Spring IoC源码解读——谈谈bean的几种状态

阅读Spring IoC部分源码有一段时间了，经过不断的单步调试和参阅资料，对Spring容器中bean管理有了一定的了解。这里从bean的几个状态的角度出发，研究下IoC容器。

一、原材料

　　Xml中的bean定义配置（或者注解）、及Java代码

    <bean id="book" name="book" class="com.sky.vo.Book" scope="singleton" init-method="productBook" destroy-method="destroyBook">
        <property name="title" value="小王子"/>
    </bean>

public class Book implements InitializingBean, DisposableBean, BeanFactoryAware, ApplicationContextAware{
    private String title;
    
    public Book(){
        System.out.println("调用了Book默认构造函数");
    }
    
    public void productBook(){
        System.out.println("书本初始化init-method");
    }
　　///.......
}

二、半成品

　　BeanDefinition是Spring中很重要的一个接口，作用是对bean的一种抽象（简单的理解是他的属性对应了<bean>中定义的属性和子节点等信息）。他是半成品，所以我们几乎不会直接使用，而是在IoC容器内部流通！

阅读源码发现是用SAX解析xml，然后保存到BeanDefinition对象。以下是关键的伪代码

/*
**BeanDefinitionParserDelegate.java
*/
public AbstractBeanDefinition parseBeanDefinitionElement(Element ele, String beanName, BeanDefinition containingBean) {
    AbstractBeanDefinition bd = createBeanDefinition(className, parent){
   　　 GenericBeanDefinition bd = new GenericBeanDefinition();
   　　 bd.setBeanClassName(className);
    　　return bd;       
　　}

    parseBeanDefinitionAttributes(ele, beanName, containingBean, bd);
    parseConstructorArgElements(ele, bd);
    parsePropertyElements(ele, bd);
　　//省略了解析其他子节点的代码
}

核心的解析过程比较简单，创建了GenericBeanDefinition，然后节点属性和<property>、<construct-arg>等设置为他的属性。

那么，还有一个比较关键的步奏，就是转化后的BeanDefinition存放的时机和位置，是在Spring IoC容器启动时存放的，具体代码：

/*
**DefaultListableBeanFactory.java
*/
    public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition){
        synchronized (this.beanDefinitionMap) {
            Object oldBeanDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
            if (oldBeanDefinition != null) {
                if (!this.allowBeanDefinitionOverriding) {
                    throw new BeanDefinitionStoreException("Cannot register bean definition  for bean , There is already bound.");
                }
                else {
                    this.logger.info("Overriding bean definition for bean, replacing oldBeanDefinition");
                }
            }
            else {
                this.beanDefinitionNames.add(beanName);
            }
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        }
}

可以看到最终存储到了beanDefinitionMap这个Map中，来看看他的定义（DefaultListableBeanFactory.java中）

    private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(64);

这样，Spring容器就持有了BeanDefinition。

三、成品

获取成品就是获取具体的bean对象，其实就是Object bean = BeanFactroy.getBean(beanName).这里根据scope的不同，会有一些不同，简而言之：

A、singleton在IoC容器初始化时实例化，并缓存到Map中；getBean(singletonBeanName)时从这个Map中取即可；

　　如果singleton同时lazy-init="true"，第一次getBean时缓存到Map，以后从Map中取；

B、getBean(prototypeBeanName)时每次都实例化新的bean对象；

1、singleton的bean

　　直接看伪代码（截取了部分关键代码）

    //从getBean入手
    BeanFactroy.getBean("beanName"){
        AbstractBeanFactory.createBean{
            Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args){
                // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
                //这是返回了缓存的singleton的bean：com.sky.vo.Book@1a1ecd
                Object sharedInstance = getSingleton(beanName){
                    return Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
                }
                return (T)bean;
            }    
        }
    }

从源码我们可以看到，对于singleton的bean，我们直接从singletonObjects这个Map中取！

public class DefaultSingletonBeanRegistry{
　　/**缓存了singleton的bean：beanName--->bean实例*/
　　private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);
}

那么bean实例是什么时候存入到这个map的呢？看源码知道是在IoC容器启动时。

通过多次分析源码，我们知道AbstractApplicationContext.refresh()完成了容器的初始化过程，singleton的bean的实例化也是在这完成的。

    public void AbstractApplicationContext.refresh(){
        //创建Spring容器
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        
        // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
        AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory){
            DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons(){
                RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
                if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
                    //然后，执行了getBean的操作!!!这里执行的代码就是BeanFactory.getBean(beanName)部分
                    AbstractBeanFactory.getBean(beanName){
                        AbstractBeanFactory.doGetBean(beanName){
                            //缓存为空
                            Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
                            //如果是singleton
                            if (mbd.isSingleton()) {
                                DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(){
                                    synchronized (this.singletonObjects) {
                                        //这里缓存也是空的
                                        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
                                        //实例化bean
                                        singletonObject = singletonFactory.getObject(){
                                            Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args);
                                        }
                                        //这里非常重要，把实例化的bean放到map中
                                        addSingleton(beanName, singletonObject){
                                            this.singletonObjects.put(beanName, (singletonObject != null ? singletonObject : NULL_OBJECT));
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

截取了部分关键的代码片段，可以看到Spring容器初始化时会把实例化的singleton的bean放到singletonObject