Spring启动流程

 Spring用了挺久的了，可是没系统作过总结，恰好前段时间在作一个Spring封装的项目，趁机回顾了下，便基于Spring framework 4.3.22作了源码分析。

 刚开始接触Spring时的入门例子大体以下：

 设置配置文件路径，初始化ApplicationContext而后获取Bean，处理完后关闭context便可。这一节先来了解Spring的启动过程。

一. 启动

 跟踪ClassPathXmlApplicationContext的构造方法能够看到以下内容：

 里面设置了配置文件的路径，而且调用了父类AbstractApplicationContext的refresh方法，该方法完成了Spring环境的初始化。以下，为refresh方法的主要过程（为方便排版，去除了原来的注释和空格）：

 下面将介绍各个方法步骤的内容，但不进行过多的深刻，后面会单独对每一个深刻的细节进行详细的介绍，这节先介绍大概过程。

1.1. try

1.prepareRefresh

 PrepareRefresh的内容如上，该方法主要进行环境的准备，包括Context的启动时间，活动状态，而后会设置context中的配置数据源，使用默认的StandardEnvironment对象，该对象添加了System.env()属性和System.properties()属性。initPropertySources方法用于初始化context 中 environment的属性源。在AbstractApplicationContext中为空实现。其余子类的实现以下：

 对于GenericWebApplicationContext和AbstractRefreshableWebApplicationContext的实现大体一致，都是:

 经过在getEnvironment方法中，重写createEnvironment方法，将默认的StandardEnvironment替换为StandardServletEnvironment， Environment的关系图为：

 于是会执行该类的initPropertySources方法，为context添加ServletContext和ServletConfig对应的配置属性源。具体的Environment中配置属性源的加载会在后面单独进行介绍。

2.obtainFreshBeanFactory

 该方法的实现以下，经过refreshBeanFacotry重置AbstractApplicationContext持有的BeanFacotry，而后经过getBeanFacotry得到该对象再返回。

 AbstractApplicationContext中refreshBeanFacoty方法和getBeanFactory方法都是抽象方法，具体实如今AbstractRefreshableApplicationContext上。

 如上，增长了方法的注释，重点在于loadBeanDefinitions方法，该抽象方法在具体实现子类上用于处理不一样场景下Bean定义的加载，如Xml配置，注解配置，Web环境等，具体实现会在后面展开。

 目前，只是完成了Bean定义的加载，没有出现Bean的实例化。

3.prepareBeanFactory

 为第2步返回的BeanFactory设置基础属性。包括：

1. 设置ClassLoader
2. 设置beanFactory的表达式语言处理器，默认使用EL表达式，可使用#{bean.xxx}的形式来调用相关属性值
3. 添加默认的属性编辑器
4. 添加后置处理器ApplicationContextAwareProcessor，在Bean初始化后自动执行各Aware接口的set方法，包括ResourceLoaderAware、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware、ApplicationContextAware、EnvironmentAware
5. 添加须要忽略的依赖注入类型，这些类型会在ApplicationContextAwareProcessor中经过BeanPostProcessor后置处理，包括第（4）点涉及的各内容
6. 预先设置用于自动依赖注入的接口对象，包括BeanFactory、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext
7. 若是存在loadTimeWeaver这个Bean，则增长对应的后置处理器
8. 若是不存在environment，systemProperties，systemEnvironment这3个默认的环境属性Bean，则注册对应的单例，这3个对象已经在第1步中初始化完成

 具体能够看源码，这步主要预先设置公共的单例Bean并添加一些公共的后置处理动做，主要体如今BeanPostProcessor上。

4.postProcessBeanFactory

 全部Bean的定义已经加载完成，可是没有实例化，这一步能够修改bean定义或者增长自定义的bean，AbstractApplicationContext中为空实现。

 如上，以AbstractRefreshableWebApplicationContext为例，其增长了ServletContextAwareProcessor后置处理器，用于处理ServletContextAware接口和ServletConfigAware接口中相关对象的自动注入。同时新增了Web相关的应用范围，包括：request,session,globalSession和application，并增长了各范围默认的单例对象。最后增长了Web环境相关的环境配置Bean,包括servletContext，servletConfig，contextParameters和contextAttributes。

 该步骤的功能同第3步相似，都可以增长一些后置处理器。

5.invokeBeanFactoryPostProcessors

 在Spring容器中找出实现了BeanFactoryPostProcessor接口的Bean并执行。Spring容器会委托给PostProcessorRegistrationDelegate的invokeBeanFactoryPostProcessors方法执行，内容以下：

 invokeBeanFactoryPostProcessors在处理时，将BeanFactoryPostProcessor分为了两类进行处理，BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor，其中BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承自BeanFactoryPostProcessor。执行的时候，先找出全部的BeanDefinitionRegistryPostProcessor执行再找出全部BeanFactoryPostProcessor执行。由于BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承自BeanFactoryPostProcessor，因此执行后者时会过滤掉前者的内容。

 在执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor时，会按照以下的优先级，分类先执行postProcessBeanDefinitionRegistry方法，再统一执行全部的postProcessBeanFactory方法，，规则为：

1. 筛选实现了PriorityOrdered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现
2. 筛选实现了Ordered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现，并执行
3. 执行其余BeanDefinitionRegistryPostProcessors

 在执行BeanFactoryPostProcessor也会按照如上的规则，执行BeanFactoryPostProcessor方法。

 这里会实例化并初始化实现BeanFactoryPostProcessor接口的类并执行，若存在依赖的的Bean也会被初始化和实例化，具体的过程会在介绍Bean初始化过程时说明。

6.registerBeanPostProcessors

 从Spring容器中找出的BeanPostProcessor接口的Bean，并添加到BeanFactory内部维护的List属性中，以便后续Bean被实例化的时候调用这个BeanPostProcessor进行回调处理。该方法委托给了PostProcessorRegistrationDelegate类的registerBeanPostProcessors方法执行。执行过程同步骤5相似，也是按照优先级进行了筛选，具体顺序为：

1. 将实现PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor列表注册到ApplicationContext中
2. 将实现Ordered接口的BeanPostProcessor列表注册到ApplicationContext中
3. 将剩余的BeanPostProcessor列表注册到ApplicationContext中
4. 将实现MergedBeanDefinitionPostProcessor接口的BeanPostProcessor列表注册到ApplicationContext中

 其中MergedBeanDefinitionPostProcessor接口继承自BeanPostProcessor接口，于是，上述第（4）点的列表同头三点的列表是存在交集的。可是，AbstraceApplicationContext在添加BeanPostProcessor时，会先将存在的对象删除，再添加新的，以下：

 于是执行顺序为于是执行顺序为:PriorityOrdered、Ordered、NotOrdered、MergedBeanDefinitionPostProcessor。

 这里会实例化并初始化实现BeanPostProcessor接口的类，但不执行，若存在依赖的的Bean也会被初始化和实例化。

7.initMessageSource

 在Spring容器中初始化一些国际化相关的属性

8.initApplicationEventMulticaster

 在Spring容器中初始化事件广播器对象SimpleApplicationEventMulticaster，并将该对象做为单例applicationEventMulticaster注册到Context中。该广播器用于广播ApplicationEvent事件对应的ApplicationListener接口Bean。

 PS：根据以上的顺序，在这以前实例化的Bean，都不会通过BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor的处理，包括由于依赖而实例化的Bean,还有提早经过new注册的Bean（只有直接调用BeanFactory.getBean方法获取的bean才会进行后置回调）。这里须要注意，Context提早将两种后置处理器的全部实现都提早加载了，因为实例化前须要将依赖的Bean提早实例化，因此被这两种后置处理器依赖的Bean的初始化动做，是不会被其监听到的。

9.onRefresh

 模板方法，可用于refresh动做的扩展，默认为空实现。在SpringBoot中主要用于启动内嵌的web服务器。

10.registerListeners

 找出系统中的ApplicationListener对象，注册到时间广播器中。若是有须要提早进行广播的时间，则执行广播.

11.finishBeanFactoryInitialization

 实例化BeanFactory中已经被注册可是未实例化的全部实例(懒加载的不须要实例化)，主要操做是BeanFacotry的preInstantiateSingletons方法。该方法分为两部分：

1. 遍历已经解析出来的全部beanDefinitionNames，若是不是抽象类、是单例且没有设置懒加载，则进行实例化和初始化。
2. 在spring容器管理的全部单例对象（非懒加载对象）初始化完成以后调用SmartInitializingSingleton回调接口，注意，该回调只会发生在启动阶段，后续懒加载对象再初始化的话，不会再进行回调
3. finishRefresh

 刷新后的其余动做，包括：

1. 初始化生命周期处理器DefaultLifecycleProcessor，该处理器管理全部实现了Lifecycle接口的类
2. 通知全部Lifecycle.onRefresh，该方法内部调用LifecycleProcessor.startBeans(false)，这里只会调用实现了SmartLifecycle接口，而且设定了AutoStartup的实例，回调将按照设定的优先级，从低到高执行
3. 发布ContextRefreshedEvent通知事件
4. 调用LiveBeansView的registerApplicationContext方法

1.2. catch

1.destroyBeans

 销毁全部已经注册的单例，对于实现了DisposableBean的类，会先单独进行销毁，以便执行回调方法，再清理全部单例的缓存信息和剩余的单例实例

2.cancelRefresh

 将当前的活动状态标识为false

1.3. finally

1. resetCommonCaches

 清除缓存

二. 关闭

 AbstractApplicationContext的close方法以下：

 主要是调用doClose方法，而后判断是否有shutdownHook，若是有则移除该钩子，避免重复关闭，由于默认的shutdownHook也是调用的doClose方法。

 doClose方法以下：

 过程为：

1. 去除当前Context的MBean，若是开启了MBean
2. 发送ContextClosedEvent通知事件
3. 回调声明周期管理器的onClose方法
4. 销毁已经实例化的单例，同上面提到的一致
5. 重置BeanFacotry id为空
6. 调用onClose方法，默认实现为空，对于SpringBoot应用，在前面说过，SpringBoot应用重写了onRefresh方法用于启动web服务器，而在这里，则用于关闭内嵌的web服务器。（PS：注意这里，web服务器的关闭是在全部Bean销毁后再关闭的，于是在关闭服务器前，web还会接收Http请求，有可能致使请求没法处理，官方给了一个解决方法，详见issue https://github.com/spring-projects/spring-boot/issues/4657）

三. Start Stop方法

 这两个方法来自Lifecycle接口，以下，简单的调用了DefaultLifecycleProcessor的start和stop方法，回调Lifecycle的实现类。

四. 扩展接口顺序

 咱们知道Spring中存在不少预设的接口，用于扩展。经过以上分析，目前获得的回调接口顺序以下：

 后续对其余细节进行展开时，会看到更多的扩展接口，到时再更新上面的图。

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