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Spring IoC容器的初始化過程

 更新時間：2025年08月18日 11:56:42   作者：dj_master  
Spring IoC容器初始化分兩階段：加載配置生成BeanDefinition,處理PostProcessor修改定義,注冊PostProcessor增強初始化,實例化單例Bean并注入依賴,核心類包含BeanDefinition、BeanFactory、ApplicationContext,refresh()方法主導整個流程,實現(xiàn)依賴注入和AOP

Spring IoC（Inversion of Control，控制反轉(zhuǎn)）容器的初始化是 Spring 框架啟動的核心過程，它負責創(chuàng)建和管理 Bean，以及處理 Bean 之間的依賴關系。

以下是 Spring IoC 容器初始化的詳細流程，結(jié)合 源碼關鍵類 和 核心步驟 拆解：

一、核心流程概覽

Spring IoC 容器初始化分為 2 大階段：

  1. 容器啟動準備：加載配置（XML/注解），解析成 BeanDefinition。
  2. Bean 實例化與依賴注入：根據(jù) BeanDefinition 創(chuàng)建 Bean，處理依賴、初始化。

二、詳細步驟（以ClassPathXmlApplicationContext為例）

1.容器啟動（構(gòu)造方法調(diào)用）

// 示例：創(chuàng)建 Xml 應用上下文
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

關鍵動作：

  • 調(diào)用父類構(gòu)造方法，初始化 資源加載器（ResourceLoader）和 ** Bean 工廠**（DefaultListableBeanFactory）。
  • 記錄配置文件路徑（如 applicationContext.xml）。

2.加載配置文件（refresh()方法觸發(fā)）

refresh() 是容器初始化的核心方法，定義在 AbstractApplicationContext 中，包含 13 個關鍵步驟（簡化版流程）：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // 1. 準備刷新：記錄啟動時間、標記活躍狀態(tài)、初始化屬性源
        prepareRefresh();
        
        // 2. 創(chuàng)建 Bean 工廠（若未創(chuàng)建），并加載 BeanDefinition
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        
        // 3. 準備 Bean 工廠：設置類加載器、后置處理器等
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        
        try {
            // 4. 子類擴展：允許子類修改 Bean 工廠（Spring Boot 常用）
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            
            // 5. 執(zhí)行 BeanFactoryPostProcessor：修改 BeanDefinition（如 PropertyPlaceholderConfigurer）
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            
            // 6. 注冊 BeanPostProcessor：用于 Bean 初始化前后增強（如 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor）
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            
            // 7. 初始化 MessageSource：國際化支持
            initMessageSource();
            
            // 8. 初始化 EventMulticaster：事件廣播器
            initApplicationEventMulticaster();
            
            // 9. 子類擴展：初始化特殊 Bean（如 Spring MVC 的 DispatcherServlet）
            onRefresh();
            
            // 10. 注冊事件監(jiān)聽器
            registerListeners();
            
            // 11. 實例化所有非延遲加載的單例 Bean
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            
            // 12. 完成刷新：發(fā)布 ContextRefreshedEvent
            finishRefresh();
        } catch (BeansException ex) {
            // 13. 異常處理：銷毀已創(chuàng)建的 Bean
            destroyBeans();
            cancelRefresh(ex);
            throw ex;
        }
    }
}

3.關鍵步驟拆解

（1）加載BeanDefinition（步驟 2：obtainFreshBeanFactory）

作用：

  • 解析配置文件（XML/注解），生成 BeanDefinition（包含 Bean 類名、作用域、依賴等信息）。

實現(xiàn)：

  • XML 配置：XmlBeanDefinitionReader 解析 <bean> 標簽，生成 BeanDefinition。
  • 注解配置：ClassPathBeanDefinitionScanner 掃描 @Component、@Service 等注解，生成 BeanDefinition。

示例：

  • XML 中的 <bean id="userService" class="com.example.UserService"/> 會被解析為 BeanDefinition，記錄 userService 的類名、作用域（默認單例）等。

（2）處理BeanFactoryPostProcessor（步驟 5：invokeBeanFactoryPostProcessors）

作用：

  • 修改 BeanDefinition（在 Bean 實例化前）。

典型實現(xiàn)：

  • PropertyPlaceholderConfigurer：替換 BeanDefinition 中的占位符（如 ${jdbc.url} → 實際配置值）。
  • ConfigurationClassPostProcessor：處理 @Configuration 類，解析 @Bean 方法。

示例：

  • 配置文件中 <bean id="dataSource" url="${jdbc.url}"/>，PropertyPlaceholderConfigurer 會將 ${jdbc.url} 替換為 application.properties 中的實際值。

（3）注冊BeanPostProcessor（步驟 6：registerBeanPostProcessors）

作用：

  • 注冊用于 Bean 初始化前后增強的處理器（如 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 處理 @Autowired）。

典型實現(xiàn)：

  • AutowiredAnnotationBeanPostProcessor：解析 @Autowired 注解，實現(xiàn)依賴注入。
  • AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator：實現(xiàn) AOP 代理，處理 @Aspect 切面。

（4）實例化單例Bean（步驟 11：finishBeanFactoryInitialization）

作用：

  • 創(chuàng)建所有非延遲加載的單例 Bean（默認 lazy-init="false"）。

實現(xiàn)：

  • 遍歷 BeanDefinition，調(diào)用 getBean(beanName) 創(chuàng)建 Bean。
  • 處理依賴注入（populateBean）、初始化（initializeBean）。

關鍵方法：

// AbstractBeanFactory.java
protected <T> T doGetBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType, 
                          @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly) 
                          throws BeansException {
    // 1. 檢查緩存：單例 Bean 先從緩存（singletonObjects）獲取
    Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
    if (sharedInstance != null) {
        return (T) sharedInstance;
    }
    // 2. 創(chuàng)建 Bean 實例：調(diào)用構(gòu)造器/工廠方法
    BeanWrapper instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    // 3. 依賴注入：填充屬性（@Autowired、<property>）
    populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
    // 4. 初始化：調(diào)用 @PostConstruct、init-method
    exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
    // 5. 放入緩存（單例 Bean）
    addSingleton(beanName, exposedObject);
    return (T) exposedObject;
}

（5）發(fā)布ContextRefreshedEvent（步驟 12：finishRefresh）

作用：

  • 通知容器已完成初始化，觸發(fā) ApplicationListener 處理。

示例：

  • Spring MVC 的 DispatcherServlet 會監(jiān)聽此事件，完成自身初始化（如加載 HandlerMapping）。

三、核心類與職責

類名職責
BeanDefinition存儲 Bean 的元數(shù)據(jù)（類名、作用域、依賴等）
BeanFactory基礎 IoC 容器接口，定義 Bean 的創(chuàng)建、查找方法
ApplicationContext高級 IoC 容器接口（繼承 BeanFactory），支持 AOP、事件、國際化等
AbstractApplicationContext實現(xiàn) ApplicationContext 核心邏輯（如 refresh() 方法）
DefaultListableBeanFactory默認 Bean 工廠，存儲 BeanDefinition，創(chuàng)建 Bean 實例
BeanPostProcessorBean 初始化前后增強（如 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor）
BeanFactoryPostProcessorBean 實例化前修改 BeanDefinition（如 PropertyPlaceholderConfigurer）

四、總結(jié)

Spring IoC 容器初始化的核心是 refresh() 方法，通過以下步驟完成：

  1. 加載配置 → 解析為 BeanDefinition；
  2. 處理 BeanFactoryPostProcessor → 修改 BeanDefinition；
  3. 注冊 BeanPostProcessor → 增強 Bean 初始化；
  4. 實例化單例 Bean → 處理依賴注入、初始化；
  5. 發(fā)布事件 → 通知容器就緒。

理解這一過程，能清晰掌握 Spring 如何管理 Bean 的生命周期，以及 AOP、依賴注入的實現(xiàn)時機。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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