如何使用这些bean，bean加载的探索：
MyTestBean bean=(MyTestBean) bf.getBean("myTestBean");
AbstractBeanFactory.java
protected <T> T doGetBean(
final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
//提取对应的beanName
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
//检查缓存中或者实例工厂中是否有对应的实例,
//为什么首先会使用这段代码呢,因为在创建单例bean的时候会存在依赖注入的情况，
//而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，Spring创建bean的原则是不等bean创建完成就会将创建bean的ObjectFactory提早曝光,
//也就是将ObjectFactory加入到缓存中，一旦下个bean创建时候需要依赖上个bean则直接使用,
//直接尝试从缓存获取或者singletonFactories中的ObjectFactory中获取
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
//返回对应的实例，有时候存在诸如BeanFactory的情况并不是直接返回实例本身而是返回指定方法返回的实例
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
//只有在单例情况才会尝试解决循环依赖，
//原型模式情况下，如果存在,A中有B的属性，B中有A的属性，
//那么当依赖注入的时候，就会产生当A还未创建完的时候因为对于B的创建再次返回创建A，造成循环依赖，
//也就是下面的情况,isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)为true
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
} //如果beanDefinitionMap中也就是在所有已经加载的类中不包括beanName则尝试从parentBeanFactory中检测
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
//递归到BeanFactory中寻找
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
//如果不是仅仅做类型检查则是创建bean，这里要进行记录
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
} try {
//将存储XML配置文件的GernericBeanDefinition转换为RootBeanDefinition，如果指定BeanName是子Bean的话同时会合并父类的相关属性
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args); //若存在依赖则需要递归实例化依赖的bean
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
if (dependsOn != null) {
for (String dependsOnBean : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dependsOnBean)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dependsOnBean + "'");
}
//缓存依赖调用
registerDependentBean(dependsOnBean, beanName);
getBean(dependsOnBean);
}
}
//实例化依赖的bean后便可以实例化mbd本身了
//singleton模式的创建
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
//prototype模式的创建(new)
else if (mbd.isPrototype()) {
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
//指定的scope上实例化bean
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; " +
"consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}
//检查需要的类型是否符合bean的实际类型
if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) {
try {
return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type [" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "]", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}
仅从代码量上就能看出来bean的加载经历了一个相当复杂的过程，其中涉及各种各样的考虑。参照部分代码注释，是可以粗略地了解整个Spring加载bean的过程。对于加载过程中所涉及的步骤大致如下。
（1）转换对应beanName。
传入的参数name不就是beanName吗？其实不是，这里传入的参数可能是别名，也可能是FactoryBean，所以需要进行一系列的解析，这些解析内容包括如下内容。
- 去除FactoryBean的修饰符，也就是如果name="&aa"，那么会首先去除&而使name="aa"。
- 取指定alias所表示的最终beanName，例如别名A指向名称为B的bean则返回B；
- 若别名A指向别名B，别名B又指向名称为C的bean则返回C。
（2）尝试从缓存中加载单例。
单例在Spring的同一个容器内只会被创建一次，后续再获取bean，就直接从单例缓存中获取了。当然这里也只是尝试加载，首先尝试从缓存中加载，如果加载不成功则再次尝试从singletonFactories中加载。因为在创建单例bean的时候会存在依赖注入的情况，而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，在Spring中创建bean的原则是不等bean创建完成就会将创建bean的ObjectFactory提早曝光加入到缓存中，一旦下一个bean创建时候需要依赖上一个bean则直接使用ObjectFactory。
（3）bean的实例化。
如果从缓存中得到了bean的原始状态，则需要对bean进行实例化。缓存中记录的只是最原始的bean状态，并不一定是我们最终想要的bean。举个例子，假如我们需要对工厂bean进行处理，那么这里得到的其实是工厂bean的初始状态，但是我们真正需要的是工厂bean中定义的factory-method方法中返回的bean，而getObjectForBeanInstance就是完成这个工作的。
（4）原型模式的依赖检查。
只有在单例情况下才会尝试解决循环依赖，如果存在A中有B的属性，B中有A的属性，那么当依赖注入的时候，就会产生当A还未创建完的时候因为对于B的创建再次返回创建A，造成循环依赖，也就是情况：isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)判断true。
（5）检测parentBeanFactory。
从代码上看，如果缓存没有数据的话直接转到父类工厂上去加载了，这是为什么呢？
不要忽略了一个很重要的判断条件：parentBeanFactory != null && !containsBean Definition (beanName)，parentBeanFactory != null。parentBeanFactory如果为空，则其他一切都是浮云，这个没什么说的，但是!containsBeanDefinition(beanName)就比较重要了，它是在检测如果当前加载的XML配置文件中不包含beanName所对应的配置，就只能到parentBeanFactory去尝试下了，然后再去递归的调用getBean方法。
（6）将存储XML配置文件的GernericBeanDefinition转换为RootBeanDefinition。
因为从XML配置文件中读取到的Bean信息是存储在GernericBeanDefinition中的，但是所有的Bean后续处理都是针对于RootBeanDefinition的，所以这里需要进行一个转换，转换的同时如果父类bean不为空的话，则会一并合并父类的属性。
（7）寻找依赖。
因为bean的初始化过程中很可能会用到某些属性，而某些属性很可能是动态配置的，并且配置成依赖于其他的bean，那么这个时候就有必要先加载依赖的bean，所以，在Spring的加载顺寻中，在初始化某一个bean的时候首先会初始化这个bean所对应的依赖。
（8）针对不同的scope进行bean的创建。
在Spring中存在着不同的scope，其中默认的是singleton，但是还有些其他的配置诸如prototype、request之类的。在这个步骤中，Spring会根据不同的配置进行不同的初始化策略。
（9）类型转换。
程序到这里返回bean后已经基本结束了，通常对该方法的调用参数requiredType是为空的，但是可能会存在这样的情况，返回的bean其实是个String，但是requiredType却传入Integer类型，那么这时候本步骤就会起作用了，它的功能是将返回的bean转换为requiredType所指定的类型。当然，String转换为Integer是最简单的一种转换，在Spring中提供了各种各样的转换器，用户也可以自己扩展转换器来满足需求。
经过上面的步骤后bean的加载就结束了，这个时候就可以返回我们所需要的bean了，其中最重要的就是步骤（8），针对不同的scope进行bean的创建，你会看到各种常用的Spring特性在这里的实现。
缓存中获取单例bean实例
@Override
public Object getSingleton(String beanName) {
//参数true设置标识允许早期依赖
return getSingleton(beanName, true);
}
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
//检查缓存中是否存在实例
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
//如果为空或者正在创建，则锁定全局变量并进行处理
synchronized (this.singletonObjects) {
//如果此bean正在加载则不处理
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
//当某些方法需要提前初始化的时候则会调用addSingletonFactory方法将对应的ObjectFactory初始化策略存储在singletonFactories
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
//调用预先设定的getObject方法
singletonObject = singletonFactory.getObject();
//记录在缓存中，earlySingletonObjects和singletonFactories互斥
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}
这个方法涉及循环依赖的检测，以及涉及很多变量的记录存取。这个方法首先尝试从singletonObjects里面获取实例，如果获取不到再从earlySingletonObjects里面获取，如果还获取不到，再尝试从singletonFactories里面获取beanName对应的ObjectFactory，然后调用这个ObjectFactory的getObject来创建bean，并放到earlySingletonObjects里面去，并且从singletonFacotories里面remove掉这个ObjectFactory，而对于后续的所有内存操作都只为了循环依赖检测时候使用，也就是在allowEarlyReference为true的情况下才会使用。
这里涉及用于存储bean的不同的map，简单解释如下。
singletonObjects：用于保存BeanName和创建bean实例之间的关系，bean name --> bean instance。
singletonFactories：用于保存BeanName和创建bean的工厂之间的关系，bean name -->ObjectFactory。
earlySingletonObjects：也是保存BeanName和创建bean实例之间的关系，与singletonObjects的不同之处在于，当一个单例bean被放到这里面后，那么当bean还在创建过程中，就可以通过getBean方法获取到了，其目的是用来检测循环引用。
registeredSingletons：用来保存当前所有已注册的bean。
在getBean方法中，getObjectForBeanInstance是个高频率使用的方法，无论是从缓存中获得bean还是根据不同的scope策略加载bean。总之，我们得到bean的实例后要做的第一步就是调用这个方法来检测一下正确性，其实就是用于检测当前bean是否是FactoryBean类型的bean，如果是，那么需要调用该bean对应的FactoryBean实例中的getObject()作为返回值。
无论是从缓存中获取到的bean还是通过不同的scope策略加载的bean都只是最原始的bean状态，并不一定是我们最终想要的bean。举个例子，假如我们需要对工厂bean进行处理，那么这里得到的其实是工厂bean的初始状态，但是我们真正需要的是工厂bean中定义的factory-method方法中返回的bean，而getObjectForBeanInstance方法就是完成这个工作的。
protected Object getObjectForBeanInstance(
Object beanInstance, String name, String beanName, RootBeanDefinition mbd) {
//如果指定的name是工厂相关(以&为前缀)且beanInstance又不是FactoryBean类型则验证不通过
if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name) && !(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
throw new BeanIsNotAFactoryException(transformedBeanName(name), beanInstance.getClass());
}
//现在我们有了个bean的实例，这个实例可能会是正常的bean或者是FactoryBean
//如果是FactoryBean，我们使用它创建实例，但是如果用户想要直接获取工厂实例而不是工厂的getObject方法对应的实例那么传入的name应该加入前缀&
if (!(beanInstance instanceof FactoryBean) || BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
return beanInstance;
}
//加载FactoryBean
Object object = null;
if (mbd == null) {
//尝试从缓存中加载bean
object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
}
if (object == null) {
//到这里已经明确知道beanInstance一定是FactoryBean类型
FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) beanInstance;
//containsBeanDefinition检测beanDefinitionMap中也就是在所有已经加载的类中检测是否定义beanName
if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
//如果指定BeanName是子Bean的话同时会合并父类的相关属性
//将存储XML配置文件的GernericBeanDefinition转换为RootBeanDefinition，
mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
}
//是否是用户定义的而不是应用程序本身定义的
boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
}
return object;
}
其实这个方法并没有什么重要的信息，大多是些辅助代码以及一些功能性的判断，而真正的核心代码却委托给了getObjectFromFactoryBean，来看看getObjectForBeanInstance中的所做的工作。
（1）对FactoryBean正确性的验证。
（2）对非FactoryBean不做任何处理。
（3）对bean进行转换。
（4）将从Factory中解析bean的工作委托给getObjectFromFactoryBean。
protected Object getObjectFromFactoryBean(FactoryBean<?> factory, String beanName, boolean shouldPostProcess) {
//如果是单例模式，那就必须要保证全局唯一，同时，也因为是单例的，所以不必重复创建，
//可以使用缓存来提高性能，也就是说已经加载过就要记录下来以便于下次复用，否则的话就直接获取了。
if (factory.isSingleton() && containsSingleton(beanName)) {
synchronized (getSingletonMutex()) {
Object object = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
if (object == null) {
object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
Object alreadyThere = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
if (alreadyThere != null) {
object = alreadyThere;
}
else {
if (object != null && shouldPostProcess) {
try {
//调用ObjectFactory的后处理器
object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Post-processing of FactoryBean's singleton object failed", ex);
}
}
//记录下来以便于下次复用
this.factoryBeanObjectCache.put(beanName, (object != null ? object : NULL_OBJECT));
}
}
return (object != NULL_OBJECT ? object : null);
}
}
else {
Object object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
if (object != null && shouldPostProcess) {
try {
//调用ObjectFactory的后处理器
object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "Post-processing of FactoryBean's object failed", ex);
}
}
return object;
}
}
private Object doGetObjectFromFactoryBean(final FactoryBean<?> factory, final String beanName)
throws BeanCreationException {
Object object;
try {
if (System.getSecurityManager() != null) {
//需要权限验证
AccessControlContext acc = getAccessControlContext();
try {
object = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction<Object>() {
@Override
public Object run() throws Exception {
//直接调用getObject方法
return factory.getObject();
}
}, acc);
}
catch (PrivilegedActionException pae) {
throw pae.getException();
}
}
else {
object = factory.getObject();
}
}
catch (FactoryBeanNotInitializedException ex) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName, ex.toString());
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "FactoryBean threw exception on object creation", ex);
}
if (object == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(
beanName, "FactoryBean which is currently in creation returned null from getObject");
}
return object;
}
上面我们已经讲述了FactoryBean的调用方法，如果bean声明为FactoryBean类型，则当提取bean时提取的并不是FactoryBean，而是FactoryBean中对应的getObject方法返回的bean，而doGetObjectFromFactoryBean正是实现这个功能的。
缓存中没有就直接创建实例
如果缓存中不存在已经加载的单例bean就需要从头开始bean的加载过程了，而Spring中使用getSingleton的重载方法实现bean的加载过程。
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(beanName, "'beanName' must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null) {
//首先检查对应的bean是否已经加载过，因为singleton模式其实就是复用以创建的bean，所以这一步是必须的
if (this.singletonsCurrentlyInDestruction) {
throw new BeanCreationNotAllowedException(beanName,
"Singleton bean creation not allowed while the singletons of this factory are in destruction " +
"(Do not request a bean from a BeanFactory in a destroy method implementation!)");
}
beforeSingletonCreation(beanName);
boolean newSingleton = false;
boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null);
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<Exception>();
}
try {
//初始化bean
singletonObject = singletonFactory.getObject();
newSingleton = true;
}
catch (IllegalStateException ex) {
singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null) {
throw ex;
}
}
catch (BeanCreationException ex) {
throw ex;
}
finally {
if (recordSuppressedExceptions) {
this.suppressedExceptions = null;
}
afterSingletonCreation(beanName);
}
//加入缓存
if (newSingleton) {
addSingleton(beanName, singletonObject);
}
}
return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}
}
上述代码中其实是使用了回调方法，使得程序可以在单例创建的前后做一些准备及处理操作，而真正的获取单例bean的方法其实并不是在此方法中实现的，其实现逻辑是在ObjectFactory类型的实例singletonFactory中实现的。而这些准备及处理操作包括如下内容：
（1）检查缓存是否已经加载过。
（2）若没有加载，则记录beanName的正在加载状态。
（3）加载单例前记录加载状态。
beforeSingletonCreation方法是个空实现，里面没有任何逻辑，这个函数中做了一个很重要的操作：记录加载状态，也就是通过this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)将当前正要创建的bean记录在缓存中，这样便可以对循环依赖进行检测。
（4）通过调用参数传入的ObjectFactory的个体Object方法实例化bean。
（5）加载单例后的处理方法调用。同步骤（3）的记录加载状态相似，当bean加载结束后需要移除缓存中对该bean的正在加载状态的记录。
（6）将结果记录至缓存并删除加载bean过程中所记录的各种辅助状态。
（7）返回处理结果。
bean的加载逻辑其实是在传入的ObjectFactory类型的参数singletonFactory中定义的，在最上面的代码中，ObjectFactory的核心部分其实只是调用了createBean的方法。
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
@Override
public Object getObject() throws BeansException {
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException {
RootBeanDefinition mbdToUse = mbd;
//锁定class,根据设置的class属性或者根据className来解析Class
Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) {
mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd);
mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass);
}
try {
//验证及准备覆盖的方法
mbdToUse.prepareMethodOverrides();
}
catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
throw new BeanDefinitionStoreException(mbdToUse.getResourceDescription(),
beanName, "Validation of method overrides failed", ex);
}
try {
//给BeanPostProcessors一个机会来返回代理来替代真正的实例
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbdToUse.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
//创建bean
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
return beanInstance;
}
从代码中可以总结出函数完成的具体步骤及功能。
（1）根据设置的class属性或者根据className来解析Class。
（2）对override属性进行标记及验证。在Spring配置中存在lookup-method和replace-method的，而这两个配置的加载其实就是将配置统一存放在BeanDefinition中的methodOverrides属性里，而这个函数的操作其实就是针对于这两个配置的。
（3）应用初始化前的后处理器，解析指定bean是否存在初始化前的短路操作。
（4）创建bean。