springboot初始化

一、 SpringBean

1. Spring Bean

1) Bean定义

Bean是什么，Bean是特殊的对象，交由Spring管理的Java对象，这类对象在创建的时候会根据spring的一些注解，和IOC，属性如果使用@Autowired的话，会自动赋值。Bean和对象的区别是：bean是spring拖管的，里面的属性也是有值的，对象的话直接new 里面的属性是空的，bean是特殊的对象，spring会对单例Bean进行缓存。



2) Bean生命周期

Spring在创建Bean的时候，首先根据ComponetScan注解来扫描具体哪个包下的所有类，如果类上带有Controller，Service，Response，Componet等注解就会创建对应的Bean对象，并且如果是单例的就会缓存到Bean对象池中，如果是多例的话，不缓存，使用的时候直接创建。BeanDefinition信息包括：





Spring创建Bean的过程：获取类的class对象，通过BeanFactory获取类的元信息(有哪些注解，属于哪个class，依赖哪个Bean等)，为每个Bean的元信息都创建BeanDefinition一个对象，并且缓存到Map中(BeanFactory就是用来创建BeanDefinition对象的)，在此过程中，如果需要对创建的BeanDefinition加工处理，则可以实现Spring提供的接口BeanFactoryPostProcessor，实现类交给Spring拖管，然后可以在这里面添加一些加工处理的代码，用于创建BeanDefinition对象前后执行的方法。

创建好BeanDefinition，遍历Map实例化Bean，注意，如果是多例的对象不需要实例化，填充属性，此时需要为其他Bean创建对象，创建对象使用class方式，利用反射实例化对象，实例化过程中，如果类实现Aware接口(一共9个，每个Aware接口对应不同的功能，如：获取Bean名称，获取BeanFactory，初始化执行的回调函数等等)，在不同的时期执行该接口相关的回调函数，此时使用了模板模式，然后初始化对象，在这个过程，如果创建了BeanPostProcessor(post过滤器)，则执行这里面的方法，这里面的方法是创建Bean的前置执行的方法，类似于切面，对所有Bean都可以在这里拦截进行加工处理。

如果该类使用了AOP，需要使用代理创建该类的动态代理的子类，如果没有使用AOP，则直接把创建好的对象放到单例池中(Map集合，key是bean的名称，value是创建的Bean)。

先实例化，再初始化，如果不开启AOP就是普通的对象，如果是开启了，那就是生成的代理对象。

3) 特殊接口

1. 通过注解方式扫描Bean

启动的时候，可以通过XML方式和注解方式扫描Bean，如果是注解的方式，扫描Bean的时候需要通过@Componet(“路径”)指定一下扫描路径。

2. 准备BeanDefinition集合

Bean在创建的时候，spring会根据类上是否有Componet等注解，然后生成beandefinition对象，生成好后放到map中，此时还没有生成正真的对象呢，当把BeanDefinition都准备好后放到Map中，遍历Map获取每个BeanDefinition，调用getBean(“bean名称”)才创建Bean,如果是单例就缓存起来，如果是多例就直接创建不缓存。

BeanDefinition的作用就是获取Class信息，获取类模板信息就可以修改类的信息，所以修改类可以在这个过程做操作。



3. Spring创建代理对象

场景：Spring整合Mybatis的时候，需要为Mapper生成代理对象，在BeanFactory创建BeanDefinition的时候，有一些属性依赖Mapper接口，这时候就需要为Mapper创建代理对象，并且缓存到单例池中，这时候使用这种方式创建代理对象即可。

4. 通过各种Aware接口设置想要的值

Aware一共有9个，每种都有不同的用途。以下是两种例子：

5. 初始化完需要执行的方法可使用接口

通过InitializingBean可以对Bean初始化完成后需要执行的方法，继承该方法，可以在初始化完成后执行该操作。

2. 循环依赖

1) 循环依赖过程

构造方法的循环依赖是无法解决的，因为对象在创建的时候要调用构造函数，调用的时候还要去创建依赖的对象，依赖的对象反过来依赖自己，还没有实例化对象，无法提前暴露对象。



Spring创建循环依赖的对象，并为其赋属性值的过程是：

如A依赖B，B依赖A，A在实例化后，在为属性B赋值的时候，B也会像A一样实例化，然后进行属性赋值，当为A赋值的时候回去缓存中查找，如果A没有进行AOP操作的话，A在实例化后就会把它的原始对象(原始对象是属性还没有填充值的对象)放到单例池中，二级缓存中，提前暴露给别的Bean引用，只是此时的A还不完整，就放到二级缓存中。B从一级缓存中获取没有找到A，就从二级缓存中查找，发现找到了提前暴露的A，然后赋值引用，完成属性的赋值，然后返回A，A继续操作后续过程。

但是如果A发生了AOP的话，就不能把原始对象直接放到二级缓存中了，因为AOP最终要生成代理对象，代理对象和原始对象不是一个的话，为B赋值的是原始对象的引用，为A赋值的是代理对象(放在一级缓存单例池中的对象)，这样就违背了单例模式了。

此时A在实例化后把它自己放到三级缓存中，把实例对象传进去，生成一个lambad表达式(() -> getEarlyBeanReference(beanName,mbd,bean原始对象))，不直接生成代理对象，后面谁用到谁再生成，然后赋值B属性的时候，创建B的Bean对象，B引用A的时候，会从一级缓存获取发现没有，从二级缓存获取也发现没有，从三级缓存获取，拿到了lambad表达式，然后执行获取A的代理对象，此时A的代理对象其实是提前生成了，B帮忙生成的，生成后会把A的代理对象放到二级缓存中，然后引用指向了B中的Bean的A属性，然后返回A。



创建代理对象具体代码：



A填充B的属性，执行Aware，init操作后(此时还是针对的是A的原始对象，不是代理对象)，执行完后当要开始生成代理对象的时候，还是会从一级缓存获取一下，发现没有，然后从二级缓存获取，发现二级缓存中存在A的代理对象(spring中代理对象里面有一个引用，指向了原始对象)，然后获取后直接把该对象放到一级缓存中，完成了初始化过程。

这里有一个细节，为了保证前后对象的唯一性，通过名称找到的对象是不是自己的对象，在B中提前生成的A的代理对象后，会把对象放到earlyProxyReferences map中，当A在执行完第五步属性赋值完后开始生成代理对象前，要到这个map中通过beanName名称获取到对应的对象，然后判断是自己的代理对象，就不生成代理对象了，然后再从一级缓存，二级缓存中查找，如果不是自己的对象，则调用wrapIfNecessary方法进行生成代理对象。



2) 三级缓存

一级缓存是最终存放Bean对象的Map集合，二三级缓存是为解决循环依赖而创建的，在循环依赖过程中，一个对象提前暴露的话会存在二级缓存中，如果这个对象在初始化的时候，进行了AOP操作，就需要生成代理对象，会先在三级缓存中存放一个要生成代理对象的lambad表达式，后面谁依赖的了就执行lambad表达式，生成代理对象，但是由于不是自己生成的，生成完后的代理对象需要放到二级缓存中。

二级缓存是为了提前暴露对象而产生的，三级缓存是为了AOP对象需要生成代理对象产生的。如果A没有循环依赖，但是进行了AOP操作，也是会生成一个lambad表达式放到三级缓存中，但是没有其他Bean依赖A，所以三级缓存中的lambad表达式始终都不会执行到，执行不到就不会放到二级缓存中，当A执行到最后的时候，从二级缓存中获取代理对象是获取不到的，所以自己生成。

三级缓存包括：

Ø singletonObjects：一级缓存，用于存放最终的Bean对象，一级缓存对于循环依赖没有什么帮助；

Ø earlySingletonObjects：二级缓存，存放不完整的对象，创建提前暴露的对象放在里面，提前暴露的对象可能还没有进行完全的初始化，属性还没有赋值完成或者是完全；

Ø singletonFactories：三级缓存，用于存放对原始对象的包装的一个lambad表达式，里面存储的是() -> getEarlyBeanReference(beanName,mbd,bean原始对象)，还没有进行创建代理对象，只是存一个表达式，value是ObjectFactory；

Ø earlyProxyreferences：其实还包括一个缓存，他用来记录某个原始队形是否进行了AOP了。

3) 为什么需要三级缓存

在构建原始对象的时候，不知道是否会发生循环依赖，如A依赖B，B没有依赖A，二级缓存存的是对象，三级缓存存的是ObjectFactory，如果只利用二级缓存省去三级缓存，那么二级缓存应该存什么，一个Bean在初始化的时候，在执行到BeanPostProcessor的时候才知道自己要不要生成代理对象，存原始对象还是存代理对象，如果没有发生AOP，则需要存原始对象，如果发生了AOP则需要存储代理对象，这样就矛盾了，所以放到三级缓存中一个表达式，在使用的时候再创建是最好的选择，如果没有AOP则可以省去二级缓存和三级缓存其实也是可以的。

二、 SpringBoot

1. Refresh方法

Spring容器创建之后，会调用它的refresh方法，refresh的时候会做很多事情：比如完成配置类的解析、各种BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor的注册、国际化配置的初始化、web内置容器的构造等等。

以web为例，对应的Spring容器为AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext。它的refresh方法调用了父类AbstractApplicationContext的refresh方法：



1) prepareRefresh方法

表示在真正做refresh操作之前需要准备做的事情：

l 设置Spring容器的启动时间，撤销关闭状态，开启活跃状态；

l 初始化属性源信息(Property)；

l 验证环境信息里一些必须存在的属性。

2) prepareBeanFactory方法

从Spring容器获取BeanFactory(Spring Bean容器)并进行相关的设置为后续的使用做准备：

l 设置classloader(用于加载bean)，设置表达式解析器(解析bean定义中的一些表达式)，添加属性编辑注册器(注册属性编辑器)；

l 添加ApplicationContextAwareProcessor这个BeanPostProcessor。取消ResourceLoaderAware、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware、ApplicationContextAware、EnvironmentAware这5个接口的自动注入。因为ApplicationContextAwareProcessor把这5个接口的实现工作做了；

l 设置特殊的类型对应的bean。BeanFactory对应刚刚获取的BeanFactory；ResourceLoader、ApplicationEventPublisher、ApplicationContext这3个接口对应的bean都设置为当前的Spring容器；

l 注入一些其它信息的bean，比如environment、systemProperties等。

注意：https://blog.csdn.net/z69183787/article/details/104364846

2. Springboot如何加载一个starter依赖组件并完成初始化

引入maven starter依赖，基本就满足了日常的web接口开发，而不使用springboot时，需要引入spring-web、spring-webmvc、spring-aop等等来支持项目开发。

实际上那些必要的依赖在spring-boot-starter-web中已经被引入了，说白了，starter可以当成是一个maven依赖组，引入这个组名就引入了所有的依赖。

对于其他一些starter，比如要使用redis、jpa等等，就不仅仅是引入依赖了，还需要实现一些初始的配置，比如常使用@Configuration，这个注解就会在springboot启动时去实例化被其修饰的类，前提是springboot配置了@EnableAutoConfiguration，而springboot启动类默认的@SpringBootApplication中默认包含了该注解，所以不用再显示引入，最后需要在starter项目中META-INF/spring.factories中添加:

这样在springboot启动时，才能正确加载自定义starter的配置。所以说，starter中简单来讲就是引入了一些相关依赖和一些初始化的配置。

为什么加了@Configuration注解还是要配置META-INF/spring.factories呢？因为springboot项目默认只会扫描本项目下的带@Configuration注解的类，如果自定义starter，不在本工程中，是无法加载的，所以要配置META-INF/spring.factories配置文件。

为什么配置了META-INF/spring.factories配置文件就可以加载？这里才是springboot实现starter的关键点，springboot的这种配置加载方式是一种类SPI（Service Provider Interface）的方式，SPI可以在META-INF/services配置接口扩展的实现类，springboot中原理类似，只是名称换成了spring.factories而已。