概述

通常，我們說的Spring啟動，就是構造ApplicationContext對象以及調用refresh()方法的過程。
首先，Spring啟動過程主要做了這么幾件事情：

1. 構造一個BeanFactory對象
2. 解析配置類，得到BeanDefinition，并注冊到BeanFactory中
   i. 解析@ComponentScan，此時就會完成掃描
   ii. 解析@Import
   iii. 解析@Bean
   iv. …
3. 因為ApplicationContext還支持國際化，所以還需要初始化MessageSource對象
4. 因為ApplicationContext還支持事件機制，所以還需要初始化ApplicationEventMulticaster對象
5. 把用戶定義的ApplicationListener對象添加到ApplicationContext中，等Spring啟動完了就要發布事件了
6. 創建非懶加載的單例Bean對象，并存在BeanFactory的單例池中。
7. 調用Lifecycle Bean的start()方法
8. 發布ContextRefreshedEvent事件

由于Spring啟動過程中要創建非懶加載的單例Bean對象，那么就需要用到BeanPostProcessor，所以Spring在啟動過程中就需要做兩件事：

1. 生成默認的BeanPostProcessor對象，并添加到BeanFactory中
   i. AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：處理@Autowired、@Value
   ii. CommonAnnotationBeanPostProcessor：處理@Resource、@PostConstruct、@PreDestroy
   iii. ApplicationContextAwareProcessor：處理ApplicationContextAware等回調
2. 找到外部用戶所定義的BeanPostProcessor對象（類型為BeanPostProcessor的Bean對象），并添加到BeanFactory中

BeanFactoryPostProcessor

BeanPostProcessor表示Bean的后置處理器，是用來對Bean進行加工的，類似的，BeanFactoryPostProcessor理解為BeanFactory的后置處理器，用來用對BeanFactory進行加工的。

Spring支持用戶定義BeanFactoryPostProcessor的實現類Bean，來對BeanFactory進行加工，比如：

@Component
public class TestBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {@Overridepublic void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("userService");beanDefinition.setAutowireCandidate(false);}
}

以上代碼，就利用了BeanFactoryPostProcessor來拿到BeanFactory，然后獲取BeanFactory內的某個BeanDefinition對象并進行修改，注意這一步是發生在Spring啟動時，創建單例Bean之前的，所以此時對BeanDefinition進行修改是會生效的。
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注意：在ApplicationContext內部有一個核心的DefaultListableBeanFactory，它實現了ConfigurableListableBeanFactory和BeanDefinitionRegistry接口，所以ApplicationContext和DefaultListableBeanFactory是可以注冊BeanDefinition的，但是ConfigurableListableBeanFactory是不能注冊BeanDefinition的，只能獲取BeanDefinition，然后做修改。

所以Spring還提供了一個BeanFactoryPostProcessor的子接口：BeanDefinitionRegistryPostProcessor

BeanDefinitionRegistryPostProcessor

public interface BeanDefinitionRegistryPostProcessor extends BeanFactoryPostProcessor {void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException;}

我們可以看到BeanDefinitionRegistryPostProcessor繼承了BeanFactoryPostProcessor接口，并新增了一個方法，注意方法的參數為BeanDefinitionRegistry，所以如果我們提供一個類來實現BeanDefinitionRegistryPostProcessor，那么在postProcessBeanDefinitionRegistry()方法中就可以注冊BeanDefinition了。比如：

@Component
public class TestBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {@Overridepublic void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();beanDefinition.setBeanClass(User.class);registry.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);}@Overridepublic void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("userService");beanDefinition.setAutowireCandidate(false);}
}

如何理解refresh()？

/*** Load or refresh the persistent representation of the configuration,* which might an XML file, properties file, or relational database schema.* <p>As this is a startup method, it should destroy already created singletons* if it fails, to avoid dangling resources. In other words, after invocation* of that method, either all or no singletons at all should be instantiated.* @throws BeansException if the bean factory could not be initialized* @throws IllegalStateException if already initialized and multiple refresh* attempts are not supported*/void refresh() throws BeansException, IllegalStateException;

這是ConfigurableApplicationContext接口上refresh()方法的注釋，意思是：加載或刷新持久化的配置，可能是XML文件、屬性文件或關系數據庫中存儲的。由于這是一個啟動方法，如果失敗，它應該銷毀已經創建的單例，以避免暫用資源。換句話說，在調用該方法之后，應該實例化所有的單例，或者根本不實例化單例 。

有個理念需要注意：ApplicationContext關閉之后不代表JVM也關閉了，ApplicationContext是屬于JVM的，說白了ApplicationContext也是JVM中的一個對象。

在Spring的設計中，也提供可以刷新的ApplicationContext和不可以刷新的ApplicationContext。比如：

AbstractRefreshableApplicationContext extends AbstractApplicationContext

就是可以刷新的

GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext

就是不可以刷新的。

AnnotationConfigApplicationContext繼承的是GenericApplicationContext，所以它是不能刷新的。
AnnotationConfigWebApplicationContext繼承的是AbstractRefreshableWebApplicationContext，所以它是可以刷的。

上面說的不能刷新是指不能重復刷新，只能調用一次refresh方法，第二次時會報錯。

refresh()底層原理流程

底層原理流程圖：https://www.processon.com/view/link/5f60a7d71e08531edf26a919
下面以AnnotationConfigApplicationContext為例子，來介紹refresh的底層原理。

1. 在調用AnnotationConfigApplicationContext的構造方法之前，會調用父類GenericApplicationContext的無參構造方法，會構造一個BeanFactory，為DefaultListableBeanFactory。

2. 構造AnnotatedBeanDefinitionReader（主要作用添加一些基礎的PostProcessor，同時可以通過reader進行BeanDefinition的注冊），同時對BeanFactory進行設置和添加PostProcessor（后置處理器）
   i. 設置dependencyComparator：AnnotationAwareOrderComparator，它是一個Comparator，是用來進行排序的，會獲取某個對象上的Order注解或者通過實現Ordered接口所定義的值進行排序，在日常開發中可以利用這個類來進行排序。
   ii. 設置autowireCandidateResolver：ContextAnnotationAutowireCandidateResolver，用來解析某個Bean能不能進行自動注入，比如某個Bean的autowireCandidate屬性是否等于true
   iii. 向BeanFactory中添加ConfigurationClassPostProcessor對應的BeanDefinition，它是一個BeanDefinitionRegistryPostProcessor，并且實現了PriorityOrdered接口
   iv. 向BeanFactory中添加AutowiredAnnotationBeanPostProcessor對應的BeanDefinition，它是一個InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter，MergedBeanDefinitionPostProcessor
   v. 向BeanFactory中添加CommonAnnotationBeanPostProcessor對應的BeanDefinition，它是一個InstantiationAwareBeanPostProcessor，InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor
   vi. 向BeanFactory中添加EventListenerMethodProcessor對應的BeanDefinition，它是一個BeanFactoryPostProcessor，SmartInitializingSingleton
   vii. 向BeanFactory中添加DefaultEventListenerFactory對應的BeanDefinition，它是一個EventListenerFactory

3. 構造ClassPathBeanDefinitionScanner（主要作用可以用來掃描得到并注冊BeanDefinition），同時進行設置：
   i. 設置this.includeFilters = AnnotationTypeFilter(Component.class)
   ii. 設置environment
   iii. 設置resourceLoader

4. 利用reader注冊AppConfig為BeanDefinition，類型為AnnotatedGenericBeanDefinition

5. 接下來就是調用refresh方法

6. prepareRefresh()：
   i. 記錄啟動時間
   ii. 可以允許子容器設置一些內容到Environment中
   iii. 驗證Environment中是否包括了必須要有的屬性

7. obtainFreshBeanFactory()：進行BeanFactory的refresh，在這里會去調用子類的refreshBeanFactory方法，具體子類是怎么刷新的得看子類，然后再調用子類的getBeanFactory方法，重新得到一個BeanFactory

8. prepareBeanFactory(beanFactory)：
   i. 設置beanFactory的類加載器
   ii. 設置表達式解析器：StandardBeanExpressionResolver，用來解析Spring中的表達式
   iii. 添加PropertyEditorRegistrar：ResourceEditorRegistrar，PropertyEditor類型轉化器注冊器，用來注冊一些默認的PropertyEditor
   iv. 添加一個Bean的后置處理器：ApplicationContextAwareProcessor，是一個BeanPostProcessor，用來執行EnvironmentAware、ApplicationEventPublisherAware等回調方法
   v. 添加ignoredDependencyInterface：可以向這個屬性中添加一些接口，如果某個類實現了這個接口，并且這個類中的某些set方法在接口中也存在，那么這個set方法在自動注入的時候是不會執行的，比如EnvironmentAware這個接口，如果某個類實現了這個接口，那么就必須實現它的setEnvironment方法，而這是一個set方法，和Spring中的autowire是沖突的，那么Spring在自動注入時是不會調用setEnvironment方法的，而是等到回調Aware接口時再來調用（注意，這個功能僅限于xml的autowire，@Autowired注解是忽略這個屬性的）

    a. EnvironmentAwareb. EmbeddedValueResolverAwarec. ResourceLoaderAwared. ApplicationEventPublisherAwaree. MessageSourceAwaref. ApplicationContextAwareg. 另外其實在構造BeanFactory的時候就已經提前添加了另外三個：h. BeanNameAwarei. BeanClassLoaderAwarej. BeanFactoryAware
   

   vi. 添加resolvableDependencies：在byType進行依賴注入時，會先從這個屬性中根據類型找bean

    a. BeanFactory.class：當前BeanFactory對象b. ResourceLoader.class：當前ApplicationContext對象c. ApplicationEventPublisher.class：當前ApplicationContext對象d. ApplicationContext.class：當前ApplicationContext對象
   

   vii. 添加一個Bean的后置處理器：ApplicationListenerDetector，是一個BeanPostProcessor，用來判斷某個Bean是不是ApplicationListener，如果是則把這個Bean添加到ApplicationContext中去，注意一個ApplicationListener只能是單例的
   viii. 添加一個Bean的后置處理器：LoadTimeWeaverAwareProcessor，是一個BeanPostProcessor，用來判斷某個Bean是不是實現了LoadTimeWeaverAware接口，如果實現了則把ApplicationContext中的loadTimeWeaver回調setLoadTimeWeaver方法設置給該Bean。
   ix. 添加一些單例bean到單例池：

    a. "environment"：Environment對象b. "systemProperties"：System.getProperties()返回的Map對象c. "systemEnvironment"：System.getenv()返回的Map對象
   

9. postProcessBeanFactory(beanFactory) ： 提供給AbstractApplicationContext的子類進行擴展，具體的子類，可以繼續向BeanFactory中再添加一些東西

10. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)：執行BeanFactoryPostProcessor
    i. 此時在BeanFactory中會存在一個BeanFactoryPostProcessor：ConfigurationClassPostProcessor，它也是一個
    BeanDefinitionRegistryPostProcessor
    ii. 第一階段
    iii. 從BeanFactory中找到類型為BeanDefinitionRegistryPostProcessor的beanName，也就是ConfigurationClassPostProcessor， 然后調用BeanFactory的getBean方法得到實例對象
    iv. 執行 ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry() 方法:

    	a. 解析AppConfig類b. 掃描得到BeanDefinition并注冊c. 解析@Import，@Bean等注解得到BeanDefinition并注冊d. 詳細的看另外的筆記，專門分析了ConfigurationClassPostProcessor是如何工作的e. 在這里，我們只需要知道在這一步會去得到BeanDefinition，而這些BeanDefinition中可能存在BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor，所以執行完ConfigurationClassPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法后，還需要繼續執行其他BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
    

    v. 執行其他BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry() 方法
    vi. 執行所有BeanDefinitionRegistryPostProcessor的 postProcessBeanFactory() 方法
    vii. 第二階段
    viii. 從BeanFactory中找到類型為BeanFactoryPostProcessor的beanName，而這些BeanFactoryPostProcessor包括了上面的BeanDefinitionRegistryPostProcessor
    ix. 執行還沒有執行過的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory() 方法

11. 到此，所有的BeanFactoryPostProcessor的邏輯都執行完了，主要做的事情就是得到BeanDefinition并注冊到BeanFactory中

12. registerBeanPostProcessors(beanFactory)：因為上面的步驟完成了掃描，這個過程中程序員可能自己定義了一些BeanPostProcessor，在這一步就會把BeanFactory中所有的BeanPostProcessor找出來并實例化得到一個對象，并添加到BeanFactory中去（屬性beanPostProcessors），最后再重新添加一個ApplicationListenerDetector對象（之前其實就添加了過，這里是為了把ApplicationListenerDetector移動到最后）

13. initMessageSource()：如果BeanFactory中存在一個叫做"messageSource"的BeanDefinition，那么就會把這個Bean對象創建出來并賦值給ApplicationContext的messageSource屬性，讓ApplicationContext擁有國際化的功能

14. initApplicationEventMulticaster()：如果BeanFactory中存在一個叫做"applicationEventMulticaster"的BeanDefinition，那么就會把這個Bean對象創建出來并賦值給ApplicationContext的applicationEventMulticaster屬性，讓ApplicationContext擁有事件發布的功能

15. onRefresh()：提供給AbstractApplicationContext的子類進行擴展

16. registerListeners()：從BeanFactory中獲取ApplicationListener類型的beanName，然后添加到ApplicationContext中的事件廣播器applicationEventMulticaster中去，到這一步因為FactoryBean還沒有調用getObject()方法生成Bean對象，所以這里要在根據類型找一下ApplicationListener，記錄一下對應的beanName

17. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)：完成BeanFactory的初始化，主要就是實例化非懶加載的單例Bean，單獨的筆記去講。

18. finishRefresh()：BeanFactory的初始化完后，就到了Spring啟動的最后一步了

19. 設置ApplicationContext的lifecycleProcessor，默認情況下設置的是DefaultLifecycleProcessor

20. 調用lifecycleProcessor的onRefresh()方法，如果是DefaultLifecycleProcessor，那么會獲取所有類型為Lifecycle的Bean對象，然后調用它的start()方法，這就是ApplicationContext的生命周期擴展機制

21. 發布ContextRefreshedEvent事件

執行BeanFactoryPostProcessor

1. 執行通過ApplicationContext添加進來的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
2. 執行BeanFactory中實現了PriorityOrdered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
3. 執行BeanFactory中實現了Ordered接口的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
4. 執行BeanFactory中其他的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry()方法
5. 執行上面所有的BeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法
6. 執行通過ApplicationContext添加進來的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法
7. 執行BeanFactory中實現了PriorityOrdered接口的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法
8. 執行BeanFactory中實現了Ordered接口的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法
9. 執行BeanFactory中其他的BeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory()方法

Lifecycle的使用

Lifecycle表示的是ApplicationContext的生命周期，可以定義一個SmartLifecycle來監聽ApplicationContext的啟動和關閉：

@Component
public class TestLifecycle implements SmartLifecycle {private boolean isRunning = false;@Overridepublic void start() {System.out.println("啟動");isRunning = true;}@Overridepublic void stop() {// 要觸發stop()，要調用context.close()，或者注冊關閉鉤子（context.registerShutdownHook();）System.out.println("停止");isRunning = false;}@Overridepublic boolean isRunning() {return isRunning;}
}