Spring启动过程分析.番外(Bean的实例化过程)

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Bean的示例化在Spring的启动过程中基本上算是最后的步骤。经过了前面BeanDefinitionRegistryPostProcesser和BeanFactoryPostProcessor注册BeanDefintion，registerBeanPostProcessors方法注册BeanPostProcessor。到了最后实例化的过程。

实例化的过程经过一下几层调用：
AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization -> DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons ->
AbstractBeanFactory.getBean ->
AbstractBeanFactory.doGetBean

简单来说就是先获取当前所有的beanDefinitionNames，根据beanDefinitionNames调用AbstractBeanFactory.doGetBean来实例化bean。

OK，我们来分析一下doGetBean的过程，这是一个复杂的过程。

首先调用getSingleton方法在已注册的单例列表中寻找给定名称的单例并返回。

如果返回的不是null，说明这个bean已经注册为单例了，于是调用getObjectForBeanInstance返回给定bean实例的对象，如果是FactoryBean则返回它创建的对象，否则返回bean实例本身。

如果getSingleton方法返回的是null，则说明这个bean没有被注册为单例。于是开始另外的步骤：

  1. 调用getParentBeanFactory方法返回父级bean factory。如果父级bean factory不为null，则调用父级bean factory的getBean方法来获取bean并返回。
  2. 调用getMergedLocalBeanDefinition来获取bean definition。
  3. 调用BeanDefinition.getDependsOn方法获取这个bean依赖的bean的名称。如果依赖的bean不为空，则调用registerDependentBean来注册这个bean所依赖的bean，这样当这个bean被销毁时同时销毁这些依赖的bean。然后调用getBean来实例化这些依赖的bean
  4. 如果bean是单例。调用getSingleton方法返回该bean的单例，接着调用getObjectForBeanInstance返回给定bean实例的对象，如果是FactoryBean则返回它创建的对象，否则返回bean实例本身。
  5. 如果bean是原型(prototype)。先调用beforePrototypeCreation执行原型创建前的回调，然后调用createBean创建bean实例，接着调用afterPrototypeCreation执行原型创建后的回调。最后调用getObjectForBeanInstance返回给定bean实例的对象，如果是FactoryBean则返回它创建的对象，否则返回bean实例本身。
  6. 如果bean既不是单例也不是原型，则在其scopesmap中获取另外的scope，然后调用scope的get方法获取bean实例，最后调用getObjectForBeanInstance返回给定bean实例的对象，如果是FactoryBean则返回它创建的对象，否则返回bean实例本身。

DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton

bean的实例化过程中最核心的方法是：getSingleton，其中的调用方式是：

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sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
	@Override
	public Object getObject() throws BeansException {
		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;
		}
	}
});

可以看到调用getSingleton方法的同时传入一个ObjectFactory，其中getObject方法中调用createBean方法来创建bean实例。

首先来看getSingleton本身：

  1. 首先从beanFactory的singletonObjects中获取相应名称的单例bean。如果返回的单例bean不为null则直接返回，否则进入后面的步骤。
  2. 调用beforeSingletonCreation执行单例创建前的回调
  3. 调动singletonFactory.getObject方法获得单例实例
  4. 调用afterSingletonCreation执行单例创建后的回调
  5. 调用addSingleton方法将给定的单例对象添加到factory的单例缓存中

createBean

可以看到创建单例的过程中最核心的步骤是调用singletonFactory.getObject方法获得单例实例，而getObject调用的是AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean方法创建bean实例。

我们来分析一下这个核心方法：

  1. 调用resolveBeanClass方法，确保bean class被真正地解析。然后克隆一份bean definition
  2. 调用AbstractBeanDefinition.prepareMethodOverrides方法，验证并准备方法重写。
  3. 调用resolveBeforeInstantiation方法，在bean初始化前调用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInstantiation。如果调用postProcessBeforeInstantiation方法之后返回了一个非null的bean，则马上调用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法，如果这1次/2次调用之后返回的bean非null，则返回这个bean。否则进入下面的步骤。
  4. 最后调用doCreateBean方法，得到创建的实例并返回

doCreateBean

这是真正创建bean的方法。它的步骤如下：

  1. 调用createBeanInstance方法，为特定的bean创建一个新的实例，使用恰当的实例化策略：工程方法，构造函数自动装配，简单实例化
  2. 根据createBeanInstance方法返回的BeanWrapper类型，获取对实例象以及对象Class
  3. 对bean定义调用MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition方法
  4. 调用populateBean，使用bean definition中的属性值来填充bean实例
  5. 调用initializeBean，初始化给定的bean实例，包括调用factory的回调，以及init方法和bean post processor
  6. 最后调用registerDisposableBeanIfNecessary

下面分别对用到的几个核心方法做分析

createBeanInstance
  1. 调用resolveBeanClass确保bean class已经被解析过了。
  2. 如果bean中有工厂方法，则返回调用instantiateUsingFactoryMethod方法返回使用工厂方法实例化的bean。否则进入下面的步骤
  3. 如果bean基于构造器的依赖关系，则调用autowireConstructor方法使用构造器实例化bean并返回
  4. 否则，调用instantiateBean使用默认的构造器实例化给定的bean并返回
populateBean
  1. 调用getPropertyValues方法获取属性值
  2. 调用InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation来处理实例化之后的bean
  3. 如果bean是通过名称进行依赖注入的，则调用autowireByName填充缺失的属性值；如果bean是通过类型进行依赖注入的，则调用autowireByType填充缺失的属性值。
  4. 调用InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues在属性值被赋予bean之前处理给定的属性值
  5. 最后调用applyPropertyValues应用属性值
initializeBean
  1. 调用invokeAwareMethods。如果bean实现了BeanNameAware接口，调用setBeanName设置bean名称；如果bean实现了BeanClassLoaderAware接口，调用setBeanClassLoader设置classLoader；如果bean实现了BeanFactoryAware接口，调用setBeanFactory设置beanFactory
  2. 调用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法
  3. 调用invokeInitMethods，检查bean是否实现了InitializingBean，或者自定义了一个init方法，如果有则调用必要的回调函数。
  4. 调用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法