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書接上文，在 [spring-framework] [2] BeanDefinitionReader 一文中簡單介紹了XMLBeanFactory解析xml配置、并注冊BeanDefinition的邏輯，本文就bean的實例化過程及銷毀做簡要分析

先放一張大圖（點擊圖片放大查看，右鍵或長按保存后更清晰），展示完整的bean創(chuàng)建過程及銷毀過程，如果對spring原理有一些理解可將此圖作為開發(fā)過程中的參考，如果對spring原理還有一些模糊可繼續(xù)向下閱讀（長文預警！）

BeanDefinition

通過前文簡單了解到，Spring在初始化過程中并不是直接實例化bean，而是先收集所有bean的元數(shù)據(jù)信息并注冊，bean的元數(shù)據(jù)描述為接口BeanDefinition，該接口定義了你能想到的一切有關(guān)bean的屬性信息

BeanDefinition衍生出一系列實現(xiàn)類

• AbstractBeanDefinition
  如同其他Spring類，大部分BeanDefinition接口的邏輯都由該抽象類實現(xiàn)
• GenericBeanDefinitionGenericBeanDefinition是一站式、用戶可見的bean definition，如何理解“用戶可見”？
  可見的bean definition意味著可以在該bean definition上定義post-processor來對bean進行操作
• RootBeanDefinition
  當bean definition存在父子關(guān)系的時候，RootBeanDefinition用來承載父元數(shù)據(jù)的角色（也可獨立存在），同時它也作為一個可合并的bean definition使用，在Spring初始化階段，所有的bean definition均會被（向父級）合并為RootBeanDefinition，子bean definition（GenericBeanDefinition/ChildBeanDefinition）中的定義會覆蓋其父bean definition（由parentName指定）的定義
• ChildBeanDefinition
  當bean definition存在父子關(guān)系的時候，ChildBeanDefinition用來承載子元數(shù)據(jù)的角色（也可獨立存在），在Spring推出GenericBeanDefinition后，其完全可以被GenericBeanDefinition替代，目前使用場景已經(jīng)非常少
• AnnotatedBeanDefinition
  如其名，主要用來定義注解場景的bean definition
  • ScannedGenericBeanDefinition
    主要用來定義@Component、@Service等bean definition，其AnnotationMetadata metadata屬性用來存儲該bean的類注解信息
  • AnnotatedGenericBeanDefinition
    與ScannedGenericBeanDefinition不同的是，其主要用來定義@Configuration等配置類中@Bean的bean definition，其AnnotationMetadata metadata屬性與ScannedGenericBeanDefinition相同，MethodMetadata factoryMethodMetadata屬性用來存儲@Bean描述的方法信息

BeanDefinitionHolder只是簡單捆綁了BeanDefinition、bean-name、bean-alias，用于注冊BeanDefinition及別名alias

BeanRegistry

在一般工程中，bean的定義分散在各種地方（尤其使用注解之后），Spring并不能在解析出每一個bean的元數(shù)據(jù)信息后立即對該bean做實例化動作，對于依賴的分析與注入、類（方法）的代理、功能上的擴展等，必須等所有的bean元數(shù)據(jù)全部解析完成之后才能進行

在bean元數(shù)據(jù)解析完成之后、bean實例化之前，對bean的元數(shù)據(jù)信息有一個暫存的過程，這個過程便是bean的注冊

bean的注冊邏輯分兩步，一為BeanDefinition的注冊，一為別名的注冊

• BeanDefinition注冊的定義在BeanDefinitionRegistry#registerBeanDefinition，其實現(xiàn)使用一個Map來保存bean-name和BeanDefinition的關(guān)系
• 別名的注冊定義在AliasRegistry#registerAlias，其實現(xiàn)同樣使用一個Map來保存別名alias-name和bean-name（或另一個別名alias-name）的關(guān)系

在完成bean的元數(shù)據(jù)注冊之后，便是根據(jù)詳盡的元數(shù)據(jù)信息進行實例化了

BeanFactory

bean的實例化過程比較復雜（Spring考慮到了各種場景），附上BeanRegistry&BeanFactory相關(guān)的類依賴圖

初看此圖，請不要失去信心和耐心，圖中各類的作用會一一講解（見 #附錄#相關(guān)類說明），這里先介紹幾個核心的接口

• AliasRegistry
  bean別名注冊和管理
• BeanDefinitionRegistry
  bean元數(shù)據(jù)注冊和管理
• SingletonBeanRegistry
  單例bean注冊和管理
• BeanFactory
  bean工廠，提供各種bean的獲取及判斷方法

大致瀏覽上圖（類依賴圖）不難發(fā)現(xiàn)，核心實現(xiàn)落在了DefaultListableBeanFactory，我們以此類作為切入點分析bean實例化過程

bean的實例化過程發(fā)生在getBean調(diào)用階段（對于singleton則發(fā)生在首次調(diào)用階段），getBean的實現(xiàn)方法眾多，我們追根溯源，找到最通用的方法AbstractBeanFactory#doGetBean

// org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {// 1. 獲取真正的beanNamefinal String beanName = transformedBeanName(name);Object bean;// 2. 嘗試獲取(提前曝光的)singleton bean實例（為了解決循環(huán)依賴）Object sharedInstance = getSingleton(beanName);// 3. 如果存在if (sharedInstance != null && args == null) { ... }// 4. 如果不存在else { ... }// 5. 嘗試類型轉(zhuǎn)換if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) { ... }return (T) bean; }

bean的實例化過程雖然復雜，但大體邏輯非常清楚

接下，就以上五個子流程（藍色部分）一一展開

在實例化bean的過程當中，Spring會使用大量的中間態(tài)來判斷、處理各種場景和情況，此處先行列出Spring所使用的一些關(guān)鍵的中間態(tài)（各中間態(tài)的作用會在下文介紹，見 #附錄#中間態(tài)說明），以便在下文中更好地理解bean實例化過程中對各種情況的判斷和處理邏輯

bean name轉(zhuǎn)換

在使用bean-name獲取bean的時候，除了可以使用原始bean-name之外，還可以使用alias別名等，bean-name的轉(zhuǎn)換則是將傳入的‘bean-name’一層層轉(zhuǎn)為最原始的bean-name

Return the bean name, stripping out the factory dereference prefix if necessary, and resolving aliases to canonical names.protected String transformedBeanName(String name) {return canonicalName(BeanFactoryUtils.transformedBeanName(name)); }

函數(shù)canonicalName的作用則是利用別名注冊aliasMap，將別名alias轉(zhuǎn)為原始bean-name

函數(shù)transformedBeanName比較特殊，其是將FactoryBean的bean-name前綴 '&' 去除（BeanFactory#FACTORY_BEAN_PREFIX 下文會介紹）

嘗試獲取單例

拿到原始的bean-name之后，便可以實例化bean或者直接獲取已經(jīng)實例化的singleton-bean，此處為什么叫‘嘗試’獲取呢？

在獲取singleton-bean的時候一般存在三種情況：1. 還未實例化(或者不是單例)；2. 已經(jīng)實例化；3. 正在實例化；

• 對于 “1. 還未實例化” ，返回null即可，后續(xù)進行實例化動作
• 對于“2. 已經(jīng)實例化”，直接返回實例化的singleton-bean
• 對于“3. 正在實例化”，則較難理解

Spring中對于singleton-bean，有一個sharedInstance的概念，在調(diào)用getSingleton函數(shù)時，返回的不一定是完全實例化的singleton-bean，有可能是一個中間狀態(tài)（創(chuàng)建完成，但未進行屬性依賴注入及其他后處理邏輯），這種中間狀態(tài)會通過getSingleton函數(shù)提前曝光出來，目的是為了解決循環(huán)依賴（下文會詳細介紹循環(huán)依賴）

在實例化beanA的過程中，需要依賴beanB和beanC，如果beanC同時又依賴beanA，則需要beanA在實例化完成之前提前曝光出來，以免造成beanA等待beanC實例化完成，beanC等待beanA實例化完成，類似一種死鎖的狀態(tài)

在繼續(xù)進行之前，有必要簡單介紹幾個中間態(tài)（詳見 #附錄#中間態(tài)說明）

• singletonObjects
  緩存已經(jīng)實例化完成的singleton-bean
• earlySingletonObjects
  緩存正在實例化的、提前曝光的singleton-bean，用于處理循環(huán)依賴
• singletonFactories
  緩存用于生成earlySingletonObject的 ObjectFactory

ObjectFactory，定義了一個用于創(chuàng)建、生成對象實例的工廠方法java @FunctionalInterface public interface ObjectFactory<T> { T getObject() throws BeansException; }

介紹了上述之后，再來描述getSingleton的邏輯就會比較清楚

不用糾結(jié)上述中間態(tài)的值是何時被設(shè)置進去的，下文會逐步提及

FactoryBean處理（sharedInstance存在的邏輯）

上述 sharedInstance 一定是我們需要的bean實例么？未必！

定義bean的時候可以通過實現(xiàn)FactoryBean接口來定制bean實例化的邏輯，以此增加更多的靈活性及可能性

How to use the Spring FactoryBean? | Baeldung?www.baeldung.com@Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "destroy") public FactoryBean myBean() {return new FactoryBean<MyBean>() {/*** 定制bean初始化邏輯*/@Overridepublic MyBean getObject() throws Exception {MyBean myBean = new MyBean();// ... 定制化的邏輯return myBean;}/*** 真正的bean類型*/@Overridepublic Class<?> getObjectType() {return MyBean.class;}@Overridepublic boolean isSingleton() {return true;}} }

通過注冊FactoryBean類型的bean，實例化后的原始實例類型同樣為FactoryBean，但我們需要的是通過FactoryBean#getObject方法得到的實例，這便需要針對FactoryBean做一些處理，這也是接下來要講解的函數(shù)AbstractBeanFactory#getObjectForBeanInstance

Get the object for the given bean instance, either the bean instance itself or its created object in case of a FactoryBean.
Now we have the bean instance, which may be a normal bean or a FactoryBean. If it's a FactoryBean, we use it to create a bean instance.

該函數(shù)要實現(xiàn)的邏輯比較簡單，如果sharedInstance是 FactoryBean，則使用getObject方法創(chuàng)建真正的實例

getObjectForBeanInstance是一個通用函數(shù)，并不只針對通過getSingleton得到的sharedInstance，任何通過緩存或者創(chuàng)建得到的 rawInstance，都需要經(jīng)過getObjectForBeanInstance處理，拿到真正需要的 beanInstance

簡單介紹getObjectForBeanInstance函數(shù)的入?yún)?/p>/*** @param beanInstance sharedInstance / rawInstance，可能為FactoryBean* @param name 傳入的未做轉(zhuǎn)換的 bean name* @param beanName 對name做過轉(zhuǎn)換后的原始 canonical bean name* @param mbd 合并后的RootBeanDefinition，下文會介紹*/ protected Object getObjectForBeanInstance(Object beanInstance, String name, String beanName, RootBeanDefinition mbd)

getObjectForBeanInstance函數(shù)的處理邏輯

上圖中有一個邏輯判斷，如果入?yún)ame以'&' (BeanFactory#FACTORY_BEAN_PREFIX)開頭則直接返回(BeanFactory)

這里兼容了一種情況，如果需要獲取/注入FactoryBean而不是getObject生成的實例，則需要在bean-name/alias-name前加入'&'

/*** 注入FactoryBean#getObject生成的實例*/ @Autowired private MyBean myBean;/*** 直接注入FactoryBean*/ @Resource(name = "&myBean") private FactoryBean<MyBean> myFactoryBean;

對于singleton，FactoryBean#getObject的結(jié)果會被緩存到factoryBeanObjectCache，對于緩存中不存在或者不是singleton的情況，會通過FactoryBean#getObject生成（上圖中藍色未展開的邏輯）

Spring并非簡單的調(diào)用FactoryBean#getObject，而是分為兩部分處理

bean instance生成

上圖中doGetObjectFromFactoryBean，主要對getObject方法進行了包裝，判斷是否需要在SecurityManager框架內(nèi)執(zhí)行以及對null結(jié)果進行封裝(NullBean)

bean instance后處理

上圖中postProcessObjectFromFactoryBean，主要對生成的bean instance做一些后處理（可以跟蹤到AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsAfterInitialization），

// org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory @Override public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)throws BeansException {Object result = existingBean;for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {// 拿到所有注冊的BeanPostProcessor，執(zhí)行后處理動作Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);if (current == null) {return result;}result = current;}return result; }

postProcessAfterInitialization函數(shù)可以對現(xiàn)有bean instance做進一步的處理，甚至可以返回新的bean instance，這就為bean的增強提供了一個非常方便的擴展方式（可以思考一下，AOP的代理類是如何生成的）

加載bean實例（sharedInstance不存在的邏輯）

以上，討論了bean instance存在于緩存中的情況，如果緩存中不存則需要進行bean的加載

簡單來講，bean的加載/創(chuàng)建分為三大部分

將BeanDefinition合并為RootBeanDefinition
這里類似類繼承，子BeanDefinition屬性會覆蓋父BeanDefinition

依次加載所依賴的bean
對于有依賴的情況，優(yōu)先遞歸加載依賴的bean

按照不同的bean類型，根據(jù)BeanDefinition的定義進行加載/創(chuàng)建

BeanDefinition合并（RootBeanDefinition）

將BeanDefinition轉(zhuǎn)為RootBeanDefinition，如果存在父子關(guān)系，則進行合并

這里不再贅述，可以參考 AbstractBeanFactory#getMergedLocalBeanDefinition

加載depends-on beans

String[] dependsOn = mbd.getDependsOn(); if (dependsOn != null) {// 遍歷所有的依賴for (String dep : dependsOn) {// 檢測循環(huán)依賴if (isDependent(beanName, dep)) { /* throw exception */ }// 注冊依賴關(guān)系registerDependentBean(dep, beanName);// 遞歸getBean，加載依賴beantry { getBean(dep); }catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) { /* throw exception */ }} }

邏輯很簡單，但這里涉及到兩個中間態(tài)dependentBeanMap、dependenciesForBeanMap

• dependentBeanMap
  存儲哪些bean依賴了我（哪些bean里注入了我）
  如果 beanB -> beanA, beanC -> beanA，key為beanA，value為[beanB, beanC]
• dependenciesForBeanMap
  存儲我依賴了哪些bean（我注入了哪些bean）
  如果 beanA -> beanB, beanA -> beanC，key為beanA，value為[beanB, beanC]

理解兩者的存儲關(guān)系，有助于在閱讀源碼的過程中理解bean的加載和銷毀順序

加載singleton bean實例

if (mbd.isSingleton()) {sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {// singletonFactory - ObjectFactorytry { return createBean(beanName, mbd, args); }catch (BeansException ex) { destroySingleton(beanName); throw ex; }});bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); }

這里涉及兩個比較核心的函數(shù)createBean、getObjectForBeanInstance

• createBean
  根據(jù)BeanDefinition的內(nèi)容，創(chuàng)建/初始化bean instance
• getObjectForBeanInstance
  上文已經(jīng)介紹過，主要處理FactoryBean，將FactoryBean轉(zhuǎn)為真正需要的bean instance

createBean被包裝在lambda(singletonFactory)中作為getSingleton的參數(shù)，我們來看getSingleton的實現(xiàn)邏輯

所以，關(guān)鍵的邏輯在createBean函數(shù)中，bean的創(chuàng)建邏輯較為復雜，我們放到后面介紹

加載prototype bean實例

else if (mbd.isPrototype()) {Object prototypeInstance = null;try {beforePrototypeCreation(beanName);prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);}finally { afterPrototypeCreation(beanName); }bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd); }

prototype bean的創(chuàng)建與singleton bean類似，只是不會緩存創(chuàng)建完成的bean

加載其他scope bean實例

scope，即作用域，或者可以理解為生命周期

上文介紹了singleton-bean及prototype-bean的創(chuàng)建過程，嚴格意義上講以上兩種都是一種特殊的scope-bean，分別對應ConfigurableBeanFactory#SCOPE_SINGLETON及ConfigurableBeanFactory#SCOPE_PROTOTYPE，前者作用域為整個IOC容器，也可理解為單例，后者作用域為所注入的bean，每次注入(每次觸發(fā)getBean)都會重新生成

Spring中還提供很多其他的scope，如WebApplicationContext#SCOPE_REQUEST或WebApplicationContext#SCOPE_SESSION，前者作用域為一次web request，后者作用域為一個web session周期

自定義scope的bean實例創(chuàng)建過程與singleton bean的創(chuàng)建過程十分相似，需要實現(xiàn)Scope的get方法(org.springframework.beans.factory.config.Scope#get)，

else {String scopeName = mbd.getScope();final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);if (scope == null) { /* throw exception */ }try {Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {beforePrototypeCreation(beanName);// createBean被封裝在Scope#get函數(shù)的lambda參數(shù)ObjectFactory中try { return createBean(beanName, mbd, args); }finally { afterPrototypeCreation(beanName); }});bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);} catch (IllegalStateException ex) { /* throw exception */} }

Scope接口除了get方法之外，還有一個remove方法，前者用于定義bean的初始化邏輯，后者用于定義bean的銷毀邏輯

public interface Scope {/*** Return the object with the given name from the underlying scope*/Object get(String name, ObjectFactory<?> objectFactory);/*** Remove the object with the given name from the underlying scope.*/Object remove(String name); }

WebApplicationContext#SCOPE_SESSION對應的Scope實現(xiàn)見org.springframework.web.context.request.SessionScope

WebApplicationContext#SCOPE_REQUEST對應的Scope實現(xiàn)見org.springframework.web.context.request.RequestScope

以上兩種Scope實現(xiàn)都較為簡單，前者將初始化的bean存儲在request attribute種，后者將初始化的bean存儲在http session中，具體細節(jié)請自行查閱源碼

Q: Spring中實現(xiàn)了哪些Scope？又是什么時候注冊的？

Bean創(chuàng)建過程

AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean

了解bean創(chuàng)建的過程也是一個抽絲剝繭的過程，真正創(chuàng)建的過程封裝在AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean中，而在此之前有一些準備工作，整體流程如下圖

resolveBeanClass

這一步驟用于鎖定bean class，在沒有顯示指定beanClass的情況下，使用className加載beanClass

2. 驗證method overrides

在 [spring-framework] [2] BeanDefinitionReader 一文中有提到過lookup-method及replace-method，該步驟是為了確認以上兩種配置中的method是否存在

3. 執(zhí)行InstantiationAwareBeanPostProcessor前處理器(postProcessBeforeInstantiation)

這里要特別注意的是，如果這個步驟中生成了“代理”bean instance，則會有一個短路操作，直接返回該bean instance而不再執(zhí)行doCreate，這是一個“細思極恐”的操作，但在一些特殊場景（尤其框架之中）提供了良好的擴展機制

try {// Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);if (bean != null) {// 如果這里生成了代理的bean instance會直接返回return bean;} } cache (Throwable ex) { // throw exception }try {// 創(chuàng)建bean instanceObject beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);// ... }Q: InstantiationAwareBeanPostProcessor的使用場景有哪些？Spring有哪些功能使用了InstantiationAwareBeanPostProcessor？它們是在什么時候注冊的？

4. doCreateBean (AbstractAutowireCapableBeanFactory)
真正bean的創(chuàng)建及初始化過程在此處實現(xiàn)，但Spring對bean創(chuàng)建及初始化邏輯的復雜程度完全超出了本篇文章之承載，這里只對一些關(guān)鍵的邏輯做梳理

創(chuàng)建bean實體

AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance

從上面的流程圖可以看出，創(chuàng)建bean實體不一定會使用到構(gòu)造函數(shù)，有兩個特殊的方式

1. instance supplier

AbstractAutowireCapableBeanFactory#obtainFromSupplier

從Spring5開始，多了一種以函數(shù)式注冊bean的方式（參考https://www.baeldung.com/spring-5-functional-beans）

// 注冊MyService context.registerBean(MyService.class, () -> new MyService()); // 注冊MyService，并指定bean name context.registerBean("mySecondService", MyService.class, () -> {MyService myService = new MyService();// 其他的邏輯return myService; }); // 注冊MyService，指定bean name，并增強bean definition context.registerBean("myCallbackService", MyService.class, () -> {MyService myService = new MyService();// 其他的邏輯return myService; }), bd -> bd.setAutowireCandidate(false));

或者

// 構(gòu)建BeanDefinition BeanDefinition bd = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MyService.class, () -> {MyService myService = new MyService();// 其他的邏輯return myService; }); // 注冊BeanDefinition beanFactory.registerBeanDefinition("myService", bd);

通過以上方式注冊的bean，Spring會調(diào)用該supplier生成bean實體

2. factory method

AbstractAutowireCapableBeanFactory#instantiateUsingFactoryMethod

ConstructorResolver#instantiateUsingFactoryMethod

在xml配置中還有一種不太常見的bean注冊方式

public class MyHome {// 靜態(tài)方法public static MyHome create() {return new MyHome();} }public class MyFactory {// 非靜態(tài)方法public MyHome create() {return new MyHome();} }<bean id="myFactory" class="com.manerfan.MyFactory"></bean><!-- 方式一 --> <!-- 使用指定類的靜態(tài)方法 --> <bean id="myHome1" class="com.manerfan.MyHome" factory-method="create"></bean> <!-- 方式二 --> <!-- 使用指定bean的非靜態(tài)方法 --> <bean id="myHome2" class="com.manerfan.MyHome" factory-method="create" factory-bean="myFactory"></bean>

Spring會通過指定類的指定方法生成bean實體，其中有兩種方式，一種方式（僅指定factory-method）使用指定類的靜態(tài)方法生成，另一種方式（同時指定factory-method和factory-bean）使用指定bean的非靜態(tài)方法生成

同時factory-method中還允許傳入一些參數(shù)，如果存在同名函數(shù)，Spring會根據(jù)參數(shù)的個數(shù)及類型找到匹配的method

public class MyHome {private MyHouse house;private MyCar car;// setters }public class MyFactory {// 攜帶入?yún)ublic MyHome create(MyHouse house, MyCar car) {MyHome myHome = new MyHome();myHome.setHouse(house);myHome.setCar(car)return myHome;}// 同名函數(shù)public MyHome create(MyHouse house) {MyHome myHome = new MyHome();myHome.setHouse(house);myHome.setCar(defaultCar)return myHome;} }<bean id="myHome2" class="com.manerfan.MyHome" factory-method="create" factory-bean="myFactory"><!-- 這里使用的是構(gòu)造函數(shù)參數(shù)類型 --><constructor-arg name="house" ref="house"/><constructor-arg name="car" ref="car"/> </bean>

這樣的代碼是不是讓你想到了@Configuration中的@Bean，@Bean所修飾方法如果存在參數(shù)的話，Spring會通過參數(shù)的類型及名稱自動進行依賴注入

@Configuration public class MyFactory {@Beanpublic MyHome create(MyHouse house, MyCar car) {MyHome myHome = new MyHome();myHome.setHouse(house);myHome.setCar(car)return myHome;} }

我們可以大膽猜測，@Configuration + @Bean的實現(xiàn)方式就是factory-bean + factory-method，在后文介紹Spring的注解體系時會揭曉

使用指定（類）bean的（靜態(tài)）方法創(chuàng)建bean實體的邏輯在ConstructorResolver#instantiate(String, RootBeanDefinition, Object, Method, args)，而真正的邏輯在SimpleInstantiationStrategy#instantiate(RootBeanDefinition, String, BeanFactory, Object, Method, Object...)，其核心的執(zhí)行邏輯非常簡單，有了方法factoryMethod(factoryBean)及入?yún)rgs，便可以調(diào)用該方法創(chuàng)建bean實體

Object result = factoryMethod.invoke(factoryBean, args);

factoryBean可以通過beanFactory.getBean獲取到（正是當前在講的邏輯），factoryMethod可以通過反射獲取到，入?yún)rgs如何獲取？這便涉及到Spring中的一個重要概念 -- 依賴注入，如何準確的找到依賴的實體并將其注入，便是接下來的重點，這里涉及到一個非常重要的函數(shù)ConstructorResolver#resolvePreparedArguments，該函數(shù)的作用是將BeanDefinition中定義的入?yún)⑥D(zhuǎn)換為真是需要的參數(shù)（xml中定義的或者注解中定義的），在[spring-framework] [2] BeanDefinitionReader 一文中有過介紹，ref會被封裝為RuntimeBeanReference存儲、value會被封裝為TypedStringValue存儲等等，如何將這些封裝好的存儲類型轉(zhuǎn)為真正需要的函數(shù)參數(shù)，便是ConstructorResolver#resolvePreparedArguments函數(shù)的作用

這里分成了三大分支

resolveValueIfNecessary

針對BeanMetadataElement，進行值的轉(zhuǎn)換，其中又會包含特別細的分支，大致如下

• RuntimeBeanNameReference
  AbstractBeanFactory#evaluateBeanDefinitionString
  支持Spl表達式解析bean name
• BeanDefinitionHolder 、BeanDefinition
  BeanDefinitionValueResolver#resolveInnerBean
  與createBean函數(shù)的邏輯類似，創(chuàng)建一個inner bean
• DependencyDescriptor
  AutowireCapableBeanFactory#resolveDependency
  用來處理OptionalBean、LazyBean、AutowireCandidateBean等（詳見下文“注解注入”一節(jié)）
• ManagedArray、ManagedList、ManagedSet、ManagedMap
  BeanDefinitionValueResolver#resolveManagedArray
  BeanDefinitionValueResolver#resolveManagedList
  BeanDefinitionValueResolver#resolveManagedSet
  BeanDefinitionValueResolver#resolveManagedMap
  內(nèi)部遞歸使用resolveValueIfNecessary方法獲取bean并最終封裝成對應的類型
• ManagedProperties
  通過BeanDefinitionValueResolver#evaluate（Spel）計算value的值，最終封裝為Properties
• TypedStringValue
  通過BeanDefinitionValueResolver#evaluate（Spel）計算value的值

對于這部分內(nèi)容，Spring在接下來的發(fā)展中可能還會不斷地擴充

2. String

AbstractBeanFactory#evaluateBeanDefinitionString

與resolveValueIfNecessary中的RuntimeBeanNameReference一致，支持Spl表達式解析表達式

3. 其他

• InjectionPoint
  使用ThreadLocal提供當前bean被注入到的注入點，可以參考

What's New in Spring 4.3? | Baeldung?www.baeldung.com@Bean @Scope("prototype") public Logger logger(InjectionPoint injectionPoint) {// return MyComponent.classreturn Logger.getLogger(injectionPoint.getMethodParameter().getContainingClass()); }@Component public class MyComponent {@Autowiredprivate Logger logger; }

• 其他
  與resolveValueIfNecessary中的DependencyDescriptor一致，用來處理OptionalBean、LazyBean等

需要留意的是，上述在進行依賴注入的過程中，都會調(diào)用DefaultSingletonBeanRegistry#registerDependentBean方法，將各bean之間的依賴關(guān)系保存起來，如同前文在介紹加載depends-on時一致，bean之間的依賴關(guān)系會分別存放在dependentBeanMap及dependenciesForBeanMap之中（下文在介紹屬性注入的時候亦是如此），這對于bean銷毀順序的理解起著至關(guān)重要的作用

在返回之前還有convertIfNecessary的方法調(diào)用，該函數(shù)是將上述解析得到的值轉(zhuǎn)換為函數(shù)參數(shù)真正的類型

為何要轉(zhuǎn)換？其實上述過程拿到的值并非真正需要的值，如

public class MyComponent {private Resource initSql; }<bean id="myComponent" class="com.manerfan.MyComponent"><property name="initSql" value="classpath:/init/sql/init.sql"></property> </bean>

或者

public class MyComponent {@Value("${init.sql}")// or @Value("classpath:/init/sql/init.sql")private Resource initSql; } init.sql=classpath:/init/sql/init.sql

不論哪種形式，在convertIfNecessary之前解析到的值都是字符串 "classpath:/init/sql/init.sql"，convertIfNecessary的作用便是將上述解析得到的值轉(zhuǎn)換為函數(shù)參數(shù)真正的類型Resource

convert的邏輯在TypeConverterDelegate#convertIfNecessary，其內(nèi)部基本的邏輯為

找到合適的PropertyEditor （propertyEditorRegistry）

使用PropertyEditor的setValue/getValue方法進行轉(zhuǎn)換

將url轉(zhuǎn)換為Resource的PropertyEditor對應為 org.springframework.core.io.ResourceEditor，正是使用ResourceEditor將 字符串"classpath:/init/sql/init.sql”轉(zhuǎn)為對應的Resource

Q: Spring默認的PropertyEditor有哪些？又是什么時候注冊的？

3. 有參構(gòu)造函數(shù)

AbstractAutowireCapableBeanFactory#autowireConstructor

ConstructorResolver#autowireConstructor

使用有參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建bean實例的一個點在于尋找與參數(shù)相對應的構(gòu)造函數(shù)（可能定義了多個構(gòu)造函數(shù)），而對于參數(shù)的解析和轉(zhuǎn)換（參數(shù)的依賴注入）則與使用factory method一樣，調(diào)用ConstructorResolver#resolvePreparedArguments函數(shù)進行處理，這里不再重復描述

在拿到真實的入?yún)⒓皩臉?gòu)造函數(shù)后，下一步便是使用構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建bean實例，但事情貌似也并沒有那么簡單

實例化的過程在ConstructorResolver#instantiate，內(nèi)部并沒有統(tǒng)一利用反射技術(shù)直接使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建，而是分為兩種情況

一種，沒有設(shè)置override-method時，直接使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建

一種，在設(shè)置了override-method時，使用cglib技術(shù)構(gòu)造代理類，并代理override方法

以上，Spring默認的實例化策略為CglibSubclassingInstantiationStrategy

4. 無參構(gòu)造函數(shù)

AbstractAutowireCapableBeanFactory#instantiateBean

無參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建bean實例的過程與有參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建過程完全一致，只是少了參數(shù)的依賴注入，使用默認無參構(gòu)造函數(shù)進行實例化

BeanDefinition后處理

AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyMergedBeanDefinitionPostProcessors

在屬性注入之前提供一次機會來對BeanDefinition進行處理，內(nèi)部執(zhí)行所有注冊MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition方法

在閱讀源碼時注意到一個MergedBeanDefinitionPostProcessor的實現(xiàn)類 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，深入到實現(xiàn)內(nèi)部AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#buildAutowiringMetadata，其實現(xiàn)了兩個注解類的解析 @Value 及 @Autowired ，找到注解修飾的Filed或者Method并緩存，具體的邏輯會在屬性注入一節(jié)中詳細介紹

Q: Spring注冊了哪些MergedBeanDefinitionPostProcessor？它們都是做什么用的？又是什么時候注冊的？

提前暴露實體

DefaultSingletonBeanRegistry#addSingletonFactory -> AbstractAutowireCapableBeanFactory#getEarlyBeanReference

還記得上文介紹的“嘗試獲取單例”(AbstractBeanFactory.getSingleton)么？為了解決循環(huán)依賴會將singleton-bean提前暴露出來，暴露的邏輯會封裝為ObjectFactory（AbstractAutowireCapableBeanFactory#getEarlyBeanReference實現(xiàn)）緩存在DefaultSingletonBeanRegistry.singletonFactories中，在getBean的邏輯getSingleton中會執(zhí)行ObjectFactory的邏輯將singleton提前暴露

此時暴露的singleton-bean僅完成了bean的實例化，屬性注入、初始化等邏輯均暫未執(zhí)行

屬性注入

AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean

在“創(chuàng)建bean實體”小節(jié)中介紹了factory method方式及有參構(gòu)造函數(shù)方式的參數(shù)注入邏輯，除此之外還有一種注入便是屬性注入

流程圖中兩次出現(xiàn)了InstantiationAwareBeanPostProcessor，還記得在“Bean創(chuàng)建過程”小結(jié)中介紹的InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation么？如果該步驟生成了“代理”bean instance，則會有一個短路操作，直接返回該bean instance而不再執(zhí)行后續(xù)的doCreate

InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation同樣是一個短路操作，如果有任意一個InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation方法返回false，則會跳出屬性注入的邏輯，官方對此的解釋如下

Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the state of the bean before properties are set. This can be used, for example, to support styles of field injection.

autowireByName及autowireByType方法作為“候補”補充BeanDefinition的propertyValues

Fill in any missing property values with references to other beans.

PropertyValue中記錄了需要注入的屬性信息及需要注入的屬性值，那BeanDefinition的propertyValues都來自哪里？xml中的bean配置、自定義的BeanDefinition等

public class MyService {/*** string*/private String name;/*** resource*/private Resource res;/*** bean ref*/private MyComponent myComponent; }

xml中定義PropertyValue

<bean id="myMyService" class="com.manerfan.MyService"><property name="name" value="SpringDemoApp"></property><property name="res" value="classpath:/init/init.sql"></property><property name="myComponent" ref="myComponent"></property> </bean>

BeanDefinition中直接定義PropertyValue

// 構(gòu)建BeanDefinition BeanDefinition bd = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(MyService.class).addPropertyValue("name", "${spring.application.name}").addPropertyValue("res", "classpath:/init/init.sql").addPropertyReference("myComponent", "myComponent").getBeanDefinition(); // 注冊BeanDefinition beanFactory.registerBeanDefinition("myService", bd);

所有的ProperValue均會在AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyPropertyValues中進行依賴的解析、轉(zhuǎn)換并設(shè)置到bean實例對應的屬性中，詳細的邏輯下文介紹

注解注入

除此之外通過注解修飾的屬性（方法）是如何注入的？

public class MyService {/*** string*/@Value("${spring.application.name}")private String name;/*** resource*/@Value("classpath:/init/init.sql")private Resource res;/*** bean ref by parameter*/@Autowired@Qualifier("myComponent1")// or @Resource("myComponent1")// or @Injectprivate MyComponent myComponent1;private MyComponent myComponent2;/*** bean ref by setter method*/@Autowiredpublic void setMyComponet2(@Qualifier("myComponent1") MyComponet component) {this.myComponent2 = component} }各注解的使用可以參考 https://www.baeldung.com/spring-annotations-resource-inject-autowireWiring in Spring: @Autowired, @Resource and @Inject | Baeldung?www.baeldung.com

在AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyPropertyValues之前發(fā)現(xiàn)還有一個動作InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessProperties（是的InstantiationAwareBeanPostProcessor又出現(xiàn)了），在此有兩個實現(xiàn)引起了我的注意AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties及CommonAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties，我們來對比兩個實現(xiàn)的內(nèi)部邏輯

// AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);try {metadata.inject(bean, beanName, pvs);} catch (Throwable ex) { /* handle exception */ }return pvs; } // CommonAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {InjectionMetadata metadata = findResourceMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);try {metadata.inject(bean, beanName, pvs);} catch (Throwable ex) { /* handle exception */ }return pvs; }

從代碼及流程圖可以看出，兩種實現(xiàn)的差異僅在InjectionMetadata的查找邏輯，一個個來

AutowiredAnnotation

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#findAutowiringMetadata的核心邏輯可以追蹤到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#buildAutowiringMetadata

CommonAnnotation

CommonAnnotationBeanPostProcessor#findResourceMetadata的核心邏輯可以追蹤到CommonAnnotationBeanPostProcessor.buildResourceMetadata

InjectionElement

以上，對于不同的注解不同的方式（屬性/方法），會被封裝為不同的InjectionElement，并最終將所有的InjectionElement封裝在InjectionMetadata中

在找到InjectionElement之后，下一步便是依賴的解析和注入了（InjectionMetadata#inject）

這里的邏輯無非就是遍歷內(nèi)部所有的InjectionElement并執(zhí)行InjectionElement.inject，上面已經(jīng)介紹，對于不同的注解不同的方式（屬性/方法），會被封裝為不同的InjectionElement，那不同的InjectionElement也會有不同的inject邏輯，至此我們大致可以理出一個注解注入的大框架

所以，歸根結(jié)底，注入的過程在AutowiredFieldElement、AutowiredMethodElement、ResourceElement、等InjectionElement內(nèi)部，在繼續(xù)進行之前有必要了解一下DefaultListableBeanFactory#resolveDependency

還記得上文“創(chuàng)建bean實體”一節(jié)中介紹參數(shù)的注入時提到的AutowireCapableBeanFactory#resolveDependency么？該函數(shù)正是調(diào)用了DefaultListableBeanFactory#resolveDependency，上文并未詳細展開該函數(shù)的邏輯實現(xiàn)，其除了處理OptionalBean、及LazyBean之外，我們比較關(guān)心的邏輯在DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency

該函數(shù)處理了@Value、@Qualifier、@Primary、@Order等的邏輯

@Value的解析有兩個過程，1. StringValueResolver解析（${spring.sql.init} -> classpath:/init/init.sql）；2. PropertyEditor轉(zhuǎn)換（classpath:/init/init.sql -> Resouce）；

AutowiredFieldElement無非就是使用DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency將依賴的bean解析到，并設(shè)置到對應的屬性上

AutowiredMethodElement則是使用DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency將參數(shù)對應依賴的bean解析到，并執(zhí)行對應的方法

Q: 我們是否可以自定義注解（InstantiationAwareBeanPostProcessor），來實現(xiàn)類似 @Value、@Autowired 的功能？

屬性注入

AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyPropertyValues

還記得在一開始提到的BeanDefinition中的propertyValues么？（xml中的bean配置、自定義的BeanDefinition，也有可能來自InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessProperties），至此這一部分的屬性還未注入依賴

PropertyValue中記錄了需要注入的屬性，已經(jīng)依賴的類型（String、RuntimeBeanReference、等），根據(jù)不同的類型解析依賴的bean并設(shè)置到對應的屬性上（此過程與DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency極其相似，不再贅述）

初始化

AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean

以上，完成了bean實例的創(chuàng)建和屬性注入，之后還有一些初始化的方法，比如各種Aware的setXxx是如何調(diào)用的、@PostConstruct是怎么調(diào)用的？

Q: Aware類有很多，除了上圖中的三種之外，其他的Aware是什么時候調(diào)用的?
Q: @PreDestroy是如何調(diào)用的？destroy-method是何時執(zhí)行的？
Q: AbstractAdvisingBeanPostProcessor都做了什么？是如何處理AOP代理的？

注冊Disposable

AbstractBeanFactory#registerDisposableBeanIfNecessary

至此，終于完成了bean實例的創(chuàng)建、屬性注入以及之后的初始化，此后便可以開始使用了

在使用Spring的過程中經(jīng)常還會碰到設(shè)置銷毀邏輯的情況，如數(shù)據(jù)庫連接池、線程池等等，在Spring銷毀bean的時候還需要做一些處理，類似于C++中的析構(gòu)

在bean的創(chuàng)建邏輯中，最后一個步驟則是注冊bean的銷毀邏輯（DisposableBean）

銷毀邏輯的注冊有幾個條件

非prototype（singleton或者注冊的scope）

非NullBean

指定了destroy-method（如xml中指定或者BeanDefinition中直接設(shè)置）或者存在@PreDestroy注解的方法（CommonAnnotationBeanPostProcessor.requiresDestruction）

if (!mbd.isPrototype() && requiresDestruction(bean, mbd))

滿足以上條件的bean會被封裝為DisposableBeanAdapter，并注冊在DefaultSingletonBeanRegistry.disposableBeans中（詳見附錄#中間態(tài)說明）

Q: 理解了bean的銷毀注冊邏輯，那bean的銷毀時何時觸發(fā)以及如何執(zhí)行的？

嘗試類型轉(zhuǎn)換

以上，完成了bean的創(chuàng)建、屬性的注入、dispose邏輯的注冊，但獲得的bean類型與實際需要的類型可能依然不相符，在最終交付bean之前（getBean）還需要進行一次類型轉(zhuǎn)換，上文反復提到過PropertyEditor，此處不例外，使用的既是PropertyEditor進行的類型轉(zhuǎn)換，具體的邏輯不再贅述，再將bean轉(zhuǎn)換為真正需要的類型后，便完成了整個getBean的使命

Bean銷毀過程

了解了bean的完成創(chuàng)建過程后，那bean是如何銷毀的呢？

bean的創(chuàng)建過程始于DefaultListableBeanFactory.getBean，銷毀過程則終于ConfigurableApplicationContext#close，跟蹤下去，具體的邏輯在DefaultSingletonBeanRegistry#destroySingletons

// org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry public void destroySingletons() {synchronized (this.singletonObjects) {this.singletonsCurrentlyInDestruction = true;}String[] disposableBeanNames;synchronized (this.disposableBeans) {disposableBeanNames = StringUtils.toStringArray(this.disposableBeans.keySet());}for (int i = disposableBeanNames.length - 1; i >= 0; i--) {// 遍歷注冊的DisposableBeandestroySingleton(disposableBeanNames[i]);}// 清理各種緩存this.containedBeanMap.clear();this.dependentBeanMap.clear();this.dependenciesForBeanMap.clear();clearSingletonCache(); }

在介紹bean創(chuàng)建的時候提到過兩個概念

DefaultSingletonBeanRegistry.disposableBeans

需要注冊銷毀邏輯的bean會被封裝為DisposableBeanAdapter并緩存在此處

2. DefaultSingletonBeanRegistry.dependentBeanMap

對于存在依賴注入關(guān)系的bean，會將bean的依賴關(guān)系緩存在此處（dependentBeanMap: 哪些bean依賴了我; dependenciesForBeanMap: 我依賴了哪些bean）

從上圖中可以看出，bean的銷毀順序與創(chuàng)建順序正好相反，如果有 beanA --dependsOn--> beanB --> beanC ，創(chuàng)建（getBean）時一定是beanC -> beanB -> beanA，銷毀時一定是 beanA -> beanB -> beanC，以此避免因為依賴關(guān)系造成的一些異常情況

循環(huán)依賴

在介紹Bean創(chuàng)建的時候提到過earlySingletonObject，為了解決循環(huán)依賴的問題，在實例化完后屬性注入之前會提前將當前的bean實體暴露出來，以防止在屬性注入過程中所注入的bean又依賴當前的bean造成的類似“死鎖”的狀態(tài)，但即便有這樣的邏輯還是要注意幾點

顯示設(shè)置dependsOn的循環(huán)依賴

@DependsOn("beanB") @Component public class BeanA {}@DependsOn("beanC") @Component public class BeanB {}@DependsOn("beanA") @Component public class BeanC {}

dependsOn的依賴，在bean的創(chuàng)建之前便會處理

Spring在實例化以上bean時，在創(chuàng)建BeanA之前會觸發(fā)創(chuàng)建BeanB，創(chuàng)建BeanB之前會觸發(fā)創(chuàng)建BeanC，而創(chuàng)建BeanC之前又會觸發(fā)創(chuàng)建BeanA，由此引發(fā)一個無解的循環(huán)依賴

構(gòu)造函數(shù)循環(huán)依賴

@Component public class BeanA {public BeanA(BeanB beanB) {} }@Component public class BeanB {public BeanB(BeanC beanC) {} }@Component public class BeanC {public BeanC(BeanA beanA) {} }

與dependsOn一樣的原理，構(gòu)造函數(shù)參數(shù)依賴，同樣在bean的創(chuàng)建之前便會處理，從而引發(fā)無解的循環(huán)依賴

factory-method依賴

@Bean public BeanA beanA(BeanB beanB) {return new BeanA(); }@Bean public BeanB beanB(BeanC beanC) {return new BeanB(); }@Bean public BeanC beanC(BeanA beanA) {return new BeanC(); }

原理與上述相同，不再贅述

顯示dependsOn、構(gòu)造函數(shù)依賴、factory-method依賴任意混合

@DependsOn("beanB") @Component public class BeanA { }@Component public class BeanB {public BeanB(BeanC beanC) {} }@Bean public BeanC beanC(BeanA beanA) {return new BeanC(); }

似乎我們找到了一定的規(guī)律，只要一個循環(huán)依賴中的所有bean，其依賴關(guān)系都需要在創(chuàng)建bean實例之前進行解決，此循環(huán)依賴則一定無解

打破無解的循環(huán)依賴

還以上述三個Bean為例，先將其中任意一個依賴設(shè)置為屬性依賴（屬性依賴的處理，在bean實例創(chuàng)建完成且暴露earlySingleton之后）

@Component public class BeanA {@Autowiredprivate BeanB beanB; }@Component public class BeanB {public BeanB(BeanC beanC) {} }@Bean public BeanC beanC(BeanA beanA) {return new BeanC(); }

或

@DependsOn("beanB") @Component public class BeanA { }@Component public class BeanB {private BeanC beanC;@Resourcepublic void setBeanC(BeanC beanC) {this.beanC = beanC;} }@Bean public BeanC beanC(BeanA beanA) {return new BeanC(); }

等等

為了避免無解的循環(huán)依賴，在構(gòu)成循環(huán)依賴的一個環(huán)中，只需要保證其中至少一個bean的依賴在該bean創(chuàng)建且暴露earlySingleton之后處理即可

我們以“bean創(chuàng)建且暴露earlySingleton”為節(jié)點，在此之前處理依賴的有instance supplier parameter、factory method parameter、constructor parameter、等，在此之后處理的依賴有 class property、setter parameter、等

小結(jié)

本文介紹了Spring體系內(nèi)bean的創(chuàng)建及銷毀過程，在經(jīng)過萬次的commit后，也造就了Spring一定程度上的復雜度

本文并未全方位的詮釋bean的創(chuàng)建過程，文中遺留了很多疑問點，同時也能發(fā)現(xiàn)Spring提供了眾多的擴展點來增強Ioc的能力，讓開發(fā)者能夠更好的使用/駕馭

下一篇文章，將著重介紹Spring本文中遺留的疑問點及Spring所提供的各種擴展能力

附錄

中間態(tài)說明

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林中通幽徑，深山藏小舍

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的不一样 使用别名 数据字段和bean_【修炼内功】[spring-framework] [3] Bean是如何创建又是如何销毁的？...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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