spring bean生命周期源码剖析

前言：

• 源码版本：5.2.x
• 本文只讲解bean生命周期的主要脉络结构，不会详细到每一行代码。

准备好源码，保证看完就会，这是根本不用背诵的东西，我们发车了！

0.spring bean的生命周期是怎么样的？

随便一张网图都会告诉你：

或者：

这么长怎么记？？总结一下，主要无非四个阶段：

• 实例化（Instantiation）
• 属性赋值（Populate）
• 初始化（Initialization）
• 销毁（Destruction）

两个疑问：

疑问1：直接就实例化一个bean了？spring这么神奇吗，他怎么知道哪些需要实例化？

其实，需要实例化哪些bean，也是我们使用者告诉spring的，主要有两种方式，xml配置和注解注入(主要是Autowire等)，也就是说，spring会根据bean的定义信息(BeanDefinition)，得到一份需要实例化的bean列表，然后才开始实例化。

疑问2：属性赋值和初始化，这两个步骤不都是给创建出来的bean设置相关的值嘛，为什么还要拆成两个步骤？

这里我就直接揭晓答案了，实例化阶段是spring采用反射机制实现的，非常复杂，并且spring也给我们预留了很多扩展点，单独提取成一个阶段，也是合适的。熟悉bean生命周期的源码的朋友可能会记得，在源码org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean 这个方法中，明确写了两步：populateBean 和 initializeBean ，这里为了和源码保持一致，便于理解。粘贴一段简化的doCreateBean代码：

// 忽略了无关代码
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
      throws BeanCreationException {

   // Instantiate the bean.
   BeanWrapper instanceWrapper = null;
   if (instanceWrapper == null) {
       // 实例化阶段！
      instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
   }

   // Initialize the bean instance.
   Object exposedObject = bean;
   try {
       // 属性赋值阶段！
      populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
       // 初始化阶段！
      exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
   }

   
   }

那也就是说，我们流程变成了5个阶段：

• 根据bean定义信息得到需要初始化的bean列表
• 实例化
• 属性赋值
• 初始化
• 销毁

然后，我们的源码分析也将会按照这个流程进行。

1.根据bean定义信息得到需要初始化的bean列表

这个阶段我们需要记住一个接口：BeanDefinitionReader，这个接口从名字就能知道，这是用来获取bean定义信息的，并且通过loadBeanDefinitions方法来规范和定义该项职责，它有4个实现类：

写过spring MVC的小伙伴一定写过相应bean的配置文件xml，例如：

<bean id="user" class="com.test.xxx.User"/>

那么是谁负责解析这个bean的xml配置文件来创建bean的呢，就是上图的 XmlBeanDefinitionReader，这里有一个主要的方法：

	// 只保留主要逻辑以后的代码：
	public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
		

		Set<EncodedResource> currentResources = this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.get();

		if (!currentResources.add(encodedResource)) {
			throw new BeanDefinitionStoreException(
					"Detected cyclic loading of " + encodedResource + " - check your import definitions!");
		}

		// 从resource指定的xml配置文件读入bean的定义信息
		try (InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream()) {
			InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
			if (encodedResource.getEncoding() != null) {
				inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
			}
			return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
		}
		catch (IOException ex) {
			throw new BeanDefinitionStoreException(
					"IOException parsing XML document from " + encodedResource.getResource(), ex);
		}
		finally {
			currentResources.remove(encodedResource);
			if (currentResources.isEmpty()) {
				this.resourcesCurrentlyBeingLoaded.remove();
			}
		}
	}
	
	protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
			throws BeanDefinitionStoreException {

		try {
		// 加载xml的document
			Document doc = doLoadDocument(inputSource, resource);
			
		// 加载解析完成之后，注册bean的定义信息，返回值是解析成功并注册的bean对象有几个
			int count = registerBeanDefinitions(doc, resource);
			if (logger.isDebugEnabled()) {
				logger.debug("Loaded " + count + " bean definitions from " + resource);
			}
			return count;
		}
		...
	}

该方法执行完之后，会将bean的xml配置解析成 BeanDenifition 对象。

至此，第一步：“根据bean定义信息得到需要初始化的bean列表 ”已经揭开了面纱，剩下的就是一些小细节，小伙伴们可以自行阅读。

我们的进度走到了：

2.实例化

完成了第一步就得到了bean的定义信息，就可以创建bean了，怎么创建呢？ new？，显然不是，spring是采用的反射来实例化对象。

也是从这一阶段开始，我们要记住一个非常重要的接口： BeanFactory，这个接口的实现类将会贯穿整个bean的生命周期，这也是几乎所有网上能搜到的帖子浓墨重彩描述的 bean 工厂。

先抛出一个问题，能不能根据第一步得到的BeanDefinition对象直接反射创建对象？

答案是不能，因为这里得到的BeanDefinition对象还有很多信息是不全的，比如：附属bean的配置信息、占位符没替换、自定义的逻辑没处理等等，所以，在实例化bean之前还有很多需要处理，这就是 BeanFactoryPostProcessor 接口的功能。

可能有人会说，你怎么知道的，我不能听你说什么就是什么啊，源码这里并没有相关的逻辑啊？？

很好，回答这个问题，先跟着我的思路来：

我们的springboot项目启动方法：

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyTestApplication.class, args);
    }

这个方法一直追踪进去，会找到 org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh 这个方法，
AbstractApplicationContext是Spring应用上下文中最重要的一个类，这个抽象类中提供了几乎ApplicationContext的所有操作。
而我所说的都是在这个类的核心方法 refresh 中实现的逻辑：

@Override
	public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
		synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
			// Prepare this context for refreshing.
			prepareRefresh();

			// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
			
	// 注意看这里，得到了一个BeanFactory的对象，然后用该对象执行的各种逻辑 
			ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

			// Prepare the bean factory for use in this context.
			prepareBeanFactory(beanFactory);

			try {
			//这里执行了很多 process的逻辑
				// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
				postProcessBeanFactory(beanFactory);

				// Invoke factory processors registered as beans in the context.
				invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

				// Register bean processors that intercept bean creation.
				registerBeanPostProcessors(beanFactory);

				// Initialize message source for this context.
				initMessageSource();

				// Initialize event multicaster for this context.
				initApplicationEventMulticaster();

				// Initialize other special beans in specific context subclasses.
				onRefresh();

				// Check for listener beans and register them.
				registerListeners();

				// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
				finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

				// Last step: publish corresponding event.
				finishRefresh();
			}

        ...
    }

简单总结一下，项目启动需要加载bean，所以我们去跟踪源码，找到了AbstractApplicationContext.refresh 这个方法，这个方法在实例化 bean之前，执行了很多 processer的逻辑，完成了各种复杂配置、自定义配置的处理，至此，回答了上述问题。

我们的进度走到了：

其实，这也回答了一个经典的面试题：AbstractApplicationContext 和 BeanFactory 有什么区别和联系。

然后，才是实例化阶段。源码到了 org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean 的createBeanInstance逻辑，一直跟进去会找到 org.springframework.beans.factory.support.SimpleInstantiationStrategy#instantiate方法，基本就能看出来spring采用的是反射实例化bean：

@Override
	public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, @Nullable String beanName, BeanFactory owner) {
		// Don't override the class with CGLIB if no overrides.
		if (!bd.hasMethodOverrides()) {
			Constructor<?> constructorToUse;
			synchronized (bd.constructorArgumentLock) {
				constructorToUse = (Constructor<?>) bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod;
				if (constructorToUse == null) {
					final Class<?> clazz = bd.getBeanClass();
					if (clazz.isInterface()) {
						throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface");
					}
					try {
						if (System.getSecurityManager() != null) {
							constructorToUse = AccessController.doPrivileged(
									(PrivilegedExceptionAction<Constructor<?>>) clazz::getDeclaredConstructor);
						}
						else {
							constructorToUse = clazz.getDeclaredConstructor();
						}
						bd.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse;
					}
					catch (Throwable ex) {
						throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex);
					}
				}
			}
			return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
		}
		else {
			// Must generate CGLIB subclass.
			return instantiateWithMethodInjection(bd, beanName, owner);
		}
	}

至此，我们完成了第二步实例化，进度来到了：

3.属性赋值

先粘贴一下 doCreateBean 主要逻辑的简化代码：

// 忽略了无关代码
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
      throws BeanCreationException {

   // Instantiate the bean.
   BeanWrapper instanceWrapper = null;
   if (instanceWrapper == null) {
       // 实例化阶段！
      instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
   }

   // Initialize the bean instance.
   Object exposedObject = bean;
   try {
       // 属性赋值阶段！
      populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
       // 初始化阶段！
      exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
   }

   
   }

我们已经走到了 populateBean 阶段，这里的逻辑比较简单，就是给属性set相关的值即可，这些值在第一步的时候已经转换成BeanDefinition对象了，直接取值即可，逻辑相对简单，小伙伴可以自行阅读相关代码。

然后，按照惯例，我们走到了 initializeBean 阶段，有人会问，这不是下一阶段干的事情吗，怎么还要放在属性赋值阶段说呢？

initializeBean 中调用了一个非常重要方法 invokeAwareMethods ，这个方法检查了 Aware 相关接口的实现和配置，执行了这些逻辑之后，才调用了invokeInitMethods 执行初始化逻辑，所以我们这里将 invokeAwareMethods 放在属性赋值阶段讲。

看一下invokeAwareMethods的源代码：

	private void invokeAwareMethods(String beanName, Object bean) {
		if (bean instanceof Aware) {
			if (bean instanceof BeanNameAware) {
				((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
			}
			if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
				ClassLoader bcl = getBeanClassLoader();
				if (bcl != null) {
					((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);
				}
			}
			if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
				((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
			}
		}
	}

非常简单，就是将bean的几个属性变量设置了一下，然后再使用的时候可以直接用。

至此，我们完成了bean的属性赋值阶段，进度来到了：

4.初始化

思路回到bean的属性赋值之后，然后上一张图：

刚才在上一阶段讲了绿色方框的 invokeAwareMethods 方法，这里在真正的初始化方法 invokeInitMethods 之前、之后，各有一个步骤(红色方框圈出来的部分)，这里就是初始化的前置和后置处理器。

这部分代码也相对比较简单，因为大部分的bean创建之前和之后都是不需要做额外操作的，需要魔改的都是spring框架留给开发者的扩展接口，想干什么操作，实现相关的接口，然后实现相关的方法，就能魔改bean了。

至此，我们完成了bean的初始化，进度来到了：

5.销毁

销毁部分99%的场景都是由spring框架完成的，只有当容器关闭的时候，就会执行bean的销毁逻辑，我们使用者并不需要过多地关注销毁，就好比写Java代码的时候，我们不用太关注JVM的垃圾回收一样。

相信拿着源码和我一起阅读到这里的小伙伴一定熟悉了整个流程，最后，来一张全图: