前言
上篇文章我们对注册 Bean 的核心类 BeanDefinitionRegistry 进行了讨论，这里的注册 Bean 是指保存 Bean 的相关信息，也就是将 Bean 定义成 BeanDefinition，然后放入容器中。除此之外，Spring 还提供一个统一操作单例 Bean 实例的类 SingletonBeanRegistry，通过该类可直接对单例 Bean 的实例进行存储、注册等操作。
SingletonBeanRegistry
SingletonBeanRegistry 是一个接口，其定义了操作单例 Bean 实例的一些基础方法：
public interface SingletonBeanRegistry {
// 注册单例 Bean。其实就是将该 Bean 保存到一个专门存储单例 Bean 实例的Map中，Key是 beanName，Value是对应的单例 Bean 实例
void registerSingleton(String beanName, Object singletonObject);
// 通过 beanName 获取该单例 Bean 实例
Object getSingleton(String beanName);
// 通过 beanName 判断该单例 Bean 实例是否存在
boolean containsSingleton(String beanName);
// 返回所有单例 Bean 的名称
String[] getSingletonNames();
// 返回已注册的单例 Bean 实例数量
int getSingletonCount();
// 返回当前使用的单例锁，主要提供给外部协作者使用
Object getSingletonMutex();
}
这个接口的核心实现类是 DefaultSingletonBeanRegistry，该类不仅实现了这些基础方法，还针对单例 Bean 扩展了许多功能，如：存储 Bean 之间的依赖关系、存储 Bean 的包含关系（外部类包含内部类）、获取 Bean 所处的状态（正在创建、创建完毕等）、回调销毁 Bean 时触发的 destroy 方法等。
下面是 DefaultSingletonBeanRegistry 类中的核心属性和方法：
public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {
/********** 1、定义的一些 Map 属性，用来保存单例 Bean 实例、 Bean 的依赖关系 **********/
// 缓存单例 Bean 实例，Key 是 beanName，Value 是单例 Bean 实例
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
// 缓存 Bean 对应的 ObjectFactory
// ObjectFactory 是获取 Bean 实例的工厂，只不过这里获取的 Bean 还未完全实例化，属于提早暴露的 Bean
// 该属性在解决循环依赖时使用，后续会深入讨论
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<>(16);
// 缓存 singletonFactories 属性中通过 ObjectFactory 创建的 Bean
// 该属性也是在解决循环依赖时使用，后续会深入讨论
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<>(16);
// 保存已注册的单例 Bean 名称
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<>(256);
// 保存当前正在创建的 Bean 的名称
private final Set<String> singletonsCurrentlyInCreation = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(16));
// 保存当前从创建检查中排除的 Bean 的名称
private final Set<String> inCreationCheckExclusions = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<>(16));
...
// 当前 Bean 是否处于销毁状态
private boolean singletonsCurrentlyInDestruction = false;
// 保存实现了 DisposableBean 接口的 Bean，在销毁 Bean 时，会回调该 Bean 中的 destory 方法
private final Map<String, Object> disposableBeans = new LinkedHashMap<>();
// 保存 Bean 的包含关系，key 是 Bean 的名称，value 是 Bean 里面包含的其它 Bean 名称集合
private final Map<String, Set<String>> containedBeanMap = new ConcurrentHashMap<>(16);
// 保存 Bean 的依赖关系：key 是 Bean 的名称，value 是依赖于该 Bean 的其它 Bean 名称集合
private final Map<String, Set<String>> dependentBeanMap = new ConcurrentHashMap<>(64);
// 保存 Bean 的依赖关系：key 是 Bean 的名称，value 是该 Bean 所依赖的其它 Bean 名称集合
private final Map<String, Set<String>> dependenciesForBeanMap = new ConcurrentHashMap<>(64);
/******************************** 2、注册单例 Bean 实例及对应的实例工厂 ********************************/
// 注册单例 Bean 实例
@Override
public void registerSingleton(String beanName, Object singletonObject) throws IllegalStateException {
Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
Assert.notNull(singletonObject, "Singleton object must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
// 通过 beanName 获取 Map 中对应的单例 Bean 实例
Object oldObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果不为空，则抛出异常，因为单例已经存在，无法再次注册
if (oldObject != null) {
throw new IllegalStateException("Could not register object [" + singletonObject +
"] under bean name '" + beanName + "': there is already object [" + oldObject + "] bound");
}
// 为空，则进入 addSingleton 方法
addSingleton(beanName, singletonObject);
}
}
// 缓存单例 Bean 实例
protected void addSingleton(String beanName, Object singletonObject) {
synchronized (this.singletonObjects) {
// 将单例 Bean 实例存放至 singletonObjects 集合
this.singletonObjects.put(beanName, singletonObject);
// 当 beanName 对应的 Bean 实例已被存放至 singletonObjects 集合时，singletonFactories
// 和 earlySingletonObjects 集合则不能再持有 beanName 对应的 ObjectFactory 和实例
// 其中原因会在后续循环依赖的文章深入讨论
this.singletonFactories.remove(beanName);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
// 存储 Bean 名称
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
// 缓存 Bean 对应的 ObjectFactory
protected void addSingletonFactory(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
Assert.notNull(singletonFactory, "Singleton factory must not be null");
synchronized (this.singletonObjects) {
if (!this.singletonObjects.containsKey(beanName)) {
this.singletonFactories.put(beanName, singletonFactory);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.add(beanName);
}
}
}
/********************************* 3、获取单例 Bean 实例 *********************************/
@Override
public Object getSingleton(String beanName) {
// 该方法较为复杂，在后续结合循环依赖的场景讨论
}
...
/***************************** 4、对单例 Bean 实例的基础操作 *****************************/
// 删除单例 Bean 实例
protected void removeSingleton(String beanName) {
synchronized (this.singletonObjects) {
this.singletonObjects.remove(beanName);
this.singletonFactories.remove(beanName);
this.earlySingletonObjects.remove(beanName);
this.registeredSingletons.remove(beanName);
}
}
// 判断 beanName 对应的单例 Bean 实例时候存在
@Override
public boolean containsSingleton(String beanName) {
return this.singletonObjects.containsKey(beanName);
}
// 返回所有单例 Bean 的 beanName
@Override
public String[] getSingletonNames() {
synchronized (this.singletonObjects) {
return StringUtils.toStringArray(this.registeredSingletons);
}
}
// 返回单例 Bean 实例数量
@Override
public int getSingletonCount() {
synchronized (this.singletonObjects) {
return this.registeredSingletons.size();
}
}
...
/*************************************** 5、 Bean 的状态 **************************************/
// beanName 对应的 Bean 是否处于实例化阶段
public boolean isCurrentlyInCreation(String beanName) {
Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
return (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && isActuallyInCreation(beanName));
}
protected boolean isActuallyInCreation(String beanName) {
return isSingletonCurrentlyInCreation(beanName);
}
public boolean isSingletonCurrentlyInCreation(String beanName) {
return this.singletonsCurrentlyInCreation.contains(beanName);
}
// 单例 Bean 实例化前执行，将正要创建的 Bean 加入 singletonsCurrentlyInCreation 集合
protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
}
// 单例 Bean 实例化后执行，从 singletonsCurrentlyInCreation 集合中移除已创建的 Bean
protected void afterSingletonCreation(String beanName) {
if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.remove(beanName)) {
throw new IllegalStateException("Singleton '" + beanName + "' isn't currently in creation");
}
}
...
/********************* 6、 存储 Bean 之间的关系、判断 Bean 之间的关系 *********************/
// 保存具有包含关系的 Bean（内部类与外部类）
public void registerContainedBean(String containedBeanName, String containingBeanName) {
synchronized (this.containedBeanMap) {
Set<String> containedBeans =
this.containedBeanMap.computeIfAbsent(containingBeanName, k -> new LinkedHashSet<>(8));
if (!containedBeans.add(containedBeanName)) {
return;
}
}
registerDependentBean(containedBeanName, containingBeanName);
}
// 保存具有依赖关系的 Bean
public void registerDependentBean(String beanName, String dependentBeanName) {
String canonicalName = canonicalName(beanName);
synchronized (this.dependentBeanMap) {
Set<String> dependentBeans =
this.dependentBeanMap.computeIfAbsent(canonicalName, k -> new LinkedHashSet<>(8));
if (!dependentBeans.add(dependentBeanName)) {
return;
}
}
synchronized (this.dependenciesForBeanMap) {
Set<String> dependenciesForBean =
this.dependenciesForBeanMap.computeIfAbsent(dependentBeanName, k -> new LinkedHashSet<>(8));
dependenciesForBean.add(canonicalName);
}
}
...
/***************************** 7、 销毁 Bean 的方法 *****************************/
...
}
DefaultSingletonBeanRegistry 类中的属性及方法虽然很多，但也有规律可循的，大致分为对单例 Bean 实例的操作、管理 Bean 之间关系、针对 Bean 的不同状态进行操作及销毁 Bean 的操作。
该类中的核心还是那些 Map，类中的所有方法都是对这些 Map 进行操作，而这些 Map 中存储的是不同场景下的单例 Bean 。
最后
关于 SingletonBeanRegistry 就介绍到这，其主要还是针对单例 Bean 进行操作，外部调用者统一继承该类操作单例 Bean，其主要调用者还是 DefaultListableBeanFactory，前篇文章也说过，这是我们当前上下文环境中使用的 BeanFactory 工厂类，在工厂类中执行 getBean 操作时，会调用这些方法，后续会详细讨论 getBean 操作。最后值得注意是，Spring 也是在该类中解决循环依赖问题，这部分也会在后面详细讨论。