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在使用Spring时,Bean之间会有些依赖,比如一个Bean A实例化时需要用到Bean B,那么B应该在A之前实例化好。很多时候Spring智能地为我们做好了这些工作,但某些情况下可能不是,比如Springboot的@AutoConfigureAfter注解,手动的指定Bean的实例化顺序。

了解Spring内Bean的解析,加载和实例化顺序机制有助于我们更好的使用Spring/Springboot,避免手动的去干预Bean的加载过程,搭建更优雅的框架。

Spring容器在实例化时会加载容器内所有非延迟加载的单例类型Bean,看如下源码:

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext, DisposableBean {

//刷新Spring容器,相当于初始化
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
......
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
}
}

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {

/** List of bean definition names, in registration order */
private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<String>(256);

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
List<String> beanNames = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames);
for (String beanName : beanNames) {
......
getBean(beanName); //实例化Bean
}
}

}

ApplicationContext内置一个BeanFactory对象,作为实际的Bean工厂,和Bean相关业务都交给BeanFactory去处理。

在BeanFactory实例化所有非延迟加载的单例Bean时,遍历beanDefinitionNames 集合,按顺序实例化指定名称的Bean。beanDefinitionNames 属性是Spring在加载Bean Class生成的BeanDefinition时,为这些Bean预先定义好的名称,看如下代码:

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {

public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
throws BeanDefinitionStoreException {
......
this.beanDefinitionNames.add(beanName);
}
}

BeanFactory在加载一个BeanDefinition(也就是加载Bean Class)时,将相应的beanName存入beanDefinitionNames属性中,在加载完所有的BeanDefinition后,执行Bean实例化工作,此时会依据beanDefinitionNames的顺序来有序实例化Bean,也就是说Spring容器内Bean的加载和实例化是有顺序的,而且近似一致,当然仅是近似。

Spring在初始化容器时,会先解析和加载所有的Bean Class,如果符合要求则通过Class生成BeanDefinition,存入BeanFactory中,在加载完所有Bean Class后,开始有序的通过BeanDefinition实例化Bean。

我们先看加载Bean Class过程,零配置下Spring Bean的加载起始于ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry)方法,我总结了下其加载解析Bean Class的流程:

图片

配置类可以是Spring容器的起始配置类,也可以是通过@ComponentScan扫描得到的类,也可以是通过@Import引入的类。如果这个类上含有@Configuration,@Component,@ComponentScan,@Import,@ImportResource注解中的一个,或者内部含有@Bean标识的方法,那么这个类就是一个配置类,Spring就会按照一定流程去解析这个类上的信息。

在解析的第一步会校验当前类是否已经被解析过了,如果是,那么需要按照一定的规则处理(@ComponentScan得到的Bean能覆盖@Import得到的Bean,@Bean定义的优先级最高)。

如果未解析过,那么开始解析:

  1. 解析内部类,查看内部类是否应该被定义成一个Bean,如果是,递归解析。
  2. 解析@PropertySource,也就是解析被引入的Properties文件。
  3. 解析配置类上是否有@ComponentScan注解,如果有则执行扫描动作,通过扫描得到的Bean Class会被立即解析成BeanDefinition,添加进beanDefinitionNames属性中。之后查看扫描到的Bean Class是否是一个配置类(大部分情况是,因为标识@Component注解),如果是则递归解析这个Bean Class。
  4. 解析@Import引入的类,如果这个类是一个配置类,则递归解析。
  5. 解析@Bean标识的方法,此种形式定义的Bean Class不会被递归解析
  6. 解析父类上的@ComponentScan,@Import,@Bean,父类不会被再次实例化,因为其子类能够做父类的工作,不需要额外的Bean了。

在1,3,4,6中都有递归操作,也就是在解析一个Bean Class A时,发现其上能够获取到其他Bean Class B信息,此时会递归的解析Bean Class B,在解析完Bean Class B后再接着解析Bean Class A,可能在解析B时能够获取到C,那么也会先解析C再解析B,就这样不断的递归解析。

在第3步中,通过@ComponentScan扫描直接得到的Bean Class会被立即加载入beanDefinitionNames中,但@Import和@Bean形式定义的Bean Class则不会,也就是说正常情况下面@ComponentScan直接得到的Bean其实例化时机比其他两种形式的要早。

通过@Bean和@Import形式定义的Bean Class不会立即加载,他们会被放入一个ConfigurationClass类中,然后按照解析的顺序有序排列,就是图片上的 “将配置类有序排列”。一个ConfigurationClass代表一个配置类,这个类可能是被@ComponentScan扫描到的,则此类已经被加载过了;也可能是被@Import引入的,则此类还未被加载;此类中可能含有@Bean标识的方法。

Spring在解析完了所有Bean Class后,开始加载ConfigurationClass。如果这个ConfigurationClass是被Import的,也就是说在加载@ComponentScan时其未被加载,那么此时加载ConfigurationClass代表的Bean Class。然后加载ConfigurationClass内的@Bean方法。

顺序总结:@ComponentScan > @Import > @Bean

下面看实际的启动流程:图片

Bean Class的结构图如上所示,A是配置类的入口,通过A能直接或间接的引入一个模块。

此时启动Spring容器,将A引入容器内。

如果A是通过@ComponentScan扫描到的,那么此时的加载顺序是:

A > D > F > B > E > G > C

如果A是通过@Import形式引入的,那么此时的加载顺讯是:

D > F > B > E > G > A > C

当然以上仅仅代表着加载Bean Class的顺序,实际实例化Bean的顺序和加载顺序大体相同,但还是会有一些差别。

Spring在通过getBean(beanName)形式实例化Bean时,会通过BeanDefinition去生成Bean对象。在这个过程中,如果BeanDefinition的DependsOn不为空,从字面理解就是依赖某个什么,其值一般是某个或多个beanName,也就是说依赖于其他Bean,此时Spring会将DependsOn指定的这些名称的Bean先实例化,也就是先调用getBean(dependsOn)方法。我们可以通过在Bean Class或者@Bean的方法上标识**@DependsOn**注解,来指定当前Bean实例化时需要触发哪些Bean的提前实例化。

当一个Bean A内部通过@Autowired或者@Resource注入Bean B,那么在实例化A时会触发B的提前实例化,此时会注册A>B的dependsOn依赖关系,实质和@DependsOn一样,这个是Spring自动为我们处理好的。

了解Spring Bean的解析,加载及实例化的顺序机制能够加深对Spring的理解,搭建更优雅简介的Spring框架。

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