一文带你解读Spring5源码解析 IOC之开启Bean的加载,以及FactoryBean和BeanFactory的区别。

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前言

通过往期的文章我们已经了解了Spring对XML配置文件的解析,将分析的信息组装成BeanDefinition,并将其保存到相应的BeanDefinitionRegistry中,至此Spring IOC的初始化工作已经完成,这篇文章主要对Bean的加载进行一个深入的了解及探索。

想要了解Bean就必要要知道接口BeanFactory,接下来我们就从BeanFactory切入

BeanFactory

我们在调用getBean()方法时,无论是显示调用还是隐式调用。都会触发Bean加载的阶段。demo如下:

@Test
public void Test(){
    //使用BeanFactory方式加载XML.
    BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(new ClassPathResource("spring-config.xml"));
    MyTestBean myTestBean = (MyTestBean) beanFactory.getBean("myTestBean");
    System.out.println(myTestBean.getName());
}

实际上这个getBean方法是在接口BeanFactory中定义的。我们先看一下BeanFactory的类图:

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根据如上类图最一个简单的整理:

  • BeanFactory作为一个主接口不继承实现任何接口,我们可以定义为一级接口。
  • 有3个子接口都继承了它,进行功能上的增强,这3个子接口我们可以定义为二级接口。
  • ConfiguratbleBeanFactory我们可以定义为三级接口,对二级接口HierarchicalBeanFactory,进行再次增强。它还继承了另外一个接口SingletomBeanRegistry
  • ConfigurableListableBeanFactory是一个更强大的接口,继承了上述的所有接口,无所不包,我们可以定义为四级接口,(这4级接口是BeanFactory的基本接口体系,继续,下面是继承关系的2个抽象类和2个实现类)
  • AbstractBeanFactory作为一个抽象类,实现了三级接口ConfigurableBe·anFactory
  • AbstractAutowireCapableBeanFactory同样是抽象类继承自AbstractBeanFactory,并额外实现了二级接口AutowireCapableBeanFactory
  • DefaultListableBeanFactory继承自AbstractAutowireCapableBeanFactory实现了强大的四级接口ConfigurableListableBeanFactory,并实现了一个外来接口BeanDefinitionRegistry,它并非抽象类。
  • 最后就是强大的XmlBeanFactory继承自DefaultListableBeanFactory,重写了一些功能,是自己更强大。

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BeanFactory,以Factory结尾,表示它是一个工厂类(接口),它负责生产和管理Bean的一个工厂。在Spring中,BeanFactory是IOC容器的核心接口,它的职责包括:实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。BeanFactory只是一个接口,并不是IOC的具体实现,但Spring容器给出了很多种实现,如:DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等,其中XmlBeanFactory就是常用的一个,该实现将以XML方式描述组件应用的对象及对象之间的依赖关系。XmlBeanFactory类将持有此Xml配置元数据,并用它来构建一个完全可配置的系统或应用。

BeanFactory是Spring IOC容器的鼻祖,是IOC容器的基础接口,所有的容器都是从它这里继承实现而来的。可以见其地位是多么重要。BeanFactory提供了最基本的IOC容器的功能,即所有的容器至少需要实现的标准。

XmlBeanFactory,只是提供了最基本的IOC容器的功能。而且XmlBeanFactory继承自DefaultListableBeanFactory。DefaultListableBeanFactory实际包含了基本IOC容器所具有的所有重要功能,是一个完整的IOC容器

ApplicationContext包含了BeanFactory的所有功能,通常建议比BeanFactory优先。

BeanFactory体系结构是典型的工厂方法模式,即什么样的工厂生产什么样的产品。BeanFactory是最基本的抽象工厂,而其它的IOC容器只不过是具体的工厂,对应着各自的Bean定义方法。但同时,其它容器也针对具体场景不同,进行了扩充,提供了具体的服务,如下:

// 1
Resource resource = new FileSystemResource("beans.xml");
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
// 2
ClassPathResource resource = new ClassPathResource("beans.xml");
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
// 3
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"applicationContext.xml"});
BeanFactory factory = (BeanFactory) context;

大概就是这些了,接着使用getBean(String beanName)方法取得bean的实例;BeanFactory提供的方法极其简单,仅仅提供了六种方法供客户调用:

  • boolean containsBean(String name);判断工厂中是否包含了给定名称的Bean定义,若有则返回true
  • Object getBean(String name);返回给定名称注册的bean实例。根据Bean的配置情况,如果是singleton模式将返回一个共享的实例,否则将返回一个新建的实例,如果没有找到指定Bean,该方法会抛出异常(BeansException)。
  • < T> T getBean(String name, Class requiredType) ;返回给定名称注册的Bean实例,并转换为给定class类型。
  • boolean isSingleton(String name); 判断给定名称的Bean定义是否是单例模式。
  • Class getType(String name); 返回给定名称的Bean的Class,如果没有找到指定的Bean实例,则抛出NoSuchBeanDefinitionException异常。
  • String[] getAliases(String name); 返回给定名称Bean的所有别名。

我们大致看一下BeanFactory源码里的所有方法。

public interface BeanFactory {
    String FACTORY\_BEAN\_PREFIX = "&";
    Object getBean(String name) throws BeansException;
     T getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
 Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
  T getBean(Class requiredType) throws BeansException;
  T getBean(Class requiredType, Object... args) throws BeansException;
  ObjectProvider getBeanProvider(Class requiredType);
  ObjectProvider getBeanProvider(ResolvableType requiredType);
 Boolean containsBean(String name);
 Boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 Boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 Boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 Boolean isTypeMatch(String name, Class typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 @Nullable
 Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 @Nullable
 Class getType(String name, Boolean allowFactoryBeanInit) throws NoSuchBeanDefinitionException;
 String[] getAliases(String name);
}

FactoryBean

概述:一一般情况下,Spring通过反射机制利用< bean>的class属性指定实现类实例化Bean,在某些情况下,实例化Bean的过程比较复杂,如果按照传统的方式,则需要在< bean>中提供大量的配置信息;配置方式的灵活性是受限的,这是采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.beans.factory.FactoryBean的工厂类接口,用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。FactoryBean接口对于Spring框架来说占有重要的地位,Spring自身就提供了70多个Factory Bean的实现,它们隐藏实例化一些复杂Bean的细节,给上层应用带来了便利,从Spring3.0开始,FactoryBean开始支持泛型,即接口声明改为FactoryBean< T>的形式。

以Bean结尾,表示它是一个Bean,不同于普通Bean的是:它实现了FactoryBean< T> 接口的Bean,根据该Bean的ID从BeanFactory中获取的实际上是FactoryBean的getObject()返回的对象,而不是FactoryBean本身,如果想要获取FactoryBean对象,请在id前面加一个&符号来获取。

  • 看源码(FactoryBean.java)
public interface FactoryBean {
 String OBJECT\_TYPE\_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";
 @Nullable
 T getObject() throws Exception;
 @Nullable
 Class getObjectType();
 default Boolean isSingleton() {
 return true;
 }
}

从上述源码中我们可以看到,该接口一共定义了3个方法:

  • T getObject() throws Exception; 返回由FactoryBean创建的Bean实例,如果isSingleton()返回true,则该实例会放到Spring容器中单例实例缓存池中;
  • Class getObjectType(); 返回FactoryBean创建的Bean实例;
  • default boolean isSingleton() { return true;} 返回FactoryBean创建的Bean实例的作用域是singleton还是prototype;

补充:当配置文件中< bean>的class属性配置的实现类是FactoryBean时,通过getBean()方法返回的不是FactoryBean本身,而是FactoryBean中的getObject()方法所返回的对象,相当于FactoryBean的getObject()代理了getBean()方法。

例如:如果使用传统方式配置下面的Car的< bean>时,Car的每个属性分别对应一个< property>元素标签。

public class Car {
    private int maxSpeed ;
    private String brand ;
    private double price ;
    //get//set 方法
}

如果使用FactoryBean的方式实现的话就比较灵活,下例通过逗号的分割的方式一次性为Car的所有属性指定配置值。

import  org.springframework.beans.factory.FactoryBean;
public  class CarFactoryBean implements  FactoryBean {
 private String carInfo ;
 public Car getObject() throws Exception {
 Car car = new Car();
 String[] infos = carInfo.split(",");
 car.setBrand(infos[0]);
 car.setMaxSpeed(Integer.valueOf(infos[1]));
 car.setPrice(double.valueOf(infos[2]));
 return car;
 }
 public Class getObjectType(){
 return Car.class ;
 }
 public Boolean isSingleton(){
 return false ;
 }
 public String getCarInfo(){
 return this.carInfo;
 }
 //接受逗号分割符设置属性信息 
 public void setCarInfo (String carInfo){
 this.carInfo = carInfo;
 }
}

根据上述的CarFactoryBean,在配置文件中使用如下的方式进行配置

<bean d="car"class="com.vipbbo.spring.CarFactoryBean" P:carInfo="大奔,600,1000000"/>

当调用getBean("car")时,Spring通过反射机制发现CarFactoryBean实现了FactoryBean的接口,这时Spring容器就调用接口方法CarFactoryBean的getObject()方法返回。如果希望获取CarFactoryBean的实例,则需要在使用getBean(BeanName)方法时在BeanName前面加上"&"前缀:比如:getBean("&car");

获取Bean

接下来我们继续回到文章一开始讲的bean的加载阶段,当我们显式或隐式调用getBean()时,则会触发加载Bean的阶段,具体实现如下:

  • 看源码(AbstractBeanFactory.java)
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
    return doGetBean(name, null, null, false);
}

getBean()方法内部又调用了dogetBean()方法:

  • 看源码(AbstractBeanFactory.java)
protected  T doGetBean(
 String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, Boolean typeCheckOnly)
 throws BeansException {
 // 获取 beanName,这里是一个转换动作,将 name 转换为 beanName
 String beanName = transformedBeanName(name);
 Object beanInstance;
 /*
 检查缓存中的实例工程是否存在对应的bean实例。
 为何要优先使用这段代码呢?
 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的原则是在不等Bean创建完就会将
 创建Bean的 objectFactory 提前曝光,即将其加入到缓存中,一旦下一个 Bean 创建时依赖上一个Bean则直接使用 objectFactory,直接
 从缓存中或 singletonFactories 获取 objectFactory
 就算没有循环依赖,只是单纯的依赖注入,如:B依赖A,如果A已经初始化完成,B进行初始化时,需要递归调用getBean()获取去A,这时A已经在
 缓存里了,可以直接在这里获取到。
 */
 // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
 Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
 if (sharedInstance != null && args == null) {
 if (logger.isTraceEnabled()) {
 if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
 logger.trace("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
 "' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
 } else {
 logger.trace("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
 }
 }
 // 返回对应的实例,有些时候并不是直接返回实例,而是返回某些方法返回的实例
 /*
 这里涉及到我们上面讲的FactoryBean,如果此 Bean 是 FactoryBean 的实现类,如果name前缀为 "&",则直接返回此实现类的Bean,如果
 没有前缀,则需要调用此实现类的getObject方法,返回getObject里真实的返回对象。
 */
 beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
 } else {
 // Fail if we're already creating this bean instance:
 // We're assumably within a circular reference.
 // 只有在单例的情况下才会解决循环依赖
 if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
 throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
 }
 // Check if bean definition exists in this factory.
 // 尝试从 parentBeanFactory 中查找 bean
 BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
 if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
 // Not found -> check parent.
 String nameToLookup = originalBeanName(name);
 if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
 return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
 nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
 } else if (args != null) {
 // Delegation to parent with explicit args.
 return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
 } else if (requiredType != null) {
 // No args -> delegate to standard getBean method.
 return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
 } else {
 return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
 }
 }
 // 如果不是仅仅做类型检查,则这里需要创建bean,并做记录
 if (!typeCheckOnly) {
 markBeanAsCreated(beanName);
 }
 StartupStep beanCreation = this.applicationStartup.start("spring.beans.instantiate")
 .tag("beanName", name);
 try {
 if (requiredType != null) {
 beanCreation.tag("beanType", requiredType::toString);
 }
 // 将存储XML配置文件的GenericBeanDefinition转换成RootBeanDefinition,同时如果存在父Bean合并父Bean的相关属性
 RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
 checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
 // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
 // 如果存在依赖,则需要递归实例化依赖的Bean
 String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
 if (dependsOn != null) {
 for (String dep : dependsOn) {
 if (isDependent(beanName, dep)) {
 throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
 "Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
 }
 registerDependentBean(dep, beanName);
 try {
 getBean(dep);
 }
 catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
 throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
 "'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
 }
 }
 }
 // Create bean instance.
 // 单例模式的Bean
 if (mbd.isSingleton()) {
 // 实例化依赖的Bean后对Bean本身进行实例化
 sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
 try {
 return createBean(beanName, mbd, args);
 }
 catch (BeansException ex) {
 // Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
 // eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
 // Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
 destroySingleton(beanName);
 throw ex;
 }
 }
 );
 beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
 }
 // 原型模式 else if (mbd.isPrototype()) {
 // It's a prototype -> create a new instance.
 Object prototypeInstance = null;
 try {
 beforePrototypeCreation(beanName);
 prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
 }
 finally {
 afterPrototypeCreation(beanName);
 }
 beanInstance = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
 }
 // 从指定的 scope 模式下创建 Bean else {
 String scopeName = mbd.getScope();
 if (!StringUtils.hasLength(scopeName)) {
 throw new IllegalStateException("No scope name defined for bean ´" + beanName + "'");
 }
 Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
 if (scope == null) {
 throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
 }
 try {
 Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
 beforePrototypeCreation(beanName);
 try {
 return createBean(beanName, mbd, args);
 }
 finally {
 afterPrototypeCreation(beanName);
 }
 }
 );
 beanInstance = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
 }
 catch (IllegalStateException ex) {
 throw new ScopeNotActiveException(beanName, scopeName, ex);
 }
 }
 }
 catch (BeansException ex) {
 beanCreation.tag("exception", ex.getClass().toString());
 beanCreation.tag("message", String.valueOf(ex.getMessage()));
 cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
 throw ex;
 }
 finally {
 beanCreation.end();
 }
 }
 return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
 T adaptBeanInstance(String name, Object bean, @Nullable Class requiredType) {
 // Check if required type matches the type of the actual bean instance.
 if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
 try {
 Object convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
 if (convertedBean == null) {
 throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
 }
 return (T) convertedBean;
 }
 catch (TypeMismatchException ex) {
 if (logger.isTraceEnabled()) {
 logger.trace("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
 ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
 }
 throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
 }
 }
 return (T) bean;
}

dogetBean()方法的源码时相当的长,一共包含了两部分,也可以说是一部分,接下来:进行拆分讲解:

1. 获取BeanName
  • 看源码(AbstractBeanFactory.java)
// 获取 beanName,这里是一个转换动作,将 name 转换为 beanName
String beanName = transformedBeanName(name);
protected String transformedBeanName(String name) {
    return canonicalName(BeanFactoryUtils.transformedBeanName(name));
}
  • 源码分析

这里要注意传递的name,不一定就是beanName,也有可能是aliasName 别名,也有可能是FactoryBean(带有”&“前缀),因此这里需要调用transformeBeanName()进行一下转换,主要内容如下:

  • 看源码(BeanFactoryUtils.java)
public static String transformedBeanName(String name) {
    // 这个方法主要是去掉FactoryBean的修饰符 &
    Assert.notNull(name, "'name' must not be null");
    if (!name.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX)) {
        return name;
    }
    return transformedBeanNameCache.computeIfAbsent(name, beanName -> {
        do {
            beanName = beanName.substring(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX.length());
        }
        while (beanName.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX));
        return beanName;
    }
    );
}

对aliasName别名的转换

public String canonicalName(String name) {
    // 这个方法是转换aliasName
    String canonicalName = name;
    // Handle aliasing...
    String resolvedName;
    do {
        resolvedName = this.aliasMap.get(canonicalName);
        if (resolvedName != null) {
            canonicalName = resolvedName;
        }
    }
    while (resolvedName != null);
    return canonicalName;
}
  • 源码分析

上述的处理过程大致可以分为两步:

  1. 去除FactoryBean的修饰符,如果name以"&"为前缀,那么会去掉"&",例如:name="&testService",去除之后的结果是name=”testService“
  2. 取出指定的alias所表示的最终的beanName,主要是一个循环beanName的过程,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指向名称为C的bean,则返回C。
缓存中获取单例Bean

单例在Spring的同一个容器中只会被创建一次,后续再获取Bean直接从单例缓存中获取即可,当然这里也只是尝试加载,首先尝试先从缓存中加载,然后再次从singletonFactory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,Spring创建bean的原则是不等bean创建完成就会创建bean的ObjectFactory提早曝光加入到缓存中,一旦下一个bean创建时需要依赖上个bean,则直接使用ObejectFactory;就算没有循环依赖,只是单纯的依赖注入,如:B依赖A,如果A已经初始化完成,B进行初始化时,需要递归调用getBean()获取A,这时A已经在缓存里面了,直接可以从缓存里面获取到,接下来我们看获取单例bean的方法:

Object sharedInstance = getSingleton(beanName);

  • 看源码(DefaultSingletonBeanRegistry.java)
@Override
@Nullable
public Object getSingleton(String beanName) {
    // 参数true,代表允许早期依赖
    return getSingleton(beanName, true);
}
@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, Boolean allowEarlyReference) {
    // Quick check for existing instance without full singleton lock
    // 检查缓存中是否存在实例,这里就是说上面的单纯的依赖注入,假设B依赖A,如果A已经初始化完成,B进行初始化时,需要递归调用getBean获取A,这时
    // A已经在缓存里面了,直接可以从缓存中获取到。
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    // 如果缓存为空,且单例Bean正在创建中,则锁定全局变量,
    // 为什么要判断单例Bean是否在创建中呢?
    // 这里就是可以判断是否是循环依赖了。
    // A依赖B,B也依赖A,A实例化的时候发现依赖B,则递归去实例化B;B又发现依赖A,则递归实例化A。这个时候就会回到原点A的实例化,第一次A的
    // 实例化还没有完成,只不过是把实例化的对象加入到缓存中了,但是状态还是正在创建中。由此回到原点A发现A正在创建中,便可以根据此来判断这
    // 是循环依赖了
    if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
        // 尝试从 earlySingletonObjects 里面获取 如果此Bean正在加载,则不对其进行处理
        singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
            synchronized (this.singletonObjects) {
                // Consistent creation of early reference within full singleton lock
                // 尝试从singletonObjects里面获取实例
                singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
                if (singletonObject == null) {
                    // 当某些方法需要提前初始化的时候会直接调用 addSingletonFactory 把对应的 ObjectFactory 初始化策略 存储在
                    // singletonFactories中。
                    singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
                    if (singletonObject == null) {
                        ObjectFactory singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                        if (singletonFactory != null) {
                            // 使用预先设定的getObject方法
                            singletonObject = singletonFactory.getObject();
                            this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                            this.singletonFactories.remove(beanName);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    return singletonObject;
}
  • 源码分析

我们对上述方法进行一个简单的梳理,

首先该方法先从singletonObjects里获取实例;

如果获取不到会从earlySingletonObjects里面获取实例;

如果还是获取不到,再次尝试从singletonFactories里面获取beanName对应的ObjectFactory,并从singletonFactories里面remove掉这个ObjectFactory,而对于后续所有的内存操作都只为了循环依赖检测时候使用,即allowEarlyReference为true时才会使用。

以上代码涉及到了很多个存储bean的不同Map:

singletonObjects:用于保存BeanName和创建Bean实例之间的关系,beanName->bean Instance

singletonFactories:用于保存BeanName和创建Bean的工厂之间的联系,beanName->ObjectFactory

earlySingletonObjects:同样也是用于保存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依赖的引用。

registeredSingletons:用来保存当前所有已经注册的bean。

从bean的实例中获取对象

获取到bean以后就要获取实例对象了,这里用到的时getObjectForBeanInstance方法。getObjectForBeanInstance是一个频繁使用的方法,无论是从缓存中获取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,其实就是检测获得的Bean是不是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。

  • 看源码(AbstractBeanFactory.java)
protected Object getObjectForBeanInstance(
 Object beanInstance, String name, String beanName, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    // Don't let calling code try to dereference the factory if the bean isn't a factory.
    // 如果指定的name 是工厂相关的
    if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
        // 如果是 NullBean 则直接返回此Bean
        if (beanInstance instanceof NullBean) {
            return beanInstance;
        }
        // 如果不是FactoryBean 类型,则直接抛出异常
        if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
            throw new BeanIsNotAFactoryException(beanName, beanInstance.getClass());
        }
        if (mbd != null) {
            mbd.isFactoryBean = true;
        }
        return beanInstance;
    }
    // Now we have the bean instance, which may be a normal bean or a FactoryBean.
    // If it's a FactoryBean, we use it to create a bean instance, unless the
    // caller actually wants a reference to the factory.
    // 如果获取的beanInstance不是FactoryBean类型,说明是普通的Bean,可直接返回
    // 如果获取的beanInstance是FactoryBean 类型,但是是以&开头,也可直接返回,此时返回的是FactoryBean实例
    if (!(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
        return beanInstance;
    }
    Object object = null;
    if (mbd != null) {
        mbd.isFactoryBean = true;
    } else {
        object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
    }
    if (object == null) {
        // Return bean instance from factory.
        FactoryBean factory = (FactoryBean) beanInstance;
        // Caches object obtained from FactoryBean if it is a singleton.
        if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
            mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
        }
        Boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
        // 到这里说明了获取的beanInstance是FactoryBean类型的,但是没有以&开头,此时就要返回factory内部的getObject里面的对象了。
        // getObjectFromFactoryBean 核心方法
        object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
    }
    return object;
}

接下来我们继续看一下里面的核心方法getObjectFromFactoryBean()

  • 看源码(FactoryBeanRegistrySupport.java)
protected Object getObjectFromFactoryBean(FactoryBean factory, String beanName, Boolean shouldPostProcess) {
    // 满足是单例并且缓存中存在的
    if (factory.isSingleton() && containsSingleton(beanName)) {
        synchronized (getSingletonMutex()) {
            // 从缓存中获取FactoryBean根据BeanName
            Object object = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
            if (object == null) {
                // 为空,则从FactoryBean中获取对象
                object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
                // Only post-process and store if not put there already during getObject() call above
                // (e.g. because of circular reference processing triggered by custom getBean calls)
                // 从缓存中获取
                Object alreadyThere = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
                if (alreadyThere != null) {
                    object = alreadyThere;
                } else {
                    // 需要后续处理
                    if (shouldPostProcess) {
                        // 若该 bean 处于创建中,则返回非处理对象,而不是存储它
                        if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
                            // Temporarily return non-post-processed object, not storing it yet..
                            return object;
                        }
                        // 前置处理
                        beforeSingletonCreation(beanName);
                        try {
                            // 对从 FactoryBean 获取的对象进行后处理
                            // 生成的对象将暴露给bean引用
                            object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
                        }
                        catch (Throwable ex) {
                            throw new BeanCreationException(beanName,
                                                                    "Post-processing of FactoryBean's singleton object failed", ex);
                        }
                        finally {
                            // 后置处理
                            afterSingletonCreation(beanName);
                        }
                    }
                    // 缓存
                    if (containsSingleton(beanName)) {
                        this.factoryBeanObjectCache.put(beanName, object);
                    }
                }
            }
            return object;
        }
    }
    // 非单例 else {
        Object object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName);
        if (shouldPostProcess) {
            try {
                object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);
            }
            catch (Throwable ex) {
                throw new BeanCreationException(beanName, "Post-processing of FactoryBean's object failed", ex);
            }
        }
        return object;
    }
}
  • 源码分析

getObjectFromFactoryBean()该方法就是创建实例对象中的核心方法之一。我们关注它之中的单个方法即可:beforeSingletonCreationafterSingletonCreationpostProcessObjectFromFactoryBean,这三个方法十分重要,万分重要!!!!!!!!因为前两个方法记录着bean的加载状态,是检测当前bean是否处于创建中的关键之处,对解决bean循环依赖起着关键的作用。

before方法用于标记当前bean处于创建中,

after则是移除。

其实文章一开始的getSingleton源码分析就已经提到了isSingletonCurrentlyInCreation()是用于检测当前bean是否处于创建之中,

  • 看源码(DefaultSingletonBeanRegistry.java)
public Boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
    return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
}
beforeSingletonCreation()

上述代码是根据变量singletonsCurrentlyInCreation集合中是否包含了beanName判断,集合的元素则一定是在beforeSingletonCreation()中添加的,如下:

protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
    if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
        throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
    }
}
afterSingletonCreation

afterSingletonCreation()为移除,则一定就是对singletonsCurrentlyInCreation集合remove了,如下:

protected void afterSingletonCreation(String beanName) {
    if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) {
        throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation");
    }
}

接下来我们再来看看真正的核心方法 doGetObjectFromFactoryBean

  • 看源码(FactoryBeanRegistrySupport.java)
private Object doGetObjectFromFactoryBean(FactoryBean factory, String beanName) throws BeanCreationException {
    Object object;
    try {
        if (System.getSecurityManager() != null) {
            AccessControlContext acc = getAccessControlContext();
            try {
                object = AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction) 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);
 }
 // Do not accept a null value for a FactoryBean that's not fully
 // initialized yet: Many FactoryBeans just return null then.
 if (object == null) {
 if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
 throw new BeanCurrentlyInCreationException(
 beanName, "FactoryBean which is currently in creation returned null from getObject");
 }
 object = new NullBean();
 }
 return object;
}
  • 源码分析

在文章开始我们有介绍FactoryBean的调用方法,如果bean声明为FactoryBean类型,则当提取bean的是否提取的不是FactoryBean,而是FactoryBean中对应的getObject方法返回的bean,而doGetObjectRFromFactoryBean正是实现这一功能的。

调用完doGetObjectFromFactoryBean方法后,并没有直接返回,getObjectFromFactoryBean方法中还调用了object = postProcessObjectFromFactoryBean(object, beanName);方法,在子类AbstractAutowireCapableBeanFactory有该方法的具体实现:

  • 看源码(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java)
@Override
protected Object postProcessObjectFromFactoryBean(Object object, String beanName) {
    return applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(object, beanName);
}
@Override
public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)
            throws BeansException {
    Object result = existingBean;
    for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {
        Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);
        if (current == null) {
            return result;
        }
        result = current;
    }
    return result;
}

对于后处理器的使用,目前还没有讲到,后面再重新开篇去说,这里我们只需要了解在Spring获取Bean的规则中有这样一条,尽可能保证所有bean初始化后都会调用注册的BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法进行处理,在实际开发中大可针对此特性设计自己的业务处理。

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转载请注明:xuhss » 一文带你解读Spring5源码解析 IOC之开启Bean的加载,以及FactoryBean和BeanFactory的区别。

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