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摘要：本文结合《Spring源码深度解析》来分析Spring 5.0.6版本的源代码。若有描述错误之处，欢迎指正。
经过前面的分析，我们终于结束了对XML配置文件的解析，接下来将会面临更大的挑战，就是对bean加载的探索。bean加载的功能实现远比bean的解析要复杂得多。同样，我们还是以最开始的示例为基础，对于加载bean的功能，在Spring中的调用方式是：
MySpringBean bean = (MySpringBean) beanFactory.getBean("mySpringBean");
这句代码实现了什么样的功能呢？我们可以先快速体验一下Spring中代码是如何实现的。
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
// 提取对应的beanName
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
/**
* 检查缓存中或者实例工厂中是否有对应的实例
* 为什么首先会使用这段代码呢？
* 因为在创建bean的时候会存在依赖注入的情况，而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，
* Spring创建bean的原则是不等bean创建完成就会将创建bean的ObjectFactory提早曝光，
* 也就是将ObjectFactory加入到缓存中，一旦下个bean创建时候需要依赖上个bean则直接使用ObjectFactory
*/
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
// 首先尝试从缓存获取或者singletonFactories中的ObjectFactory中获取
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
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 + "'");
}
}
// 返回对应的实例，有时候存在诸如BeanFactory的情况并不是直接返回实例本身而是返回指定方法返回的实例
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
/**
* 只有在单例情况才会尝试解决循环依赖，原型模式情况下，如果存在A中有B的属性，B中有A的属性，
* 那么当依赖注入的时候，就会产生当A还未创建完的时候因为对于B的创建再次返回创建A，
* 造成循环依赖，也就是下面的情况isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)为true
*/
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
// 如果beanDefinitionMap中也就是在所有已经加载的类中不包括beanName则尝试从parentBeanFactory中检测
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
String nameToLookup = originalBeanName(name);
// 递归到BeanFactory中寻找
if (parentBeanFactory instanceof AbstractBeanFactory) {
return ((AbstractBeanFactory) parentBeanFactory).doGetBean(
nameToLookup, requiredType, args, typeCheckOnly);
}
else if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else if (requiredType != null) {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
else {
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup);
}
}
// 如果不是仅仅做类型检查则是创建bean，这里要进行记录
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
}
try {
// 将存储XML配置文件的GenericBeanDefinition转换为RootBeanDefinition，
// 如果指定beanName是子Bean的话同时会合并父类的相关属性
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
// 若存在依赖则需要递归实例化依赖的bean
if (dependsOn != null) {
for (String dep : dependsOn) {
if (isDependent(beanName, dep)) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Circular depends-on relationship between '" + beanName + "' and '" + dep + "'");
}
// 缓存依赖调用
registerDependentBean(dep, beanName);
try {
getBean(dep);
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"'" + beanName + "' depends on missing bean '" + dep + "'", ex);
}
}
}
// Create bean instance.
// 实例化依赖的bean后便可以实例化mbd本身了
// singleton模式的创建
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);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
// prototype模式的创建
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
// 指定的scope上实例化bean
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope name '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, () -> {
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);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}
// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
// 检查需要的类型是否符合bean的实际类型
if (requiredType != null && !requiredType.isInstance(bean)) {
try {
T convertedBean = getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
if (convertedBean == null) {
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
return convertedBean;
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type '" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "'", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}
仅从代码量就能看出来bean的加载经历了一个相当复杂的过程，其中涉及各种各样的考虑。相信读者细心阅读上面的代码，并参照部分代码注释，是可以粗略地了解整个加载bean的过程。对于加载过程中所涉及的步骤大致如下。
（1）转换对应的beanName。
或许很多人不理解转换对应的beanName是什么意思，传入的参数name不就是beanName吗？其实不是，这里传入的参数可能是别名，也可能是FactoryBean，所以需要进行一系列的解析，这些解析内容包括如下内容。
- 去除BeanFactory的修饰符，也就是如果name=”&hello”，那么会首先去除&而使name=”hello”。
- 取指定alias所表示的最终beanName，例如别名A指向名称为B的bean则返回B；若别名A指向别名B，别名B又指向名称为C的bean则返回C。
（2）尝试从缓存中加载单例。
单例在Spring的同一个容器内只会被创建一次，后续再获取bean，就直接从单例缓存中获取了。当然这里也只是尝试加载，首先尝试从缓存中加载，如果加载不成功则再次尝试从singletonFactories中加载。因为在创建单例bean的时候会存在依赖注入的情况，而在创建依赖的时候为了避免循环依赖，Spring创建bean的原则是不等bean创建完成就会将创建bean的ObjectFactory提早曝光，也就是将ObjectFactory加入到缓存中，一旦下个bean创建时候需要依赖上个bean则直接使用ObjectFactory。
（3）bean的实例化。
如果从缓存中得到了bean的原始状态，则需要对bean进行实例化。这里有必要强调一下，缓存中记录的只是最原始的bean状态，并不一定是我们最终想要的bean。举个例子，假如我们需要对工厂bean进行处理，那么这里得到的其实是工厂bean的初始状态，但是我们真正需要的是工厂bean中定义的factory-method方法返回的bean，而getObjectForBeanInstance就是完成这个工作的，后续会详细讲解。
（4）原型模式的依赖检查。
只有在单例情况才会尝试解决循环依赖，原型模式情况下，如果存在A中有B的属性，B中有A的属性，那么当依赖注入的时候，就会产生当A还未创建完的时候因为对于B的创建再次返回创建A，造成循环依赖，也就是情况：isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)为true。
（5）检测parentBeanFactory。
从代码上看，如果缓存没有数据的话直接转到父类工厂上去加载了，这是为什么呢？
可能读者忽略了一个很重要的判断条件：parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)。parentBeanFactory如果为空，则其他一切都是浮云，但是!containsBeanDefinition(beanName)就比较重要了，它是在检测如果当前加载的XML配置文件中不包含beanName所对应的配置，就只能到parentBeanFactory去尝试了，然后再去递归地调用getBean方法。
（6）将存储XML配置文件的GenericBeanDefinition转换为RootBeanDefinition。
因为从XML配置文件中读取到的Bean信息是存储在GenericBeanDefinition中的，但是所有的Bean后续处理都是针对于RootBeanDefinition的，所以这里需要进行转换，转换的同时如果父类bean不为空的话，则会一并合并父类的属性。
（7）寻找依赖。
因为 bean 的初始化过程中很可能会用到某些属性，而某些属性很可能是动态配置的，并且配置成依赖于其他的 bean ，那么这个时候就有必要先加载依赖的 bean ，所以，在 Sring 的加载顺序中，在初始化某一个 bean 的时候首先会初始化这个 bcan 所对应的依赖。
( 8 ）针对不同的 scope 进行 bean 的创建。
我们都知道，在 Spring 中存在着不同的 scope ，其中默认的是 singleton ，但是还有些其他的配置诸如 prototype、 request 之类的。在这个步骤中， Sring会根据不同的配置进行不同的初始化策略。
( 9 ）类型转换。
程序到这里返回 bean 后已经基本结束了，通常对该方法的调用参数 requiredType 是为空的，但是可能会存在这样的情况，返回的 bean 其实是个 String ，但是 requiredType却传入 Integer类型，那么这时候本步骤就会起作用了 ，它的功能是将返回的 bean转换为 requiredType 所指定的类型。当然， String 转换为 Integer 是最简单的一种转换，在 Spring 中提供了各种各样的转换器，用户也可以白己扩展转换器来满足需求。
经过上面的步骤后bean的加载就结束了，这个时候就可以返回所需要的 bean 了。其中最重要的就是步骤（ 8 ) ，针对不同的 scope 进行 bean 的创建，你会看到各种常用的 Spring 特性在这里的实现。
