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容器初始化及SpringBean加载过程

对于Spring项目，应用上下文又常叫做Spring容器。

1. 创建Spring容器

Spring容器类型：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

容器中会生成一个DefaultListableBeanFactory类型的对象（下文简称beanFactory）。

DefaultListableBeanFactory继承了DefaultSingletonBeanRegistry。DefaultSingletonBeanRegistry就是Spring Bean管理的关键。

DefaultSingletonBeanRegistry继承了SimpleAliasRegistry并实现SingletonBeanRegistry，使得它既有别名注册的功能，又有单例bean注册的功能。它是一个通用的存储共享bean实例的地方。

• AliasRegistry：提供别名注册的接口。
• SimpleAliasRegistry：它简单地实现了AliasRegistry接口。
• SingletonBeanRegistry：提供单例bean注册的接口。

创建Spring容器这个过程目前还未创建任何Spring管理的Bean实例。

2. 获取异常报告器

注册的SpringBean：

• autoConfigurationReport -> ConditionEvaluationReport（条件评估报告）。

  记录自动化配置过程中条件匹配的详细信息及日志信息。
  

3. 准备Spring容器

注册的SpringBean：

• springApplicationArguments -> DefaultApplicationArguments
• org.springframework.boot.context.ContextIdApplicationContextInitializer$ContextId -> ContextIdApplicationContextInitializer$ContextId
• springBootLoggingSystem -> LogbackLoggingSystem
• springBootBanner -> SpringApplicationBannerPrinter$PrintedBanner
• springBootLogFile -> LogFile
• springBootLoggerGroups -> LoggerGroups
  

4. 刷新Spring容器

1. 准备刷新

   prepareRefresh()

   刷新上下文环境，初始化上下文环境，对系统的环境便利或者系统属性进行准备和校验

2. beanFactory刷新

   obtainFreshBeanFactory()

   销毁原有beanFactory，获取新的beanFactory，为每个bean生成BeanDefinition等。

3. 准备bean工厂

   prepareBeanFactory(beanFactory)

   对bean工厂的工作功能进行填充，如：@Autowired、设置spel表、设置编辑注册器、添加applicationContextAwaerprocessor处理器等

   注册的SpringBean：

   • systemEnvironment -> Collections$UnmodifiableMap
   • environment -> StandardServletEnvironment
   • systemProperties -> Properties

4. 后置处理bean工厂

   postProcessBeanFactory(beanFactory)

   允许在上下文子类中对 bean 工厂进行后置处理。

   在beanfactory加载完成所有的bean后，想修改其中某个bean的定义，或者对beanFactory做一些其他的配置，就可以在子类中对beanFactory进行后置处理（子类通过实现接口BeanFactoryPostProcessor来自定义后置处理）。

   BeanFactoryPostProcessor是针对BeanFactory的扩展，主要用在bean实例化之前，读取bean的定义，并可以修改它。

   后置处理器执行的时间是：在所有的beanDenifition加载完成之后，bean实例化之前执行。

5. 调用bean工厂后置处理器

   invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)

   调用所有注册的、原始的bean工厂后置处理器。会实例化和调用所有 BeanFactoryPostProcessor（包括其子类 BeanDefinitionRegistryPostProcessor）。

   • 先处理用户手动注册的BeanFactoryPostProcessor，分为BeanDefinitionRegistryPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor，并且BeanDefinitionRegistryPostProcessor会先调用其postXX方法
   • 从容器获取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，先处理实现PriorityOrdered类型的
   • 再从容器获取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，处理实现Ordered类型的
   • 再从容器获取所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，处理剩下的，这里有个递归，知道所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor都处理完
   • BeanDefinitionRegistryPostProcessor也是BeanFactoryPostProcessor，最后处理BeanDefinitionRegistryPostProcessor从BeanFactoryPostProcessor继承的方法
   • 最后处理一般的BeanFactoryPostProcessor的postXXX方法。

   
   需要注意：

   • BeanDefinitionRegistryPostProcessor有可能会动态新增新的BeanDefinitionRegistryPostProcessor，所有这里每次都从容器中重新获得所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor。

   • BeanDefinitionRegistryPostProcessor的回调方法，先于BeanFactoryPostProcessor的回调方法执行。

   注册的SpringBean：

   • 所有的bean工厂后置处理器。
     

   这一步完成后，容器中已有完整的BeanDefinition集合（所有需要spring容器管理的bean的BeanDefinition都在这里）。

6. 注册bean后置处理器

   registerBeanPostProcessors(beanFactory)

   实例化和注册beanFactory中扩展了BeanPostProcessor的bean。例如：

   1. AutowiredAnnotationBeanPostProcessor(处理被@Autowired注解修饰的bean并注入)
   2. RequiredAnnotationBeanPostProcessor(处理被@Required注解修饰的方法)
   3. CommonAnnotationBeanPostProcessor(处理@PreDestroy、@PostConstruct、@Resource等多个注解的作用)等。

   
   BeanPostProcessor是针对bean的扩展，主要用在bean实例化之后，执行初始化方法前后，允许开发者对 bean 实例进行修改。

   注册的SpringBean：

   1. 所有的bean后置处理器。
      

   这一步完成后，后续的生成的Spring bean已经支持自动装配（@Autowired、@Resource）等。

7. 初始化消息源

   initMessageSource()

   初始化国际化工具类MessageSource。

   注册的SpringBean：

   1. 消息源MessageSource。

8. 初始化应用事件广播器

   initApplicationEventMulticaster()

   初始化应用事件广播器。

   注册的SpringBean：

   1. 应用事件广播器ApplicationEventMulticaster。
      

9. 初始化特殊的bean

   onRefresh()

   启动内置Web容器（如Tomcat），并初始化一些特殊的bean（如DataSource）。

   这阶段主要完成的事情：

   1. 初始化主题功能
   2. 启动SpringBoot的嵌入式Tomcat服务器
      1. 启动web容器
      2. 创建ServletContext
      3. 创建Listener
      4. 创建Filter
      5. 创建Servlet
   3. 初始化一些特殊的bean
   
   

   注册的SpringBean：

   1. web容器相关（如：ServletContext、Listener、Filter、Servlet等）
   2. 一些特殊的bean（如DataSource）

10. 注册监听器

    registerListeners()

    注册监听器，并且广播earlyApplicationEvents（早期应用事件）。

11. 完成bean工厂初始化

    finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)

    该方法会初始化所有剩余的非懒加载单例bean，并调用BeanPostProcessors。

    除了一些内部的 bean、实现了BeanFactoryPostProcessor 接口的 bean、实现了BeanPostProcessor 接口的 bean，其他的非懒加载单例bean都会在这个方法中被初始化，BeanPostProcessor的触发也是在这个方法中。

12. 完成刷新

    finishRefresh()

    通知生命周期处理器LifecycleProcessor完成刷新过程，同时发出ContextRefreshEvent通知容器刷新完成。

    该阶段完成的事情：

    1. 清除上下文资源缓存（如扫描中的ASM元数据）
    2. 初始化上下文的生命周期处理器，并刷新（找出Spring容器中实现了Lifecycle接口的bean并执行start()方法）
    3. 发布ContextRefreshedEvent事件告知对应的ApplicationListener进行响应的操作

至此，容器初始化及SpringBean创建完成。