有 bean 依赖了以下几个,会注入这边相应的值,
    * 之前我们说过,"当前 ApplicationContext 持有一个 BeanFactory",这里解释了第一行。
    * ApplicationContext 还继承了 ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、MessageSource
    * 所以对于这几个依赖,可以赋值为 this,注意 this 是一个 ApplicationContext
    * 那这里怎么没看到为 MessageSource 赋值呢?那是因为 MessageSource 被注册成为了一个普通的 bean
    */
   beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);
   beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);

   // 这个 BeanPostProcessor 也很简单,在 bean 实例化后,如果是 ApplicationListener 的子类,
   // 那么将其添加到 listener 列表中,可以理解成:注册 事件监听器
   beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));

   // 这里涉及到特殊的 bean,名为:loadTimeWeaver,这不是我们的重点,忽略它
   // tips: ltw 是 AspectJ 的概念,指的是在运行期进行织入,这个和 Spring AOP 不一样,
   //    感兴趣的读者请参考我写的关于 AspectJ 的另一篇文章 https://www.javadoop.com/post/aspectj
   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()));
   }

   /**
    * 从下面几行代码我们可以知道,Spring 往往很 "智能" 就是因为它会帮我们默认注册一些有用的 bean,
    * 我们也可以选择覆盖
    */

   // 如果没有定义 "environment" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
   if (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());
   }
   // 如果没有定义 "systemProperties" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
   if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());
   }
   // 如果没有定义 "systemEnvironment" 这个 bean,那么 Spring 会 "手动" 注册一个
   if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
      beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());
   }
}

在上面这块代码中,Spring 对一些特殊的 bean 进行了处理

初始化所有的 singleton beans

到目前为止,应该说 BeanFactory 已经创建完成,并且所有的实现了 BeanFactoryPostProcessor 接口的 Bean 都已经初始化并且其中的 postProcessBeanFactory(factory) 方法已经得到回调执行了。而且 Spring 已经“手动”注册了一些特殊的 Bean,如 environmentsystemProperties 等。

剩下的就是初始化 singleton beans 了,我们知道它们是单例的,如果没有设置懒加载,那么 Spring 会在接下来初始化所有的 singleton beans

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)方法会负责初始化所有的单例Bean

// 初始化剩余的 singleton beans
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {

   // 首先,初始化名字为 conversionService 的 Bean
   // 注意了,初始化的动作包装在 beanFactory.getBean(...) 中,这里先不说细节,先往下看吧
   if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
         beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
      beanFactory.setConversionService(
            beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
   }

   // Register a default embedded value resolver if no bean post-processor
   // (such as a PropertyPlaceholderConfigurer bean) registered any before:
   // at this point, primarily for resolution in annotation attribute values.
   if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
      beanFactory.addEmbeddedValueResolver(new StringValueResolver() {
         @Override
         public String resolveStringValue(String strVal) {
            return getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal);
         }
      });
   }

   // 先初始化 LoadTimeWeaverAware 类型的 Bean
   // 之前也说过,这是 AspectJ 相关的内容,放心跳过吧
   String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
   for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
      getBean(weaverAwareName);
   }

   // Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
   beanFactory.setTempClassLoader(null);

   // 没什么别的目的,因为到这一步的时候,Spring 已经开始预初始化 singleton beans 了,
   // 肯定不希望这个时候还出现 bean 定义解析、加载、注册。
   beanFactory.freezeConfiguration();

   // 开始初始化
   beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
preInstantiateSingletons
@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
   if (this.logger.isDebugEnabled()) {
      this.logger.debug("Pre-instantiating singletons in " + this);
   }
   // this.beanDefinitionNames 保存了所有的 beanNames
   List<String> beanNames = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames);

   // 下面这个循环,触发所有的非懒加载的 singleton beans 的初始化操作
   for (String beanName : beanNames) {

      // 合并父 Bean 中的配置,注意 <bean id="" class="" parent="" /> 中的 parent,用的不多吧
      RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);

      // 非抽象、非懒加载的 singletons。如果配置了 'abstract = true',那是不需要初始化的
      if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
         // 处理 FactoryBean(读者如果不熟悉 FactoryBean,请移步附录区了解)
         if (isFactoryBean(beanName)) {
            // FactoryBean 的话,在 beanName 前面加上 ‘&’ 符号。再调用 getBean,getBean 方法别急
            final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
            // 判断当前 FactoryBean 是否是 SmartFactoryBean 的实现,此处忽略,直接跳过
            boolean isEagerInit;
            if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
               isEagerInit = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Boolean>() {
                  @Override
                  public Boolean run() {
                     return ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit();
                  }
               }, getAccessControlContext());
            }
            else {
               isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
                     ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
            }
            if (isEagerInit) {

               getBean(beanName);
            }
         }
         else {
            // 对于普通的 Bean,只要调用 getBean(beanName) 这个方法就可以进行初始化了
            getBean(beanName);
         }
      }
   }

   // 到这里说明所有的非懒加载的 singleton beans 已经完成了初始化
   // 如果我们定义的 bean 是实现了 SmartInitializingSingleton 接口的,那么在这里得到回调,忽略
   for (String beanName : beanNames) {
      Object singletonInstance = getSingleton(beanName);
      if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
         final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
         if (System.getSecurityManager() != null) {
            AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
               @Override
               public Object run() {
                  smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
                  return null;
               }
            }, getAccessControlContext());
         }
         else {
            smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
         }
      }
   }
}

接下来,我们就进入到 getBean(beanName) 方法了,这个方法我们经常用来从 BeanFactory 中获取一个 Bean,而初始化的过程也封装到了这个方法里

getBean(beanName)
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
   return doGetBean(name, null, null, false);
}

// 我们在剖析初始化 Bean 的过程,但是 getBean 方法我们经常是用来从容器中获取 Bean 用的,注意切换思路,
// 已经初始化过了就从容器中直接返回,否则就先初始化再返回
@SuppressWarnings("unchecked")
protected <T> T doGetBean(
      final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
      throws BeansException {
   // 获取一个 “正统的” beanName,处理两种情况,一个是前面说的 FactoryBean(前面带 ‘&’),
   // 一个是别名问题,因为这个方法是 getBean,获取 Bean 用的,你要是传一个别名进来,是完全可以的
   final String beanName = transformedBeanName(name);

   // 注意跟着这个,这个是返回值
   Object bean; 

   // 检查下是不是已经创建过了
   Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

   // 这里说下 args 呗,虽然看上去一点不重要。前面我们一路进来的时候都是 getBean(beanName),
   // 所以 args 传参其实是 null 的,但是如果 args 不为空的时候,那么意味着调用方不是希望获取 Bean,而是创建 Bean
   if (sharedInstance != null && args == null) {
      if (logger.isDebugEnabled()) {
         if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
            logger.debug("...");
         }
         else {
            logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
         }
      }
      // 下面这个方法:如果是普通 Bean 的话,直接返回 sharedInstance,
      // 如果是 FactoryBean 的话,返回它创建的那个实例对象
      // (FactoryBean 知识,读者若不清楚请移步附录)
      bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
   }

   else {
      if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
         // 创建过了此 beanName 的 prototype 类型的 bean,那么抛异常,
         // 往往是因为陷入了循环引用
         throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
      }

      // 检查一下这个 BeanDefinition 在容器中是否存在
      BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
      if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
         // 如果当前容器不存在这个 BeanDefinition,试试父容器中有没有
         String nameToLookup = originalBeanName(name);
         if (args != null) {
            // 返回父容器的查询结果
            return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
         }
         else {
            // No args -> delegate to standard getBean method.
            return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
         }
      }

      if (!typeCheckOnly) {
         // typeCheckOnly 为 false,将当前 beanName 放入一个 alreadyCreated 的 Set 集合中。
         markBeanAsCreated(beanName);
      }

      /*
       * 稍稍总结一下:
       * 到这里的话,要准备创建 Bean 了,对于 singleton 的 Bean 来说,容器中还没创建过此 Bean;
       * 对于 prototype 的 Bean 来说,本来就是要创建一个新的 Bean。
       */
      try {
         final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
         checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);

         // 先初始化依赖的所有 Bean,这个很好理解。
         // 注意,这里的依赖指的是 depends-on 中定义的依赖
         String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
         if (dependsOn != null) {
            for (String dep : dependsOn) {
               // 检查是不是有循环依赖,这里的循环依赖和我们前面说的循环依赖又不一样,这里肯定是不允许出现的,不然要乱套了,读者想一下就知道了
               if (isDependent(beanName, dep)) {
                  throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
                        "Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
               }
               // 注册一下依赖关系
               registerDependentBean(dep, beanName);
               // 先初始化被依赖项
               getBean(dep);
            }
         }

         // 如果是 singleton scope 的,创建 singleton 的实例
         if (mbd.isSingleton()) {
            sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
               @Override
               public Object getObject() throws BeansException {
                  try {
                     // 执行创建 Bean,详情后面再说
                     return createBean(beanName, mbd, args);
                  }
                  catch (BeansException ex) {
                     destroySingleton(beanName);
                     throw ex;
                  }
               }
            });
            bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
         }

         // 如果是 prototype scope 的,创建 prototype 的实例
         else if (mbd.isPrototype()) {
            // It's a prototype -> create a new instance.
            Object prototypeInstance = null;
            try {
               beforePrototypeCreation(beanName);
               // 执行创建 Bean
               prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
            }
            finally {
               afterPrototypeCreation(beanName);
            }
            bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
         }

         // 如果不是 singleton 和 prototype 的话,需要委托给相应的实现类来处理
         else {
            String scopeName = mbd.getScope();
            final 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, new ObjectFactory<Object>() {
                  @Override
                  public Object getObject() throws BeansException {
                     beforePrototypeCreation(beanName);
                     try {
                        // 执行创建 Bean
                        return createBean(beanName, mbd, args);
                     }
                     finally {
                        afterPrototypeCreation(beanName);
                     }
                  }
               });
               bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
            }
            catch (IllegalStateException ex) {
               throw new BeanCreationException(beanName,
                     "Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; consider " +
                     "defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
                     ex);
            }
         }
      }
      catch (BeansException ex) {
         cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
         throw ex;
      }
   }

   // 最后,检查一下类型对不对,不对的话就抛异常,对的话就返回了
   if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
      try {
         return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
      }
      catch (TypeMismatchException ex) {
         if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
                  ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
         }
         throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
      }
   }
   return (T) bean;
}

接下来当然是分析 createBean 方法

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