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彻底搞懂Spring依赖注入
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所谓依赖注入，就是由IOC容器在运行期间，动态地将某种依赖关系注入到对象之中。再完成IOC容器初始化之后，也就是所谓的Bean加载完成后，我们需要对这些Bean进行调用和获取，这个过程就叫依赖注入。 那什么时候会触发依赖注入呢?通过getBean()方法获取Bean对象。 给Bean配置了懒加载，ApplicationContext启动完成后调用getBean()来实例化对象。 现在计算机性能已经足够，不是特殊要求下尽量别做懒加载，这样的话可以减少web运行时的调用时间开销。 好了，介绍完这些就开始我们的DI之旅。 1、BeanFactory通过Spring获取Bean的最根本的接口。 // 如果myJndiObject时FactoryBean， 则 &myJndiObject 将返回工厂而不是返回实例。 String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&"; // 获取bean实例 Object getBean(String name) throws BeansException; // 判断一个bean是否时单例 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 判断一个bean是否是原型 boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 检查bean的name和type是否匹配 boolean isTypeMatch(String name, Class targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 获取bean类型 Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 获取bean别名 String[] getAliases(String name);getBean()方法有很多重载方法，上面只总结了一个。这个方法是DI的入口方法，接下来会从这个方法开始往下研究。 2、AbstractBeanFactory从名字也能看出，这是BeanFactory的抽象实现类。 public Object getBean(String name) throws BeansException { return doGetBean(name, null, null, false); }doGetBean()方法也是该类中的方法。 // 依赖注入 从这里开始发生 private T doGetBean( final String name, final Class requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException { // 根据指定名字获取被管理Bean的名称 // 如果是别名， 则转换为真正的bean名 final String beanName = transformedBeanName(name); Object bean; // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons. // 先从缓存中取单例 bean Object sharedInstance = getSingleton(beanName); if (sharedInstance != null && args == null) { if (logger.isDebugEnabled()) { // 如果有，则直接返回该bean 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 + "'"); } } //获取 bean 的实例对象 bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null); } else { // Fail if we're already creating this bean instance: // We're assumably within a circular reference. // 如果不是单例对象， 而且 缓存中有原型模式bean， 就抛异常 if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName); } // 检查 BeanDefinition 是否再当前的factory中， 如果不在则委托父类容器取查找 // Check if bean definition exists in this factory. BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory(); if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) { // Not found -> check parent. String nameToLookup = originalBeanName(name); if (args != null) { // Delegation to parent with explicit args. // 委托父类容器取找(名字+参数) return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args); } else { // 委托父类容器取找(名称+类型) // No args -> delegate to standard getBean method. return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType); } } if (!typeCheckOnly) { // 标记 bean 被创建 markBeanAsCreated(beanName); } // 根据bean名称获取 父类的 beanDefinition， 合并继承公共属性 final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args); // Guarantee initialization of beans that the current bean depends on. // 获取当前bean 所有依赖Bean 的集合 String[] dependsOn = mbd.getDependsOn(); if (dependsOn != null) { for (String dependsOnBean : dependsOn) { // 递归调用， 获取当前Bean的依赖Bean getBean(dependsOnBean); // 把依赖Bean注册给当前的Bean registerDependentBean(dependsOnBean, beanName); } } // Create bean instance. // 创建bean 实例 if (mbd.isSingleton()) { // 创建 bean 实例对象， 并且注册给所依赖的对象 sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() { public Object getObject() throws BeansException { try { // 创建一个指定bean 实例对象 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. // 清除该单例 destroySingleton(beanName); throw ex; } } }); bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); } 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); } bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd); } // 如果创建的bean 不是单例也不是原型， 则根据声明周期选择实例化bean的方法 // 如 request session 等不同范围的实例 else { String scopeName = mbd.getScope(); final Scope scope = this.scopes.get(scopeName); // 如果 scope 是空， 则抛异常 if (scope == null) { throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'"); } // 否则 try { // 获取一个指定了scope的bean实例 Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory() { 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); } } } // Check if required type matches the type of the actual bean instance. // 检查是否需要类型检测 if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) { throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass()); } return (T) bean; }总结以下它都做了什么事情: 根据传来的bean的name(有可能是别名)来获取真正的bean名称:beanName。根据beanName获取单例实例，如果有直接获取到bean实例并返回，DI完成。如果根据beanName没有获得到单例实例：3.1 判断是不是原型实例，如果是，则抛出创建失败异常，如果不是，下一步。3.2 检查BeanDefinition 是否在当前的容器中，如果不在那可能在父类容器中，所以委托父类容器查找，如果还没有，则再上一级容器…递归查找。3.3 检查这个实例是否是为了类型检查而获取，而不是用来使用，如果是，标记这个bean已经被创建，如果不是，下一步。3.4 根据beanName获取父类的BeanDefinition，并检查该对象类类型，比如不能是抽象类等。3.5 根据beanName获取所有该bean依赖的Bean集合，如果该集合有值，则遍历DI(递归调用getBean())该bean集合里的bean，并把bean注册给当前的bean(维护了一个map来存放关系)。3.6 如果3.4中获取的BeanDefinition是单例，则根据该单例对象和beanName和args创建一个实例对象；否则，判断BeanDefinition是否是原型，如果是则根据beanName,该对象,args创建一个实例；否则拿到3.4获取的BeanDefinition对象的生命周期Scope,然后根据scope来创建实例对象，参数(beanName,bd,args)。3.7 检查是否需要类型检测3.8 返回3.1-3.7 生成的实例。然后我们再看看 createBean()方法的实现。protected abstract Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) throws BeanCreationException;3、AbstractAutowireCapableBeanFactory.java// 创建bean 实例 @Override protected Object createBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) throws BeanCreationException { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Creating instance of bean '" + beanName + "'"); } // Make sure bean class is actually resolved at this point. // 解析和确定 bean 可以实例化 resolveBeanClass(mbd, beanName); // Prepare method overrides. // 准备方法覆盖 try { mbd.prepareMethodOverrides(); } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { throw new BeanDefinitionStoreException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Validation of method overrides failed", ex); } try { // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance. // 给 Bean处理器 一个机会， 返回一个目标bean实例 Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd); if (bean != null) { return bean; } } catch (Throwable ex) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex); } Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args); if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'"); } return beanInstance; }总结以下它都做了什么: 确定beanName和RootBeanDefinition可以被实例化。执行方法覆盖。看BeanPostProcessors能否再解析之前获取到bean，如果能则直接返回，否则下一步。调用doCreateBean()方法，获取bean实例.doCreateBean()方法也是该类中的。 // 真正创建bean实例 protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) { // Instantiat|e the bean. // 封装bean BeanWrapper instanceWrapper = null; if (mbd.isSingleton()) { // 如果是单例模式的bean，从容器中获取同名bean instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); } // 如果没有同名bean， 则创建bean实例 if (instanceWrapper == null) { instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); } // 如果有同名bean， 则获取到封装实例 final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null); // 获取实例化对象类型 Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null); // Allow post-processors to modify the merged bean definition. // 调用后置处理器 synchronized (mbd.postProcessingLock) { if (!mbd.postProcessed) { applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName); mbd.postProcessed = true; } } // Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references // even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware. boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); if (earlySingletonExposure) { if (logger.isDebugEnabled()) { logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName + "' to allow for resolving potential circular references"); } addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() { public Object getObject() throws BeansException { return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean); } }); } // Initialize the bean instance. // bean对象初始化， 依赖注入开始，exposedObject就是完成后的bean Object exposedObject = bean; try { // 将bean 实例封装， 并且 bean 定义中配置的属性值赋值给实例对象 populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); // 初始化 bean对象 exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); } catch (Throwable ex) { if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) { throw (BeanCreationException) ex; } else { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex); } } // 如果指定名称bean已经注册单例模式 if (earlySingletonExposure) { Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false); if (earlySingletonReference != null) { if (exposedObject == bean) { // 如果两个对象相等， bean初始化完成 exposedObject = earlySingletonReference; } // 如果不相等， 则找出当前bean的依赖bean else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) { String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName); Set actualDependentBeans = new LinkedHashSet(dependentBeans.length); for (String dependentBean : dependentBeans) { // 检查依赖bean （是否继承接口，是否是父子关系。。） if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) { actualDependentBeans.add(dependentBean); } } if (!actualDependentBeans.isEmpty()) { throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName, "Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" + StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) + "] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " + "wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " + "bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " + "'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example."); } } } } // Register bean as disposable. // 注册完成依赖注入的bean try { registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd); } catch (BeanDefinitionValidationException ex) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex); } return exposedObject; }同样，总结以下它干的事情： 根据beanName获取beanWrapper对象。如果beanWrapper对象是空，则调用createBeanInstance()方法创建bean实例。否则，下一步。通过beanWrapper对象获取bean实例和class类型。允许 postProcessors 调整组合BeanDefinition。如果RootBeanDefinition是单例并且允许循环引用并且beanName正在进行单例创建，将beanName添加到单例工厂。调用populateBean()方法给bean的属性值赋值，然后初始化bean对象并返回创建的bean实例，如果抛异常，则下一步。如果该beanName对象已经注册单例模式，则从单例中获取，并判断获取到的bean实例(B)与BeanWrapper中的bean实例(A)是同一个实例，如果是，则返回A或者B，如果不是，则递归找出它的依赖bean。返回1-6产生的bean实例。我们首次获取bean实例的时候，bean工厂是肯定没有的，所以我们首次获取到的BeanWrapper应该是空对象，但是它调用了createBeanInstance()方法后，可以看到spring是很确定它能拿到对象，那么我们看看这个方法的实现。它仍然是这个类中的方法。 protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object[] args) { // Make sure bean class is actually resolved at this point. // 确保bean可实例化(不能是抽象类等) Class beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName); // 如果这个bean 不是public 修饰符或者不被允许公共访问， 抛出异常 if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName()); } if (mbd.getFactoryMethodName() != null) { // 通过工厂方法实例化 return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args); } // Shortcut when re-creating the same bean... // 是否有构造器 if (mbd.resolvedConstructorOrFactoryMethod != null && args == null) { if (mbd.constructorArgumentsResolved) { return autowireConstructor(beanName, mbd, null, null); } else { return instantiateBean(beanName, mbd); } } // Need to determine the constructor... // 需要确认构造器 Constructor[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName); if (ctors != null || mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR || mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) { // 自动装配，调用匹配的构造方法进行实例化 return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args); } // No special handling: simply use no-arg constructor. // 使用默认无参构造 return instantiateBean(beanName, mbd); }这个类用来创建Bean实例，然后返回BeanWrapper对象。注释写的很详细了。其中有个instantiateBean()方法，当没有参数和构造方法的时候，就会调用该方法来实例化bean。 // 使用默认无参构造方法实例化bean protected BeanWrapper instantiateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd) { try { Object beanInstance; final BeanFactory parent = this; // 获取JDK安全管理 if (System.getSecurityManager() != null) { // 根据实例化策略实例化对象 beanInstance = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() { public Object run() { return getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent); } }, getAccessControlContext()); } else { beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent); } // 对实例化对象进行封装 BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance); initBeanWrapper(bw); return bw; } catch (Throwable ex) { throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Instantiation of bean failed", ex); } }这个方法是使用默认无参构造方法实例化bean的，它的核心代码是getInstantiationStrategy().instantiate(mbd, beanName, parent);,因为它，我们可以得到一个bean实例对象，然后封装成BeanWrapper并返回。 4、SimpleInstantiationStrategy.java用于BeanFactory的简单对象实例化策略。不支持方法注入，尽管它提供了子类的hook来覆盖以添加方法注入支持，例如通过重写方法。 // 使用初始化策略 实例化bean public Object instantiate( RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) { // Don't override the class with CGLIB if no overrides. // 如果beanDefinition 中没有方法覆盖， 就用jdk，否则用cglib if (beanDefinition.getMethodOverrides().isEmpty()) { // 获取对象的构造方法和工厂方法 Constructor constructorToUse = (Constructor) beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod; if (constructorToUse == null) { // 如果 没有构造方法和工厂方法， 使用JDK反射， 判断实例化的bean是不是接口 final Class clazz = beanDefinition.getBeanClass(); if (clazz.isInterface()) { throw new BeanInstantiationException(clazz, "Specified class is an interface"); } try { if (System.getSecurityManager() != null) { // 使用反射获取bean构造方法 constructorToUse = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction() { public Constructor run() throws Exception { return clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null); } }); } else { constructorToUse = clazz.getDeclaredConstructor((Class[]) null); } beanDefinition.resolvedConstructorOrFactoryMethod = constructorToUse; } catch (Exception ex) { throw new BeanInstantiationException(clazz, "No default constructor found", ex); } } // 使用beanUtils实例化 构造方法.newInstance(arg) 来实例化 return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse); } else { //如果 有覆盖或者重写， 则用CGLIB来实例化对象 // Must generate CGLIB subclass. return instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner); } }总结它的步骤： 如果BeanDefinition的覆盖方法不为空，则交给CGLIB来实例化对象，否则获取构造方法和工厂方法，下一步。如果没有构造方法和工厂方法，则使用JDK反射，判断实例化的bean是不是接口，如果是，抛出异常，如果不是，则使用反射来获取bean的构造方法，最后，用构造器.newInstance()的方法(BeanUtils.instantiateClass()方法底层实现)来实例化并返回。那cglib是如何实例化呢，我们来看下instantiateWithMethodInjection(beanDefinition, beanName, owner);方法源码： @Override protected Object instantiateWithMethodInjection( RootBeanDefinition beanDefinition, String beanName, BeanFactory owner) { // Must generate CGLIB subclass. return new CglibSubclassCreator(beanDefinition, owner).instantiate(null, null); }然后再跟进CglibSubclassCreator(beanDefinition, owner).instantiate(null, null);方法: // 使用cglib 来进行bean实例化 public Object instantiate(Constructor ctor, Object[] args) { // cglib Enhancer enhancer = new Enhancer(); // bean本身作为基类 enhancer.setSuperclass(this.beanDefinition.getBeanClass()); enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilterImpl()); enhancer.setCallbacks(new Callback[] { NoOp.INSTANCE, new LookupOverrideMethodInterceptor(), new ReplaceOverrideMethodInterceptor() }); // 生成实例对象 return (ctor == null) ? enhancer.create() : enhancer.create(ctor.getParameterTypes(), args); }从上面代码可以看到，这就是CGLIB动态代理中创建代理的过程代码，不熟悉的可以往前翻彻底搞懂动态代理章节的内容。 好了，到了这里，Spring就完成了bean实例的创建，但是此时就能拿着这个实例去使用吗，显然是不可以，因为属性还没有被赋入，下一章再继续介绍如何将属性依赖关系注入到Bean实例对象。 |
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