springboot的源码（spring）主要分为几个部分
1、构造SpringApplication，完成spring.factories文件中Initializers与Listeners的加载
2、加载配置文件，通过ConfigFileApplicationListener
3、加载BeanDefinitionRegistryPostProcessor与BeanFactoryPostProcessor完成bean的定义包装（非生成实例）
4、生成bean实例以及初始化
本文主要针对第四点，主要看如何AbstractBeanFactory的getBean方法完成bean的实例化和初始化基于springboot2.1.4
项目地址：https://gitee.com/eshin/springbootdemo.git#autotest
通过3中bean的定义可知有如下几类的bean定义
1、普通注解的bean（eg:@Component @Service @Controller）
beanclass是原始类名2、@Configuration 注解的配置类的bean
beanclass是用EnhancerBySpringCGlib封装的,Enhancer可参考此处3、@Bean注解生成的Bean
beanclass为空，但是有factoryBeanName和factoryMethodName4、用@Scope注解的上述Bean
beanclass为ScopedFactoryBean，但会通过targetBeanName查找到真正的定义，而真正的定义name前面会加上scopedTarget的前缀
记住这几个特征，在getBean的时候会用得上
进入org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh-->org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization-->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons
进入getBean方法--->org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean一、先来看遍历beanDefinition生成实例
1、先来看第一个getSingleton，org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String, boolean)
2、getObjectForBeanInstance，这个在多个位置用到，除了首次调用在1中获取到的bean不为空时，其余都是在bean创建完之后
org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getObjectForBeanInstance
因此，如果beanClass是ScopeProxyFactoryBean，缓存到beanFactory的单例实例就是beanName对应的ScopeProxyFactoryBean，不管是原型模式和Scope模式（注意，ScopeProxyFactoryBean都是以单例形式存在beanFactory中，但是根据ScopeProxyFactoryBean找到targetBeanName生成代理对象就不是单例了，Scope的介绍放在最后）
3、接下来是三种场景下的createBean
原型模式在每次调用的时候都会生成新的bean，而Scope模式，会通过scope.get(),不同的scope按照不同的逻辑，判断是否生成新的bean，比如，SessionScope，在调用scope.get()的时候，会判断是否是新的session，如果是新的session就生成新的bean，否则使用已有的bean。本文重点在于解读singleton模式。
进入org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton(java.lang.String, org.springframework.beans.factory.ObjectFactory<?>)
现在重点关注如何创建bean-->org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean
3.1、创建bean的实例
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance
创建@Bean方法的bean与通过带参构造方法创建bean的原理类似，org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#instantiateUsingFactoryMethod与org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#autowireConstructor两个方法都是又臭又长，就不展开了（可以设置多个重载方法带不同的参数来debug）通过工厂方法和构造方法获取Bean可参考此处，大概说下做了什么：
instantiateUsingFactoryMethod 如果bean的定义中factoryMethodName不为空进入该方法
3.1.1.1、获取factoryBean，也就是@Bean方法所在的类的实例，由于在定义的时候被enhancer封装了，所以是个代理对象，如果factoryBean还没创建，先创建，否则直接获取。
3.1.1.2、在factoryBean 的原始class中通过org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#getCandidateMethods查找到所有的方法，然后从中找到目标方法。
3.1.1.3、如果目标方法有参数，调用org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#createArgumentArray-->org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#resolveAutowiredArgument-->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#resolveDependency--->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency完成参数的bean的注入
3.1.1.4、调用org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#instantiate(java.lang.String, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition, java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])-->org.springframework.beans.factory.support.SimpleInstantiationStrategy#instantiate(org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition, java.lang.String, org.springframework.beans.factory.BeanFactory, java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object...)执行目标方法，返回的实例就是需要的bean
由于factoryBean是enhancer封装的，执行factoryMethod.invoke(factoryBean, args)调用目标方法的时候会经过org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassEnhancer.BeanMethodInterceptor#intercept--->org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy#invokeSuper (Enhancer代理拦截的原理)autowireConstructor如果检测到beanClass包含有带参构造方法进入该方法并传入检测到的构造方法
3.1.2.1、筛选出匹配的构造方法
3.1.2.2、如果目标构造方法有参数，调用org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#createArgumentArray-->org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#resolveAutowiredArgument-->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#resolveDependency--->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency完成参数的bean的注入
3.1.2.3、调用org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver#instantiate(java.lang.String, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition, java.lang.reflect.Constructor<?>, java.lang.Object[])-->org.springframework.beans.factory.support.SimpleInstantiationStrategy#instantiate(org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition, java.lang.String, org.springframework.beans.factory.BeanFactory, java.lang.reflect.Constructor<?>, java.lang.Object...)完成使用构造方法创建实例注意：不管是通过@bean方法还是构造方法生成目标bean，在执行目标方法前（即创建实例前），就需要对参数bean完成注入，此时在BeanFactory中是没有这个目标bean的引用的，所以如果参数bean中如果也要注入目标bean，那此时参数bean就无法从singletonFactories,或者earlySingletonObject或者singletonObjects中找到相关引用，就出现循环注入的异常。也就是说，两个bean如果相互注入，则需要先开始处理的bean先实例化并在singletonsCurrentlyInCreation中标识已经创建，并且在singletonFactories,或者earlySingletonObject中能够找到。这也是为何说org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton和org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#addSingletonFactory能够解决循环注入问题
有图可知，相互注入的两个bean中先处理的bean除了不能使用构造方法和@bean方法之外，还不能在创建实例后经过代理封装处理，如果设置allowRawInjectionDespiteWrapping=true，不会抛异常，但存在隐患，因为允许注入到后者中的前者，不是最终的版本。因此开发过程中要尽量避免循环注入的情况，可以在两者都成为完全体的bean后，手动在应用代码中互相调对方的set方法。
最后一个无参构造方法的构造就简单多了直接调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#instantiateBean
3.2、bean的成员变量的填充
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean
完成注入的processor如：org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties，完成@value和@autowired属性的注入
注入线索->postProcessPropertiest-->org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata#inject--->org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.AutowiredMethodElement#inject--->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#resolveDependency--->org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency具体的注入逻辑，不看了，大概就是通过org.springframework.context.support.PropertySourcesPlaceholderConfigurer#processProperties(ConfigurableListableBeanFactory, ConfigurablePropertyResolver)中定义的StringValueResolver解析@value注解的String变量(配置项解析参考此处第3点)，通过getBean方法获取需要autowired的bean。
如：org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties完成@resource注解的属性注入
注入线索org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata.InjectedElement#inject--->org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor.ResourceElement#getResourceToInject--->org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor#getResource-->org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor#autowireResource--->org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#resolveBeanByName具体的逻辑也不看了，反正就是到getBean方法继续获取需要注入的bean执行完所有的BeanPostProcessor的postProcessProperties方法后，需要填充的变量的值就获取完了，再调用org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyPropertyValues把变量值设置回bean中整个填充过程就完成了
3.3、bean的初始化，一系列初始化方法的调用
org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean()
因此初始化方法的执行顺序1、@PostConstruct注解的方法->2、实现了InitializingBean的Bean（如果有）的afterPropertiesSet方法->3、自定义指定的初始化方法
对于自定义初始化方法，xml配置方法可以通过 init-method="initMethod"指定，但是注解方式就没必要了，可以通过@PostConstruct注解再不行，还能实现InitializingBean，在调用下afterPropertiesSet方法。是在手痒可以修改bean的定义,方法如下
/**
* BeanFactoryPostProcessor主要用于修改bean定义，对beanFactory中的相关参数进行修改
*/
@Component
public class CustomBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
beanFactory.getBeanDefinition("helloController").setInitMethodName("initController");
}
}
到这里bean的实例化和初始化就完成了
现在回到org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean中的下面部分
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
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;
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);在本文第2点中已经有说明
继续回到org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons
在完成bean的实例化初始化后，调用SmartInitializingSingleton的实例，具体可参考这里第3点其中一个SmartInitializingSingleton实例是EventListenerMethodProcessor完成对@EventListener注解的方法封装成listener注册到beanfactory，其具体解析可参考@EventListener注解解析部分
至此，应用启动后，非懒加载的bean就都加载好了。
现在回来说说最开始的几种bean的定义，configuration类生成的bean带enhancer的后缀，以及从configuration类生成的bean中执行@bean注解的方法生成bean，前面都已说明，还有种在开启了异步的情况下，bean的定义中还是普通注解的bean，但在生成bean的时候如果有方法使用了@Async注解，则也会通过enhancer封装，具体对@Async解析可参考此处
懒加载的bean，只有第一次调用的时候才会通过getBean方法进行实例化初始化（第一次手动getBean，或者第一次被注入到其他的bean），只有也都是缓存在beanfactory的singleObjects中二、最后来看看用@Scope注解的bean
先上一段demo（完整代码从文章开头位置下载）
@Configuration
public class HelloConfigurationScope {
@PostConstruct
public void init(){
System.out.println("HelloConfigurationScope init...");
}
@Bean
@Scope(value = "singleton",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public OrderBean orderBeanScope(){
System.out.println("create default orderBeanScope in HelloConfigurationScope");
return new OrderBean();
}
@Bean
@Scope(value = "thread",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public RefundBean refundBeanScope(){
System.out.println("create default refundBeanScope in HelloConfigurationScope");
return new RefundBean();
}
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class GetBeanTests {
@Autowired
ApplicationContext context;
@Test
public void loadBean() throws InterruptedException {
Object bean = context.getBean("orderBean1");
((OrderBean)bean).setName("orderBean1");
Object obean = context.getBean("orderBeanScope");
((OrderBean)obean).setName("orderBeanScope");
Object rbean = context.getBean("refundBeanScope");
/**
* 强转会出发拦截器的拦截，提前实例化，等到setName拦截事，threadlocal已经有值
* 此处要debug不能单步执行，得现在org.springframework.aop.target.SimpleBeanTargetSource#getTarget()打断点，
* 然后按F8才能得到第一次getBean的过程，等到setName都是第二次了
*/
((RefundBean)rbean).setName("refundBeanScope");//
// 第二次調用
Object bean1 = context.getBean("orderBean1");
((OrderBean)bean1).setName("orderBean1");
Object obean1 = context.getBean("orderBeanScope");
((OrderBean)obean1).setName("orderBeanScope");
Object rbean1 = context.getBean("refundBeanScope");
((RefundBean)rbean1).setName("refundBeanScope");//
Thread tt = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Object rbean = context.getBean("refundBeanScope");
((RefundBean)rbean).setName("refundBeanScope");
}
});
tt.start();
tt.join();
}
}
由最开始的beanDefinition图可知，用@Scope(value = "xxx",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)注解的bean，会有两个bean的definition，其中beanName对应的beanclass是org.springframework.aop.scope.ScopedProxyFactoryBean，另外一个scopedTarget.beanName，带有scopeTarget前缀的名字，这个对应的是bean的原始定义。不管是xxx=singleton还是其他，都是会有这两个定义，但是要设置proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS
1、singleton的场景@Scope(value = "singleton",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
beanName对应beanclass为ScopedProxyFactoryBean的beanDefinition，是不设置scope的值，默认为空，空代表是singleton。
scopedTarget.beanName对应的beanDefinition是原始的定义，scope值也是singleton。因此，beanFactory的singletonObjects中两者的实例都有。bean的实例化过程前面已经讲述。但是缺少了ScopedProxyFactoryBean如何生成代理bean的过程。
ScopedProxyFactoryBean实现了BeanFactoryAware接口，在bean实例化之后,初始化阶段进入org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#initializeBean(java.lang.String, java.lang.Object, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition)--->org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#invokeAwareMethods
进入对应的setBeanFactory方法
通过ProxyFactory获取代理，以及拦截过程可以参考这里第3点和这里第2点1.1、先看看如何获取到代理对象
有前面可以知道，当某个beanName对应的beanDefinition的beanclass是ScopedProxyFactoryBean，那在实例化非懒加载对象阶段，会通过&+beanName的name去获取ScopedProxyFactoryBean，从而根据beanName存入到beanFactory的singletonObjects的对象时scopedProxyFactoryBean,而不是scopedProxyFactoryBean.getObject()获取的proxy对象（其实存proxy对象也是可以的，proxy对象也是个单例（即便是scope模式，proxy对象也是个单例，只不过targetSource.getTarget()获取的bean可能不一样）），当通过context.getBean(beanName)获取bean是才获取到scopedProxyFactoryBean中的proxy对象
由图，此时图中get到的singleton肯定是不为空（先不管懒加载方式）那么进入org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getObjectForBeanInstance方法后，判断是个factoryBean，且不是带&的name就进入org.springframework.beans.factory.support.FactoryBeanRegistrySupport#getObjectFromFactoryBean1.2、现在主要看看targetSource.getTarget();
当上面获取到的代理对象执行目标方法的时候，就会被拦截，到执行targetSource.getTarget()的位置。由于构造ScopedProxyFactoryBean对象时，使用的SimpleBeanTargetSource，因此此时进入的org.springframework.aop.target.SimpleBeanTargetSource#getTarget
@Override
public Object getTarget() throws Exception {
return getBeanFactory().getBean(getTargetBeanName());
}
此时就通过带scopeTarget前缀的beanName获取到bean，由于单例的时候，beanFactory中的singletonObjects中已经有对应的实例（懒加载的如果是第一次调用则在此时加载），然后执行其目标方法。
2、非singleton场景（以ThreadScope为例）
ThreadScope，spring启动的时候并没有注册，先注册下
@Component
public class CustomBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
beanFactory.registerScope("thread",new SimpleThreadScope());
}
}
非singleton场景下，ScopeProxyFactoryBean的生成，以及从中获取proxy对象都是和singleton一样的，不同的在于targetSource.getTarget()，由于非singleton，因此beanFactory中的singletonObjects并不会有scopeTarget前缀的beanName对应bean，因此每次都需要经过scope.get()如图：
以SimpleThreadScope为例：
由图，两个线程获取的代理bean都是同一个，获取到不同的bean需要通过targetSource.getTarget()
总结：
1、所有的@Configuration类的bean都是经过enhancer封装的
2、@EnableAsync(proxyTargetClass=true)情况下，非@Configuration的类的方法如果使用了@Async，那这个类也会被enhancer封装（跟1的封装不同，具体可看上面的内容）
3、所有需要实例化的bean都是（能通过getBean获取）的bean,都要求beanFactory中有对应的beanDefinition，所以如果有bean在定义过程中，被条件注解过滤，后续无法创建其实例。
4、spring允许两个bean相互注入，但是先处理的bean，不能通过构造方法或者工厂方法注入后者，否则会出现cycle异常，后者可以用工厂方法或者构造方法注入前者。相互注入的bean，最好都通过成员变量注入的方式。如果前者存在@Async注解的方法等有被封装成代理的bean的情况下，也会导致相互注入失败，此时建议通过set方法手动设置原本需要注入的bean。
5、当bean类有多个构造方法时，需要使用@Autowired指定用来构建实例的构造方法，不允许有多个构造方式注解@Autowired，当无定义构造方法或者只有一个构造方法，无需使用@Autowired
6、当有多个工厂方法重载（都是用@Bean，没有@Bean的重载方法不参与比较），首先public的有限，然后看参数个数，个数多的优先，然后看参数类型匹配度。
7、初始化方法的执行顺序1、@PostConstruct注解的方法->2、实现了InitializingBean的Bean（如果有）的afterPropertiesSet方法->3、自定义指定的初始化方法,执行这些初始化方法的时候，可以在这些方法中使用注入的对象
8、实现了ApplicationListener接口的bean，会注册到context的listeners列表中，而没有实现该接口的bean，如果有方法注解了@EvenListener，则该方法会被封装成一个listener并注册
9、当@Scope的值时singleton，beanFactory中会有beanName对应的ScopeProxyFactoryBean实例，和一个scopeTarget.beanName对应的目标bean实例。scope值为其他则没有scopeTarget.beanName对应的目标bean实例，需要在从ScopeProxyFactoryBean获取到proxy实例后，再执行目标方法时，才会从scope.get()中获取到实例。
