本系列文章：
谈谈Spring中的对象跟Bean，你知道Spring怎么创建对象的吗？
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本系列文章将会带你一行行的将Spring的源码吃透，推荐阅读的文章是阅读源码的基础！
目录
前言
在前面的文章中已经知道了Spring是如何将一个对象创建出来的，那么紧接着，Spring就需要将这个对象变成一个真正的Bean了，这个过程主要分为两步
- 属性注入
- 初始化
在这两个过程中，Bean的后置处理器会穿插执行，其中有些后置处理器是为了帮助完成属性注入或者初始化的，而有些后置处理器是Spring提供给程序员进行扩展的，当然，这二者并不冲突。整个Spring创建对象并将对象变成Bean的过程就是我们经常提到了Spring中Bean的生命周期。当然，本系列源码分析的文章不会再对生命周期的概念做过多阐述了，如果大家有这方面的需求的话可以参考我之前的文章，或者关注我的公众号：程序员DMZ
Spring官网阅读（九）Spring中Bean的生命周期（上）
Spring官网阅读（十）Spring中Bean的生命周期（下）
源码分析
闲话不再多说，我们正式进入源码分析阶段，本文重点要分析的方法就是org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean,其源码如下：
doCreateBean
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// 创建对象的过程在上篇文章中我们已经介绍过了，这里不再赘述
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
// 获取到创建的这个对象
final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();
if (beanType != NullBean.class) {
mbd.resolvedTargetType = beanType;
}
// Allow post-processors to modify the merged bean definition.
// 按照官方的注释来说，这个地方是Spring提供的一个扩展点，对程序员而言，我们可以通过一个实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor的后置处理器来修改bd中的属性，从而影响到后续的Bean的生命周期
// 不过官方自己实现的后置处理器并没有去修改bd，而是调用了applyMergedBeanDefinitionPostProcessors方法
// 这个方法名直译过来就是-应用合并后的bd,也就是说它这里只是对bd做了进一步的使用而没有真正的修改
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
// bd只允许被处理一次
if (!mbd.postProcessed) {
try {
// 应用合并后的bd
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Post-processing of merged bean definition failed", ex);
}
// 标注这个bd已经被MergedBeanDefinitionPostProcessor的后置处理器处理过
// 那么在第二次创建Bean的时候，不会再次调用applyMergedBeanDefinitionPostProcessors
mbd.postProcessed = true;
}
}
// 这里是用来出来循环依赖的，关于循环以来，在介绍完正常的Bean的创建后，单独用一篇文章说明
// 这里不做过多解释
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
Object exposedObject = bean;
try {
// 我们这篇文章重点要分析的就是populateBean方法，在这个方法中完成了属性注入
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 初始化
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
// 省略异常代码
}
// 后续代码不在本文探讨范围内了，暂不考虑
return exposedObject;
}
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors
源码如下：
// 可以看到这个方法的代码还是很简单的，就是调用了MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition方法
protected void applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(RootBeanDefinition mbd, Class<?> beanType, String beanName) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
MergedBeanDefinitionPostProcessor bdp = (MergedBeanDefinitionPostProcessor) bp;
bdp.postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName);
}
}
}
这个时候我们就要思考一个问题，容器中现在有哪些后置处理器是MergedBeanDefinitionPostProcessor呢？
查看这个方法的实现类我们会发现总共就这么几个类实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口。实际上除了ApplicationListenerDetector之外，其余的后置处理器的逻辑都差不多。我们在这里我们主要就分析两个后置处理
- ApplicationListenerDetector
- AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
ApplicationListenerDetector
首先，我们来ApplicationListenerDetector，这个类在之前的文章中也多次提到过了，它的作用是用来处理嵌套Bean的情况，主要是保证能将嵌套在Bean标签中的ApplicationListener也能添加到容器的监听器集合中去。我们先通过一个例子来感受下这个后置处理器的作用吧
配置文件：
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean class="com.dmz.source.populate.service.DmzService" id="dmzService">
<constructor-arg name="orderService">
<bean class="com.dmz.source.populate.service.OrderService"/>
constructor-arg>
bean>
beans>
示例代码：
// 事件
public class DmzEvent extends ApplicationEvent {
public DmzEvent(Object source) {
super(source);
}
}
public class DmzService {
OrderService orderService;
public DmzService(OrderService orderService) {
this.orderService = orderService;
}
}
// 实现ApplicationListener接口
public class OrderService implements ApplicationListener<DmzEvent> {
@Override
public void onApplicationEvent(DmzEvent event) {
System.out.println(event.getSource());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext cc = new ClassPathXmlApplicationContext("application-populate.xml");
cc.publishEvent(new DmzEvent("my name is dmz"));
}
}
// 程序运行结果，控制台打印：my name is dmz
说明OrderService已经被添加到了容器的监听器集合中。但是请注意，在这种情况下，如果要使OrderService能够执行监听的逻辑，必须要满足下面这两个条件
- 外部的Bean要是单例的，对于我们的例子而言就是dmzService
- 内嵌的Bean也必须是单例的，在上面的例子中也就是orderService必须是单例
另外需要注意的是，这种嵌套的Bean比较特殊，它虽然由Spring创建，但是确不存在于容器中，就是说我们不能将其作为依赖注入到别的Bean中。
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
对应源码如下：
public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {
// 找到注入的元数据，第一次是构建，后续可以直接从缓存中拿
// 注解元数据其实就是当前这个类中的所有需要进行注入的“点”的集合，
// 注入点（InjectedElement）包含两种，字段/方法
// 对应的就是AutowiredFieldElement/AutowiredMethodElement
InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, beanType, null);
// 排除掉被外部管理的注入点
metadata.checkConfigMembers(beanDefinition);
}
上面代码的核心逻辑就是
- 找到所有的注入点，其实就是被@Autowired注解修饰的方法以及字段，同时静态的方法以及字段也会被排除
- 排除掉被外部管理的注入点，在后续的源码分析中我们再细说
findAutowiringMetadata
// 这个方法的核心逻辑就是先从缓存中获取已经解析好的注入点信息，很明显，在原型情况下才会使用缓存
// 创建注入点的核心逻辑在buildAutowiringMetadata方法中
private InjectionMetadata findAutowiringMetadata(String beanName, Class<?> clazz, @Nullable PropertyValues pvs) {
String cacheKey = (StringUtils.hasLength(beanName) ? beanName : clazz.getName());
InjectionMetadata metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
// 可能我们会修改bd中的class属性，那么InjectionMetadata中的注入点信息也需要刷新
if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
synchronized (this.injectionMetadataCache) {
metadata = this.injectionMetadataCache.get(cacheKey);
if (InjectionMetadata.needsRefresh(metadata, clazz)) {
if (metadata != null) {
metadata.clear(pvs);
}
// 这里真正创建注入点
metadata = buildAutowiringMetadata(clazz);
this.injectionMetadataCache.put(cacheKey, metadata);
}
}
}
return metadata;
}
buildAutowiringMetadata
// 我们应用中使用@Autowired注解标注在字段上或者setter方法能够完成属性注入
// 就是因为这个方法将@Autowired注解标注的方法以及字段封装成InjectionMetadata
// 在后续阶段会调用InjectionMetadata的inject方法进行注入
private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {
List<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new ArrayList<>();
Class<?> targetClass = clazz;
do {
final List<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements = new ArrayList<>();
// 处理所有的被@AutoWired/@Value注解标注的字段
ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {
AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);
if (ann != null) {
// 静态字段会直接跳过
if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {
// 省略日志打印
return;
}
// 得到@AutoWired注解中的required属性
boolean required = determineRequiredStatus(ann);
currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));
}
});
// 处理所有的被@AutoWired注解标注的方法，相对于字段而言，这里需要对桥接方法进行特殊处理
ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, method -> {
// 只处理一种特殊的桥接场景，其余的桥接方法都会被忽略
Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
return;
}
AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
// 处理方法时需要注意，当父类中的方法被子类重写时，如果子父类中的方法都加了@Autowired
// 那么此时父类方法不能被处理，即不能被封装成一个AutowiredMethodElement
if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {
// 省略日志打印
return;
}
if (method.getParameterCount() == 0) {
// 当方法的参数数量为0时，虽然不需要进行注入，但是还是会把这个方法作为注入点使用
// 这个方法最终还是会被调用
if (logger.isInfoEnabled()) {
logger.info("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +
method);
}
}
boolean required = determineRequiredStatus(ann);
// PropertyDescriptor： 属性描述符
// 就是通过解析getter/setter方法，例如void getA()会解析得到一个属性名称为a
// readMethod为getA的PropertyDescriptor，
// 在《Spring官网阅读（十四）Spring中的BeanWrapper及类型转换》文中已经做过解释
// 这里不再赘述，这里之所以来这么一次查找是因为当XML中对这个属性进行了配置后，
// 那么就不会进行自动注入了，XML中显示指定的属性优先级高于注解
PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz); // 构造一个对应的AutowiredMethodElement，后续这个方法会被执行
// 方法的参数会被自动注入，这里不限于setter方法
currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));
}
});
// 会处理父类中字段上及方法上的@AutoWired注解，并且父类的优先级比子类高
elements.addAll(0, currElements);
targetClass = targetClass.getSuperclass();
}
while (targetClass != null && targetClass != Object.class);
return new InjectionMetadata(clazz, elements);
}
难点代码分析
上面的代码整体来说应该很简单，就如我们之前所说的，处理带有@Autowired注解的字段及方法，同时会过滤掉所有的静态字段及方法。上面复杂的地方在于对桥接方法的处理，可能大部分人都没办法理解这几行代码：
// 第一行
Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);
// 第二行
if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {
return;
}
// 第三行
if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
}
要理解这些代码，首先你得知道什么是桥接，为此我已经写好了一篇文章：
除了在上面的文章中提到的桥接方法外，还有一种特殊的情况
// A类跟B类在同一个包下，A不是public的
class A {
public void test(){
}
}
// 在B中会生成一个跟A中的方法描述符（参数+返回值）一模一样的桥接方法
// 这个桥接方法实际上就是调用父类中的方法
// 具体可以参考：https://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=63424113
public class B extends A {
}
在理解了什么是桥接之后，那么上边的第一行代码你应该就能看懂了，就以上面的代码为例，B中会生成一个桥接方法，对应的被桥接的方法就是A中的test方法。
接着，我们看看第二行代码
public static boolean isVisibilityBridgeMethodPair(Method bridgeMethod, Method bridgedMethod) {
// 说明这个方法本身就不是桥接方法，直接返回true
if (bridgeMethod == bridgedMethod) {
return true;
}
// 说明是桥接方法，并且方法描述符一致
// 当且仅当是上面例子中描述的这种桥接的时候这个判断才会满足
// 正常来说桥接方法跟被桥接方法的返回值+参数类型肯定不一致
// 所以这个判断会过滤掉其余的所有类型的桥接方法
// 只会保留本文提及这种特殊情况下产生的桥接方法
return (bridgeMethod.getReturnType().equals(bridgedMethod.getReturnType()) &&
Arrays.equals(bridgeMethod.getParameterTypes(), bridgedMethod.getParameterTypes()));
}
最后，再来看看第三行代码，核心就是这句method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz)。这句代码的主要目的就是为了处理下面这种情况
@Component
public class D extends C {
@Autowired
@Override
public void setDmzService(DmzService dmzService) {
dmzService.init();
this.dmzService = dmzService;
}
}
// C不是Spring中的组件
public class C {
DmzService dmzService;
@Autowired
public void setDmzService(DmzService dmzService) {
this.dmzService = dmzService;
}
}
这种情况下，在处理D中的@Autowired注解时，虽然我们要处理父类中的@Autowired注解，但是因为子类中的方法已经复写了父类中的方法，所以此时应该要跳过父类中的这个被复写的方法，这就是第三行代码的作用。
小结
到这里我们主要分析了applyMergedBeanDefinitionPostProcessors这段代码的作用，它的执行时机是在创建对象之后，属性注入之前。按照官方的定义来说，到这里我们仍然可以使用这个方法来修改bd的定义，那么相对于通过BeanFactoryPostProcessor的方式修改bd，applyMergedBeanDefinitionPostProcessors这个方法影响的范围更小，BeanFactoryPostProcessor影响的是整个Bean的生命周期，而applyMergedBeanDefinitionPostProcessors只会影响属性注入之后的生命周期。
其次，我们分析了Spring中内置的MergedBeanDefinitionPostProcessor，选取了其中两个特殊的后置处理器进行分析，其中ApplicationListenerDetector主要处理内嵌的事件监听器，而AutowiredAnnotationBeanPostProcessor主要用于处理@Autowired注解，实际上我们会发现，到这里还只是完成了@Autowired注解的解析，还没有真正开始进行注入，真正注入的逻辑在后面我们要分析的populateBean方法中，在这个方法中会使用解析好的注入元信息完成真正的属性注入，那么接下来我们就开始分析populateBean这个方法的源码。
populateBean
循环依赖的代码我们暂且跳过，后续出一篇专门文章解读循环依赖，我们直接看看populateBean到底做了什么。
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
// 处理空实例
if (bw == null) {
// 如果创建的对象为空，但是在XML中又配置了需要注入的属性的话，那么直接报错
if (mbd.hasPropertyValues()) {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Cannot apply property values to null instance");
}
else {
// 空对象，不进行属性注入
return;
}
}
// 满足两个条件，不是合成类 && 存在InstantiationAwareBeanPostProcessor
// 其中InstantiationAwareBeanPostProcessor主要作用就是作为Bean的实例化前后的钩子
// 外加完成属性注入，对于三个方法就是
// postProcessBeforeInstantiation 创建对象前调用
// postProcessAfterInstantiation 对象创建完成，@AutoWired注解解析后调用
// postProcessPropertyValues（已过期，被postProcessProperties替代） 进行属性注入
// 下面这段代码的主要作用就是我们可以提供一个InstantiationAwareBeanPostProcessor
// 提供的这个后置处理如果实现了postProcessAfterInstantiation方法并且返回false
// 那么可以跳过Spring默认的属性注入，但是这也意味着我们要自己去实现属性注入的逻辑
// 所以一般情况下，我们也不会这么去扩展
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
if (!ibp