4、Spring之Bean生命周期源码解析(创建)

Spring最重要的功能就是帮助程序员创建对象(也就是IOC),而启动Spring就是为创建Bean对象做准备,所以我们先明白Spring到底是怎么去创建Bean的,也就是先弄明白Bean的生命周期。

Bean的生命周期就是指:在Spring中,一个Bean是如何生成的,如何销毁的。

Bean生命周期流程图:

 附带资料JFR介绍:

深度探索JFR - JFR详细介绍与生产问题定位落地 - 1. JFR说明与启动配置 - 知乎

黑匣子是用于记录飞机飞行和性能参数的仪器,在飞机出问题后,用于定位问题原因。JFR 就是 Java 的黑匣子。

JFR 是 Java Flight Record (Java飞行记录) 的缩写,是 JVM 内置的基于事件的JDK监控记录框架。这个起名就是参考了黑匣子对于飞机的作用,将Java进程比喻成飞机飞行。顾名思义,这个记录主要用于问题定位和持续监控。

Bean的生成过程

1. 生成BeanDefinition

Spring启动的时候会进行扫描,会先调用org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateComponentProvider#scanCandidateComponents(String basePackage)

扫描某个包路径,并得到BeanDefinition的Set集合。

关于Spring启动流程,后续会单独的课详细讲,这里先讲一下Spring扫描的底层实现:

Spring扫描底层流程:Spring扫描底层流程| ProcessOn免费在线作图,在线流程图,在线思维导图

  1. 首先,通过ResourcePatternResolver获得指定包路径下的所有.class文件(Spring源码中将此文件包装成了Resource对象)
  2. 遍历每个Resource对象
  3. 利用MetadataReaderFactory解析Resource对象得到MetadataReader(在Spring源码中MetadataReaderFactory具体的实现类为CachingMetadataReaderFactory,MetadataReader的具体实现类为SimpleMetadataReader)
  4. 利用MetadataReader进行excludeFilters和includeFilters,以及条件注解@Conditional的筛选(条件注解并不能理解:某个类上是否存在@Conditional注解,如果存在则调用注解中所指定的类的match方法进行匹配,匹配成功则通过筛选,匹配失败则pass掉。)
  5. 筛选通过后,基于metadataReader生成ScannedGenericBeanDefinition
  6. 再基于metadataReader判断是不是对应的类是不是接口或抽象类
  7. 如果筛选通过,那么就表示扫描到了一个Bean,将ScannedGenericBeanDefinition加入结果集

MetadataReader表示类的元数据读取器,主要包含了一个AnnotationMetadata,功能有

  1. 获取类的名字、
  2. 获取父类的名字
  3. 获取所实现的所有接口名
  4. 获取所有内部类的名字
  5. 判断是不是抽象类
  6. 判断是不是接口
  7. 判断是不是一个注解
  8. 获取拥有某个注解的方法集合
  9. 获取类上添加的所有注解信息
  10. 获取类上添加的所有注解类型集合

值得注意的是,CachingMetadataReaderFactory解析某个.class文件得到MetadataReader对象是利用的ASM技术,并没有加载这个类到JVM。并且,最终得到的ScannedGenericBeanDefinition对象,beanClass属性存储的是当前类的名字,而不是class对象。(beanClass属性的类型是Object,它即可以存储类的名字,也可以存储class对象)。

最后,上面是说的通过扫描得到BeanDefinition对象,我们还可以通过直接定义BeanDefinition,或解析spring.xml文件的<bean/>,或者@Bean注解得到BeanDefinition对象。(后续课程会分析@Bean注解是怎么生成BeanDefinition的)。

2. 合并BeanDefinition

通过扫描得到所有BeanDefinition之后,就可以根据BeanDefinition创建Bean对象了,但是在Spring中支持父子BeanDefinition,和Java父子类类似,但是完全不是一回事。

父子BeanDefinition实际用的比较少,使用是这样的,比如:

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child"/>

这么定义的情况下,child是单例Bean。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child" parent="parent"/>

但是这么定义的情况下,child就是原型Bean了。

因为child的父BeanDefinition是parent,所以会继承parent上所定义的scope属性

而在根据child来生成Bean对象之前,需要进行BeanDefinition的合并,得到完整的child的BeanDefinition。

3. 加载类 

BeanDefinition合并之后,就可以去创建Bean对象了,而创建Bean就必须实例化对象,而实例化就必须先加载当前BeanDefinition所对应的class,在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean()方法中,一开始就会调用:

Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);

这行代码就是去加载类,该方法是这么实现的:

if (mbd.hasBeanClass()) {return mbd.getBeanClass();
}
if (System.getSecurityManager() != null) {return AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Class<?>>) () ->doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch), getAccessControlContext());}
else {return doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch);
}

public boolean hasBeanClass() {return (this.beanClass instanceof Class);
}

如果beanClass属性的类型是Class,那么就直接返回,如果不是,则会根据类名进行加载(doResolveBeanClass方法所做的事情)

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