SpringFramework源码解析——Spring应用上下文是如何刷新的？

1. 背景

1.1. BeanFactory和ApplicationContext有什么区别？

Bean工厂BeanFactory和应用上下文ApplicationContext两者都是IoC容器。

• 从功能上看，ApplicationContext是BeanFactory的超集，提供了环境，事件，资源，国际化，类型转换等一系列的企业级应用特性，这在接口的定义上也有体现。
• 从实现上看，ApplicationContext接口继承了BeanFactory接口以及其它一系列的接口，本质上应用上下文是通过委派给内建的Bean工厂实现IoC容器相关的功能的。
• 从面向对象上看，BeanFactory是面向Spring框架开发者的，而ApplicationContext是面向Spring框架使用者的。

1.2. 为什么要使用ApplicationContext？

Spring应用在启动时，会根据指定的XML配置文件或配置类进行Bean定义的加载，Bean的创建等，也就是应用上下文的刷新。通常来说，作为框架使用者我们会把IoC容器的创建交给Spring框架去做，而不需要显式地创建一个Bean工厂完成上面的动作。再者，应用上下文提供了一系列的企业级特性，这些是Bean工厂不具备的。

1.3. ApplicationContext的继承体系

ApplicationContext接口是一个中心接口，它继承了一系列的接口。

• 继承了HierarchicalBeanFactory和ListableBeanFactory接口表明其拥有IoC容器相关的功能。
• 继承了ResourcePatternResolver接口表明其拥有资源加载的能力。
• 继承了MessageSource接口表明其拥有消息解析的能力，如国际化。
• 继承了ApplicationEventPublisher接口表明其拥有发布事件的能力。
• 继承了EnvironmentCapable接口表明其拥有获取环境的能力。

其继承体系类图如下：

2. Spring应用上下文刷新流程

2.1. 准备要刷新的应用上下文（prepareRefresh）

1. 设置应用上下文的启动时间戳为当前时间；
2. 设置应用上下文的已关闭标识为false；
3. 设置应用上下文的激活标识为true；
4. 初始化属性源（模板方法模式，默认为空实现，应用上下文子类可重写此方法）；
5. 验证环境中必须的属性。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#prepareRefresh。

2.2. 获取应用上下文使用的Bean工厂（obtainFreshBeanFactory）

1. 刷新Bean工厂；
2. 返回Bean工厂。

刷新Bean工厂的具体实现为AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory，步骤如下：

1. 如果Bean工厂已经存在：
   1.1. 销毁Bean；
   1.2. 关闭Bean工厂；
2. 创建Bean工厂；
3. 自定义Bean工厂（配置Bean定义是否允许被覆盖和是否允许循环依赖）；
4. 加载Bean定义（模板方法模式，应用上下文子类可实现此抽象方法）。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory。

2.3. 准备应用上下文使用的Bean工厂（prepareBeanFactory）

1. 设置Bean工厂的Bean类加载器；
2. 设置Bean工厂的Bean表达式解析器；
3. 设置Bean工厂的属性编辑器；
4. 注册Bean后置处理器ApplicationContextAwareProcessor；
5. 注册内建的依赖（BeanFactory，ResourceLoader，ApplicationEventPublisher和ApplicationContext）；
6. 注册Bean后置处理器ApplicationListenerDetector；
7. 注册内建的单例对象（environment，systemProperties，systemEnvironment和applicationStartup）。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#prepareBeanFactory。

Bean后置处理器ApplicationContextAwareProcessor首先会判断Bean的类型是否是以下几种Aware子接口；如果是的话，会调用对应接口的setter方法来设置值。

• EnvironmentAware
• EmbeddedValueResolverAware
• ResourceLoaderAware
• ApplicationEventPublisherAware
• MessageSourceAware
• ApplicationContextAware
• ApplicationStartupAware

对应源码所在位置：ApplicationContextAwareProcessor#postProcessBeforeInitialization。

Bean后置处理器ApplicationListenerDetector首先会判断Bean的类型是否是ApplicationListener；如果是的话，会调用AbstractApplicationContext#addApplicationListener方法在应用上下文中注册该Bean为事件监听器。

对应源码所在位置：ApplicationListenerDetector#postProcessAfterInitialization。

2.4. 应用上下文子类对Bean工厂进行后置处理（postProcessBeanFactory）

允许应用上下文子类对Bean工厂进行后置处理（模板方法模式，默认为空实现，应用上下文子类可重写此方法）。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#postProcessBeanFactory。

2.5. Bean工厂后置处理器后置处理（invokeBeanFactoryPostProcessors）

委派给PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors方法，调用Bean工厂后置处理器的后置处理方法。处理逻辑如下：

1. 执行在应用上下文中静态注册的Bean定义注册器后置处理器的注册后置处理方法；
2. 排序并执行Bean工厂中实现了PriorityOrdered接口的Bean定义注册器后置处理器的注册后置处理方法；
3. 排序并执行Bean工厂中实现了Ordered接口的Bean定义注册器后置处理器的注册后置处理方法；
4. 执行Bean工厂中剩余的Bean定义注册器后置处理器的注册后置处理方法；
5. 执行Bean定义注册器后置处理器的工厂后置处理方法；
6. 执行常规Bean工厂后置处理器的后置处理方法；
7. 排序并执行Bean工厂中实现了PriorityOrdered接口的Bean工厂后置处理器的后置处理方法；
8. 排序并执行Bean工厂中实现了Ordered接口的Bean工厂后置处理器的后置处理方法；
9. 执行Bean工厂中剩余的常规Bean工厂后置处理器的后置处理方法；

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors。

2.6. 注册Bean后置处理器（registerBeanPostProcessors）

委派给PostProcessorRegistrationDelegate#registerBeanPostProcessors方法，注册Bean后置处理器。处理逻辑如下：

1. 排序并注册Bean工厂中实现了PriorityOrdered接口的Bean后置处理器；
2. 排序并注册Bean工厂中实现了Ordered接口的Bean后置处理器；
3. 注册Bean工厂中剩余的常规Bean后置处理器；
4. 重新注册合并Bean定义Bean后置处理器。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#registerBeanPostProcessors。

2.7. 初始化消息源（initMessageSource）

如果Bean工厂中没有Bean名称为messageSource的消息源，则创建一个消息源并注册到Bean工厂中。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#initMessageSource。

2.8. 初始化应用事件广播器（initApplicationEventMulticaster）

如果Bean工厂中没有Bean名称为applicationEventMulticaster应用事件广播器，则创建一个应用事件广播器并注册到Bean工厂中。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#initApplicationEventMulticaster。

2.9. 应用上下文子类刷新（onRefresh）

允许应用上下文子类进行自定义刷新（模板方法模式，默认为空实现，应用上下文子类可重写此方法）。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#onRefresh。

2.10. 注册事件监听器（registerListeners）

1. 获取所有静态声明的事件监听器并注册
2. 从Bean工厂中获取Bean类型为ApplicationListener的Bean并注册。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#registerListeners。

2.11. 完成Bean工厂的初始化（finishBeanFactoryInitialization）

1. 设置转换服务；
2. 注册嵌入值解析器；
3. 冻结配置；
4. 实例化所有非懒初始化的单例Bean。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization。

2.12. 完成刷新（finishRefresh）

1. 重置缓存；
2. 清除资源缓存；
3. 初始化生命周期处理器；
4. 执行生命周期处理器的刷新方法；
5. 发布应用上下文已刷新事件。

对应源码所在位置：AbstractApplicationContext#finishRefresh。