Spring源码解读之BeanFactoryPostProcessor的处理

前言

    前段时间旁听了某课堂两节Spring源码解析课，刚好最近自己又在重新学习中，便在这里记录一下学习所得。我之前写过一篇博文，是介绍BeanFactoryPostProcessor跟BeanPostProcessor是如何发挥作用的，当时觉得讲的还行，但是现在看来，太粗劣了，很多地方没涉及到，而且重点都被我忽略了，简直就是蠢得不行。现在就用这篇文章弥补一下前文中对BeanFactoryPostProcessor的讲解，争取把重点讲到，至于BeanPostProcessor，由于涉及到的东西太多，限于本人目前的水平只能作罢，待后面感悟成熟了再来补充。

我们以AnnotationConfigApplicationContext为例来构建测试类，先附上此次打断点调试的三个简约到极致的测试类：

public class SpringTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 从这两行代码，实地跟踪考察Spring中的流程
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanConfig.class);
        applicationContext.getBean(Teacher.class).teach();
    }
}

package myPackage;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class Teacher {
    public Teacher () {
        System.out.println("Teacher init");
    }
    public void teach () {
        System.out.println("teach");
    }
}

package myPackage;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan("myPackage")
public class ScanConfig {
}

1、洞悉启动容器时的准备工作

熟悉一些Spring的道友应该都知道，refresh方法中的invokeBeanFactoryPostProcessors方法实现了对BeanFactoryPostProcessor实现类的处理。大家如果只看invokeBeanFactoryPostProcessors方法的话，不会发现有何异常之处，此方法虽然较长，但是处理逻辑很清晰，先对重写了BeanFactoryPostProcessor的子接口BeanDefinitionRegistryPostProcessor方法的实现类进行处理，后对重写了BeanFactoryPostProcessor的方法的实现类做了处理。但是如果心细的话，你会发现问题，Spring是如何将@ComponentScan("myPackage")注解发挥作用的？这时带着这样的问题，我们再回过头来看容器的构造方法，就会在这平实的表面下发现意想不到的 "杀机"。

public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {
        this();
        register(annotatedClasses);
        refresh();
    }

通过这个构造方法可以知道，在第二行将我们的测试类ScanConfig 注册进了容器中，但这只是注册，注册之后是如何调用如何实现了@ComponentScan("myPackage")这个注解的包扫描的呢？这时我们将目光锁定this()方法。点进去后发现是这样的：

public AnnotationConfigApplicationContext() {
        this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
        this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
    }

在第二行新建reader对象时，调用了这个构造方法：

public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) {
        Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
        Assert.notNull(environment, "Environment must not be null");
        this.registry = registry;
        this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null);
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
    }

其中的第六行，最终调用了AnnotationConfigUtils#registerAnnotationConfigProcessors方法，而就是在这个方法中完成了对多个重要Bean的注册，跟我们关系比较大的有以下几个：

        // BeanDefinitionHolder只是存放BD的，里面有三个属性：BD对象、beanName以及别名组成的String[]
        Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<BeanDefinitionHolder>(4);
        // 注册最关键的类，对应的类为ConfigurationClassPostProcessor，父类的父类是BeanFactoryPostProcessor
        if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            // 将BD注入进容器中，没经过什么处理，只是放入了DefaultListableBeanFactory中的beanDefinitionMap跟存放beanName的list中
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
        // 此类实现了BeanPostProcessor，用于处理@Autowired、@Value注解
        if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }
        // 此类也实现了BeanPostProcessor，用于处理有@Required注解的方法
        if (!registry.containsBeanDefinition(REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
            RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(RequiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
            def.setSource(source);
            beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, REQUIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
        }

其中第一个对应的类就是我们重点关注的对象 ConfigurationClassPostProcessor类，查看此类的组成，发现它实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口，而此接口正是BeanFactoryPostProcessor的子接口。此时，萦绕在我们心头的迷雾开始渐渐散开，我们仿佛能抓到一闪而过的逻辑走向，现在让我们带着之前的发现，进入正主invokeBeanFactoryPostProcessors方法中一探究竟。

2、invokeBeanFactoryPostProcessors

该方法位于AbstractApplicationContext的refresh方法中，如下所示：

 1 public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
 2         synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
 3             // Prepare this context for refreshing.
 4             prepareRefresh();
 5 
 6             // Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
 7             ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
 8 
 9             // Prepare the bean factory for use in this context.
10             prepareBeanFactory(beanFactory);
11 
12             try {
13                 // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
14                 postProcessBeanFactory(beanFactory);
15 
16                 // Invoke factory processors registered as beans in the context. 
17                 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

即第17行调用的方法。初学者看到这个方法的内部实现时，会发现此方法无外乎是找到所有实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor跟BeanFactoryPostProcessor接口的类，按照优先级（实现了PriorityOrdered接口的先于实现了Ordered接口，前两者均先于未实现的，且同一类中按照getOrder方法返回值排优先级）顺序执行它们的重写方法，先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor的重写方法，再执行BeanFactoryPostProcessor的重写方法，很容易理解的逻辑。但是现在我们是带着前面准备工作中得到的线索来的，此时再看，就能透过这个方法朴实的外表发现它潜藏的凶险，它如平地一声雷般让人猛地惊出一身冷汗。

我们打断点进入PostProcessorRegistrationDelegate类中的下面方法中

    public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List<BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessors) {}

先略过开始对手动添加进去的beanFactoryPostProcessors处理逻辑，看后面的部分代码（由于此方法代码较多，此处就不全部粘贴出来了，因为逻辑很好理解，所以只粘贴重点）：

            String[] postProcessorNames =
                    beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);

            // First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
            List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<BeanDefinitionRegistryPostProcessor>();
            // 1.2 先处理实现了PriorityOrdered的类
            for (String ppName : postProcessorNames) {
                if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
                    // 此处通过getBean来生成ConfigurationClassPostProcessor实例对象
                    priorityOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
                    processedBeans.add(ppName);
                }
            }
            // 就一个对象，有啥好排序的
            sortPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);
            registryPostProcessors.addAll(priorityOrderedPostProcessors);
            // 执行ConfigurationClassPostProcessor中的重写方法postProcessBeanDefinitionRegistry，会将所有加了注解的类注册到容器中
            // 此处才是整个invokeBeanFactoryPostProcessors方法的核心所在，需要详述 下面进入ConfigurationClassPostProcessor中的postProcessBeanDefinitionRegistry中一探究竟
            invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, registry);

debug到第一行的时候，会发现此处获取到的postProcessorNames 中只有一个值，就是前面准备工作中通过硬编码往容器里注册的ConfigurationClassPostProcessor类。下面的逻辑就是进行各种判断，最后在第19行完成了对ConfigurationClassPostProcessor中postProcessBeanDefinitionRegistry方法的调用。

就是在这个后置处理方法中，完成了@ComponentScan("myPackage")中对包的扫描，完成了所有Bean的注册。执行完这个方法后，你会发现beanDefinitionMap中所有应该容器管理的类全都齐活了，包括其他的后置处理器。这样，后面继续调用beanFactory.getBeanNamesForType方法时，获取到的是所有满足条件的类，后面的工作就会有条不紊的开展下去了。

总结

    本文着重追溯了BeanFactoryPostProcessor及其子接口是如何在Spring中发挥作用的。先通过Spring初始化容器时注册进去的ConfigurationClassPostProcessor类触发对其他类的扫描，待全部注册进容器后，再从容器中取对应的BeanFactoryPostProcessor及其子接口的实现类，逐一对重写方法进行调用。

虽然魔鬼在细节，但这也正是解读源码的快乐之处，不是吗？