spring启动流程中的refresh阶段

beanFactory在refresh阶段完成配置、扫描bean、注册bean等重要操作步骤

refresh代码流程

public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader implements ConfigurableApplicationContext {
    ...
    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            ...
            // 获取beanFactory,默认为new DefaultListableBeanFactory()
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
            prepareBeanFactory(beanFactory);// 配置beanFactory

            try {
                postProcessBeanFactory(beanFactory);// 交给context去配置beanFactory

                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// 调用BeanFactoryPostProcessors

                registerBeanPostProcessors(beanFactory);// 注册拦截bean创建的bean处理器

                initMessageSource();

                initApplicationEventMulticaster();// 初始化事件广播器，待会扫描以注解形式存在的listener

                onRefresh(); // context容器进行onRefresh，servletContext会在这个时候创建tomcat

                registerListeners();// 注册以注解形式存在的listener，并且广播之前已广播的事件

                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // 加载LoadTimeWeaverAware(增强AOP，通过修改字节码实现AOP，class已加载过的话则不起作用)，冻结配置，初始化所有的bean(单例、notLazy)

                /* 最后一步: 发布相对应的事件
                    1:获取所有Lifecycle类型的bean，如果是SmartLifecycle的类型并且isAutoStartup为true，则调用start方法
                    2:发布contextRefreshedEvent
                    3:把bean的信息注册到ManagementFactory（java监控工厂）
                 */
                finishRefresh();
            } catch (BeansException ex) {
                ...
                // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
                destroyBeans();

                // Reset 'active' flag.
                cancelRefresh(ex);

                // Propagate exception to caller.
                throw ex;
            } finally {
                // Reset common introspection caches in Spring's core, since we
                // might not ever need metadata for singleton beans anymore...
                resetCommonCaches();
            }
        }
    }
    ...
}

我们具体分析下refresh当中的重要操作步骤，分析之前，我们先了解beanFactory的作用以及实现都有哪些

beanFactory作用

实现的类结构，如图

1. BeanFactory

主要作用是通过名字或类型get对应的bean实例

getBean|isTypeMatch| getBeanProvider|getType|getAliases等方法

2. SingletonBeanRegistry

主要作用是注册单例的bean

registerSingleton|getSingleton|getSingletonNames等方法

3. HierarchicalBeanFactory

可分层的beanFactory主要作用是可以多个beanFactory并且有父子关系

getParentBeanFactory|containsLocalBean 只有两个方法

4. BeanDefinitionRegistry

registerBeanDefinition|removeBeanDefinition| getBeanDefinition|getBeanDefinitionNames等方法

registerBeanDefinition
BeanDefinition是包含了bean的所有信息，bean的名称、bean的class、scope、isLazy、isPrimary、bean的属性和bean的依赖关系等
beanFactory获取一个bean时，除非bean已经存在，否则会通过beanDefinition自动创建，没有beanDefinition就会报错，所以beanDefinition是一个很重要的存在
BeanDefinition包含了class的各种信息如注解的信息、class的资源路径等，但是不会初始化class，主要通过ASM字节码读取器来解析class字节码的内容

ASM解析class字节码默认实现类SimpleMetadataReaderFactory，由SharedMetadataReaderFactoryContextInitializer在spring启动阶段中的context#initialize注册
beanFactory通过调用BeanFactoryPostProcessor主要的实现ConfigurationClassPostProcessor先扫描所有的class，通过AMS既可以读取class内容也不会加载class，然后符合条件的bean会包装成BeanDefinition注册到beanFactory中

5. AliasRegistry

为注册bean的别名，通过别名也可以获取到bean，主要作用就是注册bean的别名

registerAlias|removeAlias|
getAliases|isAlias 只有这四个方法

6. ListableBeanFactory

可列举的beanFactory，通过条件获取beans，主要作用通过类型或注解或其他条件获取对应的bean

getBeansOfType|getBeanNamesForType|findAnnotationOnBean 等方法

7. AutoWireCapableBeanFactory

可自动装配的factory，在获取Bean的时候，如果bean还没有创建则会创建
默认实现AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanioc、aop等逻辑都嵌套在内

resolveDependency|resolveBeanByName| applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization|applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization等其他方法

resolveDependency
在自动装配的时候会通过此方法获取可被装配的值

8. ConfigurableListableBeanFactory和ConfigurableBeanFactory

生产bean时、装配时、类型转化时、销毁bean、冻结等配置各种各样的组件供方便使用

registerResolvableDependency
注册一个bean，其他依赖此类型的，可以直接用，autowiredValue不会放到bean工厂中，只会为其他类提供依赖
ignoreDependencyInterface
自动装配时忽略某个类型，通常配合beanFactory的addBeanPostProcessor一起使用。当bean初始化完后，BeanPostProcessor专门set忽略的字段
如常用的如ServletContextAwareProcessor、EnvironmentAware、ApplicationContextAware等
registerScope
除单例和prototype之外有request、session等bean的生命周期定义都是由这个方法完成注册。通过Scope接口中的get方法获取bean

9. DefaultListableBeanFactory为以上全部接口的默认实现

beanFactory大体工作流程

1 获取beanFactory

context初始化时就自动创建好了
默认实现org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory
this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory()

2. 准备beanFactory

beanFactory是刚new出来，没有经过配置，prepareBeanFactory方法对beanFactory进行一些简单的配置
如注册ApplicationContextAwareProcessor，调用registerResolvableDependency注册BeanFactory、ApplicationContext等

3. 交给context实现类去配置beanFactory

例如：如果是servletBeanApplicationContext会对beanFactory增加额外的Scope：registerScope，比如RequestScope、SessionScope等

4. 调用BeanFactoryPostProcessors

针对beanFactory注册一些的bean、移除一些bean，等其他操作
总之beanFactory不关心具体的实现，只调用后置处理器并把beanFactory作为参数传递过去即可

调用beanFactory的后置处理(beanFactory已经创建了)
BeanFactoryPostProcessor：针对ConfigurableListableBeanFactory初始化后的后置处理
BeanDefinitionRegistryPostProcessor：针对BeanDefinitionRegistry初始化后的后置处理
BeanDefinitionRegistryPostProcessor是BeanFactoryPostProcessor的子类，会优先调用子类

那BeanFactoryPostProcessor具体的实现都有哪些、以及调用顺序是什么呢
- 具体的实现
  1. context有一个beanFactoryPostProcessors成员，在context初始化的时候可以往里面添加
    默认有LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor:如果条件满足，则设置全部的bean为懒加载、PropertySourceOrderingPostProcessor:把defaultProperties配置文件的优先级降到最低，等
  2. context持有beanFactory，在context初始化的时候会往beanFactory注册BeanDefinition
    默认注册的有ConfigurationClassPostProcessor，会扫描所有、注册符合条件的bean等其他
    具体可参考AnnotationConfigUtils#registerAnnotationConfigProcessors
- 调用的顺序
  1. context里面的beanFactoryPostProcessors成员，如果是BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，则优先调用，优先级是最高的
  2. 然后从beanFactory获取BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，优先调用实现了PriorityOrdered的接口
  3. 然后从beanFactory获取BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，调用实现了Ordered的接口
  4. 然后从beanFactory获取BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型，经过排序之后、在调用没有调用过的。直到调用完beanFactory里面所有BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的bean为止
  5. 因为BeanDefinitionRegistryPostProcessor是BeanFactoryPostProcessor的子类，所以等调用完所有1,2,3,4步骤对应的BeanDefinitionRegistryPostProcessor之后接着调用1、2、3、4步骤中的BeanFactoryPostProcessor
  6. 调用context里面的beanFactoryPostProcessors成员且只是BeanFactoryPostProcessor的类型
  7. 然后从beanFactory获取BeanFactoryPostProcessor类型的所有BeanName，优先调用实现了PriorityOrdered的接口，在调用实现了Ordered的接口，最后未调用过的经排序之后在调用

5. 注册拦截bean创建的bean处理器-BeanPostProcessor

它的作用就是在bean实例化前、后，初始化前、后进行拦截操作

BeanPostProcessor注册顺序是什么呢？
1. 从beanFactory获取BeanPostProcessor类型的所有beanNames
2. 遍历所有的beanNames，优先注册实现了PriorityOrdered的接口、然后在注册实现了Ordered的接口，最后未注册过的经排序之后在注册
3. 等所有的BeanPostProcessor注册完之后，如果是MergedBeanDefinitionPostProcessor类型的话注册顺序都会移到最后面哦

6. 初始化国际化资源

7. 初始化事件广播器

不同于spring启动的listener，这个事件广播器用户是可以用来广播自定义事件并自定义监听的
默认广播器的实现SimpleApplicationEventMulticaster

使用时注入ApplicationEventPublisherbean，调用publishEvent方法,监听者需实现ApplicationListener接口即可使用

8. onRefresh初始化webServer

如果是servletContext，则会在此阶段初始化内嵌的tomcat,并扫描所有的servlet、filter、其他servlet注册器等并关联到servletContext中

9. 获取并广播以注解形式存在的ApplicationListener

在spring启动流程中通过spring-spi方式获取bean来事件广播，如果某些bean非spi配置的方式，而是以注解形式配置的，则广播不了
所以在此阶段通过beanFactory获取以注解形式存在的listener，并把之前已广播的事件再次广播（伪事件，因为已经过了那个阶段了）

10. 实例化所有bean

实例化之前，优先实例化LoadTimeWeaverAware类型的bean(增强AOP，通过修改字节码实现AOP，class已加载过的话则不起作用，但是在这个阶段class基本上都已经被加载过)

实例化notLazyBean、singletonBean、如果为factoryBean，必须实现SmartFactoryBean接口且方法isEagerInit返回true才可以实例化

notLazy And singletons 的bean是从哪里来的呢？
都是通过BeanDefinitionRegistry注册的bean
实例化完之后如果是单例的bean并且实现了SmartInitializingSingleton接口，则会按照bean的注册顺序依次调用afterSingletonsInstantiated