Spring源码笔记（一）：追根刨底IOC
很多人信奉“不去造轮子”，看似性价比很高的一句话，却不知道这句话是有前提的，那就是“你得知道轮子的内部结构”，否则就是自我麻痹
关于Spring，作为一个javaer必须要了解的框架，我觉得我们有必要对其追根刨底。
废话不多说，干货才是硬道理。
1、首先，我们从main函数入口。
2、进入SpringApplication类内部，调用构造方法和run方法。
3、在构造方法中，初始化系统资源，如：primarySources，咱们的启动类；如webApplicationType，这个参数在Spring Boot 1.x的时候，类型是一个boolean值，在当前版本，有三个值，NONE,SERVLET,REACTIVE。三个参数来源于WebAplicationType枚举类。这里我们返回的是SERVLET，代表启动Servlet Web服务器。
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public enum WebApplicationType { /** * The application should not run as a web application and should not start an * embedded web server. */ NONE, /** * The application should run as a servlet-based web application and should start an * embedded servlet web server. */ SERVLET, /** * The application should run as a reactive web application and should start an * embedded reactive web server. */ REACTIVE; ...... } |
4、紧接着，我们进入run方法，让我们看一下run方法大概是个什么造型，其中最为主要的有createApplicationContext、refreshContext等。
5、当我们进入createApplicationContext内部，Spring Boot为我们创建容器，这时候我们使用在构造初始化完成的参数：webApplicationType创建相对应的容器，这里通过反射创建容器org.springframework.boot.web.servlet.context.AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
6、接下来看一下这个容器的继承结构，为什么要了解一下其继承结构呢？因为在后续的使用过程中面向接口编程，我们需要知道其继承结构，才能找到对应执行的源码。
7、接下来继续回到run方法中，继续往下走，准备执行一个非常重要的方法：refresh。
8、我们沿着源码继续往深处走。
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/** * Refresh the underlying {@link ApplicationContext}. * @param applicationContext the application context to refresh */ protected void refresh(ApplicationContext applicationContext) { Assert.isInstanceOf(AbstractApplicationContext.class, applicationContext); ((AbstractApplicationContext) applicationContext).refresh(); } |
这里调用我们容器的refresh方法，而容器是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，该容器没有实现refresh方法，这时候在之前了解到的继承结构就有派场了，父类ServletWebSerApplicationContext实现了方法。
9、继续往上走，AbstractApplicationContext，经过一系列准备，我们终于来到核心地带。
10、AbstractApplicationContext存在spring-context包下，接下来我们来分析分析容器的初始化过程。这里obtainFreshBeanFactory方法会创建一个beanFactory，如果存在旧的则销毁旧的再创建新的。
11、在obtainFreshBeanFactory方法中，会调用父类的refreshBeanFactory方法，我们再次利用继承结构，我们会进入父类GenericApplicationContext当中，而不是AbstractRefreshableApplicationContext。在以前，如果是基于xml方式去生成bean，我们经常会用到FileSystemXmlApplicationContext或ClassPathXmlApplicationContext去当我们的容器，这个时候就会进入父类AbstractRefresnableApplicationContext当中去初始化容器。
12、在GenericApplicationContext当中，其实我们早就已经初始化容器了，在之前没有提及，我们在初始化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext容器的时候，这个容器的父类继承ServletWebServerApplicationContext，而它又继承GenericWebApplicationContext，而它又继承GenericApplicationContext。
所以我们我们此时已经拥有了beanFactory，它的实现是DefaultListableBeanFactory，接下来看源码。
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public class AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext extends ServletWebServerApplicationContext implements AnnotationConfigRegistry { |
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public class ServletWebServerApplicationContext extends GenericWebApplicationContext implements ConfigurableWebServerApplicationContext { |
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public class GenericWebApplicationContext extends GenericApplicationContext implements ConfigurableWebApplicationContext, ThemeSource { |
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public class GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext implements BeanDefinitionRegistry { private final DefaultListableBeanFactory beanFactory; /** * Create a new GenericApplicationContext. * @see #registerBeanDefinition * @see #refresh */ public GenericApplicationContext() { this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory(); } } |
13、我们验证一下这个beanFactory的类型，其实在之前基于XML的方式也是DefaultListableBeanFactory，所以这个容器类就变得至关重要了。
14、接下来，我们要进入invokeBeanFactoryPostProcessors方法进行初始化IOC容器。若是以基于XML配置的，IOC容器初始化则是在obtainFreshBeanFactory内。
15、执行invokeBeanFactoryPostProcessors会做一层封装，然后进入PostProcessorRegistrationDelegate的invokeBeanFactoryPostProcessors。
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protected void invokeBeanFactoryPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory, getBeanFactoryPostProcessors()); // Detect a LoadTimeWeaver and prepare for weaving, if found in the meantime // (e.g. through an @Bean method registered by ConfigurationClassPostProcessor) if (beanFactory.getTempClassLoader() == null && beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) { beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory)); beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader())); } } |
16、在这个方法里，经过一系列配置后，进入invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors。
17、我们继续往深处走
18、我们看到postProcessor的类型为ConfigurationClassPostProcessor，所以在进入postProcessBeanDefinitionRegistry我们也需要进入该类，然后逐步分析源码。
19、我们继续深入，没有办法，封装的很严实，很深。
20、我们马上就要注册bean实现IOC容器的初始化了，但是在这之前，我们需要扫描所有的类。这里我们传入的candidates，是我们的启动类DemoApplication，在这个类上，有@SpringBootApplication注解。
在这里，Spring会去扫描Bean并注册。
21、继续往下走，我们传进来的configCandidates是我们的启动类集合，只有一个，bean被BeanDefinition封装这，而BeanDefinition又被BeanDefinitionHolder封装着，继续进入parse方法。
22、继续往下走，进入processConfigurationClass方法。
23、这个时候Spring才准备开始扫描指定包下的所有类，继续前进。
24、在这里，Spring又进行一系列准备，继续深入parse方法。
25、Spring继续进行一系列准备操作，这次是对包的一个过滤操作，最后执行doScan方法。在Spring中，以do开始的都是小弟，都是干活的，我们传入的包basePackages，是我们指定的包，如果没有指定，那就将启动类所在目录作为扫描包，Spring将扫描该包下的所有类（带注解或不带注解，都会被扫描，在后续会对不是Spring注解的进行一个过滤，不进行注册。）。
26、在doScan里，Spring会扫描所有的类，然后解析，是需要注册的Bean，在这里进行注册，完成IOC容器beanDefinitionMap的一个初始化过程。具体来看，findCandidateComponents方法是找到所有候选组件，也就是可进行注册的Bean，也就是说，在这个方法里，Spring返回的BeanDefinition集合，都是需要进行注册的，在方法内部已经完成筛选。
27、这里又做了一层过滤，我们继续往下走。
28、在这里就是准备resources，准备解析class，解析完成后做一个筛选，然后返回给IOC进行注册。
这里获取metadataReaderFactory，类型是CachingMetadataReaderFactory，看名字也能看出来，优先使用缓存。
代码如下，继承结构如下。
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public final MetadataReaderFactory getMetadataReaderFactory() { if (this.metadataReaderFactory == null) { this.metadataReaderFactory = new CachingMetadataReaderFactory(); } return this.metadataReaderFactory; } |
29、缓存得不到，我们就去父类获取metadataReader，再放入缓存，以便下次直接从缓存获取，而它的父类在上面提到，父类是SimpleMetadaReaderFactory。
30、进入父类，new了一个SimpleMetadataReader，继续深入，看构造方法。
31、在这个构造方法里，初始化了这个resource所对应的class，然后去解析这个class。继续看accept方法。
在这个里面就不用再看了，基本上已经到底了，这里就是ClassReader如何去解析了。
好，现在我们蓦然回首，你会发现，这条路崎岖不堪。
跑题了，我们言归正传。
32、
当这个类被解析完毕后，被visitor装载，而在解析的下面几行代码，将visitor赋值给SimpleMetadaReader对象的两个属性里，所以我们在第28的时候，这个metadataReader是SimpleMetadataReader对象，且两个成员属性是一样的，都是这个visitor，它是AnnotationMetadataReadingVisitor类的对象，装载着这个resource对应class的所有信息，尤其是注解（因为我们本身就是基于注解开发）。
33、
我们看到第28，我们获取到metadaReader后会对它进行判定，判断是否为候选组件，也就是说有没有注解（当然，Spring做了比这更多的事情）。
在这里，this.excludeFilters是一个List，包含是三个TypeFilter，其中有一个是我们的启动类DemoApplication，因为在beanFactory已经注册过了，所以这里不需要再重复注册。
this.includeFilters是包含的规则，它也是一个List，里面两个TypeFilter，分别是Component和ManageBean，前者是Spring提供的，后者是Java自带的。也就是说只要在扫描包内类上标志这两个注解，都会提供给IOC注册。
但是问题来了，我们平时用的@Controller，@RestController，@Service，@Repository，@Configuration等等这些注解也不是@Component啊？里面怎么搞？
别着急，我们先来看一下Controller注解
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@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Component public @interface Controller { |
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@Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Indexed public @interface Component { |
Spring的@Component上有@Indexed，代表可被继承，所以@Controller继承@Component，自然而然只需要判断@Component就可以达到Spring想要的效果了。
34、我们回到26，我们得到了candidates，它是需要注册的bean集合，后续进行遍历。
这里，我们先思考一个问题，我们知道IOC容器是一个Map，
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private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap(256); |
如果Bean名称重复，它是如何解决的？
在第26，余下的部分代码没有截图，这里奉上
35、在这个方法里，Spring解决bean名称冲突的问题
36、Spring到底如何比较两个名称一致的bean？
里面进行三个判断，如果满足其中一个，则会返回true，然后在外面一层，则不会抛异常，返回false，然后跳过该bean的注册。
第一个：
beanDefinition是否是ScannedGenericBeanDefinition。细心的读者会发现，我们目前所生成的BeanDefinition就是ScannedGenericBeanDefinition，为什么，请看第28，在这里，有这样一行代码：
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ScannedGenericBeanDefinition sbd = new ScannedGenericBeanDefinition(metadataReader); |
如果是Spring自己扫描的，则就是一个这样的Bean，如果是其他方式注册的，就可能不属于ScannedGenericBeanDefinition
false，再取反，true，进入方法，返回false，跳过本次注册。
第二个第三个：比较source和比较两个对象。
37、在上一步说了Spring如何解决两个对象bean名称一致的问题，以及如何比较旧bean和新bean。
我们看第35的图发现，如果bean不一致，但是名称一致，会抛一个异常，我们来做一个【测试】
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@RestController public class DemoController { } |
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@Service(value = "demoController") public class DemoUtil { } |
38、我们继续看第34这张图的代码，当Spring判断为可进行注册的bean，则往下走，BeanDefinitionHolder封装着BeanDefinition，然后进行注册。
在DefaultListableBeanFactory中，还有一个重要的参数，allowBeanDefinitionOverriding：从名称上看代表允许覆盖BeanDefinition，没错，就是这样的。
首先，它的默认值是true，代表可以可以覆盖。如果为true，发现两个名称一致的bean，后者会把前者覆盖，如果为false，发现两个名称一致的bean，则会抛一个异常：BeanDefinitionOverrideException。
这个时候可能就会问，之前不是已经筛选过了吗？为什么这里还需要做一层？之前是注册（register），这次是IOC容器（beanDefinitionMap）。
Spring源码不是一朝一夕就能读完的，本文篇幅有些许的长，后续的源码分析中会小步快跑，感谢阅读。
你的关注，是我的荣幸
你要做多大的事情，就该承受多大的压力。
似水流年
看起来 好高端
228
如此好文章一定要留下名啊
27wy.cn
@228 哈哈～相互学习相互学习，不对的地方多指点～
asdasd
dahnsdadas
Elainejer
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Happy New Year 2021!!!