前言
Spring啟動時候整個入口是這麼一個方法
AbstractApplicationContext#refresh
總共有12個方法，也就是啟動時的核心步驟
AbstractApplicationContext有衆多實作，這裡我選擇SpringBoot Web應用預設的實作來講
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext類圖
對應的SpringBoot版本為 2.2.5.RELEASE
高版本refresh方法會多一些日志相關的代碼，這裡為了友善講解，就使用這個版本
是以後面本文提到的所有子類的方法實作、重寫都是指AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext及其父類
本文主要是講一些啟動的步驟，具體的很多技術實作細節、技術點這裡就不過多贅述
如果有疑問的，可以檢視三萬字盤點Spring 9大核心基礎功能這篇文章或者公衆号菜單欄中關于Spring的文章，基本上都能找到答案
prepareRefresh
prepareRefresh整個重新整理的一個步驟，這個步驟是做啟動的一個準備操作
ApplicationContext剛建立出來，什麼也沒有，是以需要做一些準備
首先是做一些狀态位的變更，表明開始啟動了或者重新整理了
後面一行
initPropertySources
initPropertySources是一個模闆方法，本身是一個空實作，是給子類用的
我們的這個子類就重寫了initPropertySources方法
會将Servlet相關的配置加入到Environment中，這樣我們就能從Environment中擷取到Servlet相關的配置了
再後面一行
getEnvironment().validateRequiredProperties()
這行代碼就是校驗一些必要的配置屬性，我們可以通過ConfigurableEnvironment來設定哪些屬性是必要的，預設是沒有必要的
是以prepareRefresh就是做了一些前置操作，準備好一些屬性配置相關的東西，後面的其它環節，比如說生成Bean時可能需要用到這些配置
obtainFreshBeanFactory
這一步驟是重新整理BeanFactory并且擷取BeanFactory
refreshBeanFactory() 和 getBeanFactory() 都是抽象方法，由子類來實作的
而子類的實作其實很簡單，就是給beanFactory設定一個id和傳回beanFactory
beanFactory就是下面這個玩意
并且建立對象的ApplicationContext對象的時候就建立了，類型為
DefaultListableBeanFactory
是以從這就可以看出來，雖然說BeanFactory是一個接口，有非常多的實作
但是實際情況下，真正使用的就是DefaultListableBeanFactory
并且DefaultListableBeanFactory其實算是BeanFactory唯一真正的實作
除此之外，還可以得出一個結論，ApplicationContext中有一個BeanFactory（DefaultListableBeanFactory）
prepareBeanFactory
上一步驟擷取到了BeanFactory，但是這個BeanFactory僅僅就是剛剛new出來的，什麼也沒有
是以目前步驟就是對BeanFactory做一些配置工作
前三行代碼
先給BeanFactory設定了一個ClassLoader，因為BeanFactory是用來建立Bean，需要加載Bean class對象
然後設定了一個BeanExpressionResolver，這個是用來解析SpEL表達式的
然後添加了一個PropertyEditorRegistrar，也就是
ResourceEditorRegistrar
這個的作用就是為BeanFactory添加一堆跟資源相關的PropertyEditor
ResourceEditorRegistrar核心實作方法
PropertyEditor之前說過，就是進行類型轉換的，将一個字元串轉成對應的類型
接下來這幾行
這裡主要是添加了一個BeanPostProcessor，也就是
ApplicationContextAwareProcessor
BeanPostProcessor我們都知道會在Bean的生命周期階段進行回調，是Bean的生命周期一個核心的環節
ApplicationContextAwareProcessor這個是用來處理Bean生命周期中的Aware回調有關
當你的Bean實作這些接口的時候，在建立的時候Spring會回調這些接口，傳入對應的對象
而後面的這行代碼
beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
意思是說，如果你的Bean想注入一個EnvironmentAware對象
java 複制代碼
@Resource private EnvironmentAware environmentAware;
這是不允許的
因為很簡單，注入一個EnvironmentAware對象，沒有實際的意義
後面的其它幾行代碼也都是這個意思
再接下來這幾行
這跟上面的ignoreDependencyInterface作用相反
他是來設定依賴注入時Bean的類型所對應的對象
比如說這行代碼
beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
這行代碼的意思就是當你需要注入一個Bean類型為BeanFactory.class類型的時候
java 複制代碼
@Resource private BeanFactory beanFactory;
那麼實際注入的就是方法第二個參數beanFactory，也就是上面擷取的DefaultListableBeanFactory對象
同理，注入ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext時，其實注入的對象都是this，也就是目前的ApplicationContext對象
再再接下來這幾行
最開始又添加了一個BeanPostProcessor
ApplicationListenerDetector
這個BeanPostProcessor是跟ApplicationListener有關
他是将單例的ApplicationListener給添加到ApplicationContext中
再後面就是往BeanFactory裡面添加一些跟配置屬性相關的單例對象，如果有哪裡用到，就可以從BeanFactory中擷取到了
prepareBeanFactory就完了
正如方法名字的含義一樣，就是對BeanFactory做一些配置相關的東西
比如添加一些BeanPostProcessor，注冊一些PropertyEditor
為Bean的生成做準備操作
最後畫張圖來總結一下這個方法的作用
此時BeanFactory狀态就是這樣的
postProcessBeanFactory
這個方法是一個模闆方法
本身是空實作，是交給子類來擴充，子類可以根據不同的特性再對BeanFactory進行一些準備工作
比如我們用的這個Web實作就重寫了這個方法，對BeanFactory設定一些Web相關的配置
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext#postProcessBeanFactory
首先調用父類ServletWebServerApplicationContext的postProcessBeanFactory
ServletWebServerApplicationContext#postProcessBeanFactory
前兩行代碼跟之前說的一樣，也是添加Aware接口的回調對應的BeanPostProcessor，隻不過這個Aware是跟Servlet相關的東西
接下來調用registerWebApplicationScopes方法，最終會調到下面這個方法
WebApplicationContextUtils#registerWebApplicationScopes
這個方法幹了兩件事
第一件事就是注冊一下Bean在Web環境下的作用域request、session，八股文中的東西
第二個就是注冊一些依賴注入時Bean類型和對應的對象，這在日常開發中還是有用的
比如可以直接注入一個ServletRequest
java 複制代碼
@Resource private ServletRequest servletRequest;
是以，父類的實作主要還是對BeanFactory進行一些配置，隻不過配置的主要是跟Web環境相關的東西
現在來看看AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext自身的實作
核心代碼就是這兩行
this.scanner.scan(this.basePackages);
this.reader.register(ClassUtils.toClassArray(this.annotatedClasses));
scanner和reader就是下面這兩個玩意
也就是說，如果這些配置都不是空的話，那麼此時就會掃描對應的包的下Bean，生成對應的BeanDenifition，再注冊到DefaultListableBeanFactory
至于為什麼會存到DefaultListableBeanFactory中，可以看看之前的文章
此時BeanFactory大概是這麼一個狀态
除此之外，還有一個賊重要的事
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext這個ApplicationContext建立時會去建立AnnotatedBeanDefinitionReader
而AnnotatedBeanDefinitionReader的構造方法最終會調用這麼一行代碼
AnnotationConfigUtils#registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry)
這個方法非常重要，他會去注冊一些BeanDefinition到BeanFactory中，這裡我稱為Spring内部的Bean
這裡我說幾個常見和重要的
- ConfigurationClassPostProcessor：這個是用來處理配置類的，非常重要，記住這個類，後面有大用
- AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：處理@Autowired、@Value注解
- CommonAnnotationBeanPostProcessor：處理@Resource、@PostConstruct等注解
是以除了掃描出來的一些Bean對應的BeanDefinition，還有一些Spring内部的Bean會注冊到BeanFactory中
此時BeanFactory的狀态就如下圖所示
不過，在SpringBoot預設情況下，不會指定包和配置類，也就不會掃描檔案，生成BeanDefinition
但是内部建立的BeanDefinition依然存在，并且在ApplicationContext建立的時候就注冊到BeanFactory中了
是以總結來說，postProcessBeanFactory這個方法是交給子類對BeanFactory做一些準備操作，并且可能會掃描Bean
invokeBeanFactoryPostProcessors
從這個方法的名字可以看出，是調用BeanFactoryPostProcessor，這個步驟非常重要，而且過程有點繞
前置知識：BeanFactoryPostProcessor及其子接口
BeanFactoryPostProcessor是一個接口，有一個方法，方法參數就是BeanFactory
通過這個方法就可以拿到BeanFactory，然後對BeanFactory做一些自己的調整
比如說，你想關閉循環依賴，你就可以實作這個接口，然後進行調整
他還有一個子接口BeanDefinitionRegistryPostProcessor
這個接口是對BeanDefinitionRegistry進行調整，BeanDefinitionRegistry就是存BeanDefinition的地方，真實的實作就是DefaultListableBeanFactory
是以BeanDefinitionRegistryPostProcessor的作用就是往BeanDefinitionRegistry（DefaultListableBeanFactory）中添加BeanDefinition的
再看invokeBeanFactoryPostProcessors
有了這兩個前置知識之後，我們來看看invokeBeanFactoryPostProcessors方法的實作
這個方法最終會調用下面方法來真正的處理
PostProcessorRegistrationDelegate.invokeBeanFactoryPostProcessors;
這個方法比較長，大緻分為兩件事
- 調用所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor，解析配置類，注冊BeanDefinition到DefaultListableBeanFactory中
- 從BeanFactory中擷取所有的BeanFactoryPostProcessor進行調用，完成對BeanFactory一些其它的擴充
調用BeanDefinitionRegistryPostProcessor
首先第一步，先從BeanFactory中擷取到所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor對象，調用它的postProcessBeanDefinitionRegistry方法
還記得上一節在說注冊Spring内部的Bean時特地強調的一個類ConfigurationClassPostProcessor不？
他就實作了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口
是以此時擷取到的就是ConfigurationClassPostProcessor
擷取ConfigurationClassPostProcessor的時候會走Bean的生命周期，也就是會回調前面添加的BeansPostProcessor，但是也沒幾個
之後會調用他的postProcessBeanDefinitionRegistry方法，來處理此時BeanFactory中的配置類
配置類從哪來，前面一直沒提到過
但是看一下ApplicationContext是如何使用的就知道了
比如說，下面這個demo
在建立一個ApplicationContext之後，在注冊一個Bean之後再refresh
此時這個注冊的Bean就是配置類。
如果你不注冊，那是真沒有配置類，此時也就沒什麼意義了。
是以，ApplicationContext一定會有一個配置類，不然沒有意義。
在SpringBoot條件下，SpringBoot在啟動時就會将啟動引導類當做配置類給扔到BeanFactory中。
是以ConfigurationClassPostProcessor最開始處理的時候，就是處理啟動引導類
我們可以在ConfigurationClassPostProcessor方法實作上打個斷點驗證一下
在處理之前可以看見，除了幾個spring内部的BeanDefinition之外，還有一個myApplication，就是我的啟動引導類
處理的時候它會解析啟動引導類的注解，進行自動裝配，掃描你寫的代碼的操作，之後生成BeanDefinition
當處理完成之後我們再看看，DefaultListableBeanFactory有了非常多的BeanDefinition了
是以到第一步就完成了，此時BeanFactory就加載了很多Bean
接下來，由于又新注冊了很多BeanDefinition，而這些裡面就有可能有BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的實作
是以之後會重複從BeanFactory中擷取BeanDefinitionRegistryPostProcessor，調用postProcessBeanDefinitionRegistry
一直會循環下去，直到所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor都被調用為止
由于BeanDefinitionRegistryPostProcessor繼承BeanFactoryPostProcessor
是以之後也會調用BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法
調用BeanFactoryPostProcessor
當調完所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor實作方法
之後就會從BeanFactory擷取所有的BeanFactoryPostProcessor（除了BeanDefinitionRegistryPostProcessor實作之外），調用postProcessBeanFactory方法
此時就可以通過BeanFactoryPostProcessor再次對BeanFactory進制擴充
總的來說，這一步驟的核心作用就是完成對BeanFactory自定義擴充，但是由于BeanFactoryPostProcessor都是Bean，是以要第一步先加載Bean，之後才能通過BeanFactoryPostProcessor來擴充
一張圖來總結上面主要幹的事
這裡簡化了一些前面提到東西
registerBeanPostProcessors
上面一個步驟已經完成了Bean的掃描和對BeanFactory的擴充
這一節通過方法名就可以看出，是跟BeanPostProcessor相關
不過在這個方法執行之前，我們先來看看此時BeanFactory中已經有了哪些BeanPostProcessor
此時隻有4個，前3個前面都提到過，但是像我們熟知的處理@Autowired、@Resource注解的BeanPostProcessor都不在裡面
是以這裡就有一個非常重要的小細節
在目前這個步驟執行之前如果從BeanFactory中擷取Bean的話，雖然會走Bean生命周期的整個過程，但是@Autowired、@Resource注解都不會生效，因為此時BeanFactory中還沒有處理這些注解的BeanPostProcessor（CommonAnnotationBeanPostProcessor等）
什麼意思呢，舉個例子
比如上面一節，在目前步驟執行之前會從BeanFactory中擷取BeanFactoryPostProcessor
假設現在你實作了BeanFactoryPostProcessor，想注入一個ApplicationContext對象
此時是注入不成功的，@Resource注解不會生效，就是這個意思。
這時隻能通過ApplicationContextAware方式擷取，因為有對應的BeanPostProcessor（ApplicationContextAwareProcessor）
接下來我們再來看看registerBeanPostProcessors實作
最終也是調用下面的方法
PostProcessorRegistrationDelegate#registerBeanPostProcessors
這個過程就沒上面那個步驟複雜了
其實就是從BeanFactory中擷取到所有的BeanPostProcessor，然後添加到BeanFactory中
不過值得注意的是，BeanPostProcessor建立會有優先級，優先級高的會先被建立和添加到BeanFactory中
到這一步其實BeanFactory就算是準備完成了，基本上跟建立Bean相關的前置操作幾乎都完成了
最後再來張圖總結一下這個方法幹的事
initMessageSource
這個方法是處理國際化相關的操作
這個操作比較簡單，就是從BeanFactory中看看有沒有Bean名稱為messageSource的Bean
有的話就使用這個MessageSource，沒有的話就用預設的
不過SpringBoot項目下會自動裝配一個MessageSource，是以此時容器中是有的
initApplicationEventMulticaster
這個方法跟上面的差不多，也是從BeanFactory找有沒有ApplicationEventMulticaster
有就用容器中的，沒有就自己建立一個
ApplicationEventMulticaster是真正用來釋出事件的，ApplicationEventPublisher最終也是調用他來釋出事件
ApplicationEventMulticaster内部會緩存所有的監聽器
當通過ApplicationEventMulticaster釋出事件的時候，會去找到所有的監聽器，然後調用
onRefresh
onRefresh也是一個模闆方法，本身也是空實作
子類重寫這個方法，會去建立一個Web伺服器
registerListeners
這個方法其實也比較簡單，就是将監聽器給添加到ApplicationEventMulticaster中
finishBeanFactoryInitialization
這個方法首先又是老套路，就是判斷容器中有沒有ConversionService
ConversionService也是用來做類型轉換的，跟前面提到的PropertyEditor作用差不多
如果有，就把ConversionService設定到BeanFactory中
到這一步，BeanFactory才算真的準備完成。。。
之後其實幹的事就不太重要了
但是最後一行比較重要
beanFactory.preInstantiateSingletons();
從方法的命名就可以看出，執行個體化所有的單例對象
因為對于BeanFactory的一些配置在前面都完成了，是以這裡就可以來執行個體化所有的單例對象了
這個方法會做兩件事
第一件事就是執行個體化所有的非懶加載的單例Bean
實際上就是通過getBean方法來的，因為擷取Bean，不存在的時候就會創，會走Bean的生命周期
第二件事就是一旦單例Bean實作了SmartInitializingSingleton接口，就會調用SmartInitializingSingleton的afterSingletonsInstantiated方法
這個其實也算是Bean生命周期的一部分。
finishRefresh
這個方法是整個Spring容器重新整理的最後一個方法
這個方法就是收尾的操作
清理一下緩存操作
之後就是初始化LifecycleProcessor
都是一樣的套路，優先用BeanFactory中的
後面就會調用LifecycleProcessor#onRefresh方法
這個方法的作用就是，如果你的Bean實作了SmartLifecycle的接口，會調start的方法
随後就釋出一個ContextRefreshedEvent事件，表明容器已經重新整理完成了
在Web環境底下，這個finishRefresh方法被重寫了
主要是多幹了一件事，那就是啟動Web伺服器
并且會釋出了一個ServletWebServerInitializedEvent事件
這個事件在SpringBoot中用的不多
但是在SpringCloud中卻非常重要
在SpringCloud環境底下會有一個類監聽這個事件
一旦監聽到這個事件，SpringCloud就會将目前的服務的資訊自動注冊到注冊中心上
這就是服務自動注冊的原理
總結
這裡再來簡單回顧一下Spring啟動大緻的幾個過程
最開始的準備操作，這部分就是準備一些配置屬性相關的
之後連續好幾個方法都是準備BeanFactory的，我把上面那張圖拿過來
整個準備BeanFactory過程大緻如下：
- 先配置BeanFactory
- 通過ConfigurationClassPostProcessor加載Bean到BeanFactory中
- 從上一步加載的Bean中擷取BeanFactoryPostProcessor，完成對BeanFactory做自定義處理
- 從上一步加載的Bean中擷取BeanPostProcessor，添加到BeanFactory中
當這些步驟完成之後，BeanFactory跟Bean建立相關的配置幾乎算是配置完成了
之後其實就是一些ApplicationContext内部的一些組價的初始化，比如MessageSource、ApplicationEventMulticaster等等
優先從BeanFactory中擷取，沒有再用預設的
到這ApplicationContext也算配置完成了，之後就可以執行個體化單例非懶加載的Bean了
再後面就是一些掃尾的操作，釋出一個ContextRefreshedEvent事件，表明容器已經重新整理完成了
這時Spring就就算是真正啟動完成了。