详解Spring 如何创建 Bean 对象？

前情回顾前文「Spring 如何从 IoC 容器中获取对象?」从整体上分析了如何从 Spring IoC 容器获取一个 bean 对象。该逻辑由 AbstractBeanFactory#doGetBean 方法实现，主要流程如下：

本文进一步深入细节，主要分析如何创建 singleton(单例)类型的对象。

如何创建单例对象?

从流程图可以看出，当获取一个 bean 对象时，Spring 会首先尝试从缓存中获取单例对象。

值得注意是的：

1. 只有对象是单例的场景，即 scope 为 singleton 时才会缓存对象。
2. 这里其实涉及到了所谓的「三级缓存」，为了更容易理解三级缓存，本文先研究这个 bean 对象是什么时候放入缓存的，后面再研究三级缓存。

既然能取，必然有地方把 bean 对象存入了缓存，那缓存中的数据是从哪里来的呢?

下面主要分析单例对象是如何创建、并放入缓存中的。

该逻辑在 AbstractBeanFactory#doGetBean 方法中，主要代码如下(保留了创建单例 bean 对象的代码，其他部分暂时忽略)：

public abstract class AbstractBeanFactory extends FactoryBeanRegistrySupport implements ConfigurableBeanFactory { 
    // ... 
 
    protected  T doGetBean( 
            String name, @Nullable Class requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly) 
            throws BeansException { 
 
        String beanName = transformedBeanName(name); 
        Object bean; 
 
        // 从缓存中获取单例 bean 对象 
        Object sharedInstance = getSingleton(beanName); 
         
        // 缓存中不存在 bean 对象 
        else { 
 
            // ... 
 
            try { 
                // 获取 BeanDefinition 
                RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); 
 
                // 获取依赖的 bean 对象 
                // 若创建一个 bean 对象时依赖其他对象，则先创建被依赖对象 
                // ... 
 
                // 创建 scope 为 singleton（单例）的对象 
                if (mbd.isSingleton()) { 
                    sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> { 
                        try { 
                            return createBean(beanName, mbd, args); 
                        } 
                        catch (BeansException ex) { 
                            // ... 
                        } 
                    }); 
                    // 处理 FactoryBean 的场景 
                    bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd); 
                } 
 
                // 创建 scope 为 prototype 的对象 
                else if (mbd.isPrototype()) { 
                    // ... 
                } 
 
                // 创建其他类型对象 
                else { 
                    // ... 
                } 
            } 
            catch (BeansException ex) { 
                // ... 
            } 
        } 
 
        // 类型检查 
 
        return (T) bean; 
    } 
} 

其实就是这个 DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton 方法，代码如下：

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry { 
    // 单例 bean 对象缓存（beanName, bean） 
    private final Map singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256); 
 
    public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory singletonFactory) { 
        Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null"); 
        synchronized (this.singletonObjects) { 
            // 先从缓存中获取 bean 对象 
            Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName); 
            // 缓存中不存在时再去创建 
            if (singletonObject == null) { 
                // ... 
                // 创建单例对象前 
                beforeSingletonCreation(beanName); 
                boolean newSingleton = false; 
                boolean recordSuppressedExceptions = (this.suppressedExceptions == null); 
                if (recordSuppressedExceptions) { 
                    this.suppressedExceptions = new LinkedHashSet<>(); 
                } 
                try { 
                    // 创建单例对象 
                    singletonObject = singletonFactory.getObject(); 
                    newSingleton = true; 
                } 
                // catch ... 
                finally { 
                    if (recordSuppressedExceptions) { 
                        this.suppressedExceptions = null; 
                    } 
                    // 创建单例对象后 
                    afterSingletonCreation(beanName); 
                } 
                if (newSingleton) { 
                    // 将对象添加到缓存 
                    addSingleton(beanName, singletonObject); 
                } 
            } 
            // 缓存中有的话直接返回 
            return singletonObject; 
        } 
    } 
 
} 

getSingleton 方法会先从缓存 singletonObjects(其实就是一个 Map)中获取 bean 对象，如果缓存有就直接返回，否则再去创建。创建成功后，会把该对象存入缓存。

创建的逻辑在哪呢?

看代码是通过 ObjectFactory#getObject 方法来创建的，ObjectFactory 是一个函数式接口：

@FunctionalInterface 
public interface ObjectFactory { 
    T getObject() throws BeansException; 
} 

这个方法的实现是什么呢?退回上一层，即 getBean 方法，看这里：

sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> { 
    try { 
        // 创建 bean 对象 
        return createBean(beanName, mbd, args); 
    } 
    catch (BeansException ex) { 
        // ... 
    } 
}); 

这里用到了 Lambda 表达式，将如下表达式作为参数：

() -> { 
    try { 
        // 创建 bean 对象 
        return createBean(beanName, mbd, args); 
    } 
    catch (BeansException ex) { 
        // ... 
    } 
} 

创建 bean 对象的逻辑就在这个 createBean 方法中，它在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 类中：

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory 
        implements AutowireCapableBeanFactory { 
 
    @Override 
    protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) 
            throws BeanCreationException { 
 
        RootBeanDefinition mbdToUse = mbd; 
 
        Class resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName); 
        if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) { 
            mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd); 
            mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass); 
        } 
 
        // Prepare method overrides. 
        try { 
            mbdToUse.prepareMethodOverrides(); 
        } 
        // catch ... 
 
        try { 
            // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance. 
            // 这里可能返回代理对象 
            Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse); 
            if (bean != null) { 
                return bean; 
            } 
        } 
        // catch ... 
 
        try { 
            // 创建 bean 对象 
            Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args); 
            if (logger.isTraceEnabled()) { 
                logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'"); 
            } 
            return beanInstance; 
        } 
        // catch ... 
    } 
} 

• 值得注意的是，resolveBeforeInstantiation 方法其实是跟 AOP 实现相关的，可能在这里生成代理对象就返回了。由于现在主要分析 IoC 的流程，因此这里暂时略过，有兴趣的朋友们可以自行研究。

这里继续沿着主线逻辑走。

创建 bean 对象是在 doCreateBean 方法中实现的，如下：

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory 
        implements AutowireCapableBeanFactory { 
 
    protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) 
            throws BeanCreationException { 
 
        // Instantiate the bean. 
        // 1. 实例化 bean 
        BeanWrapper instanceWrapper = null; 
        if (mbd.isSingleton()) { 
            instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName); 
        } 
        if (instanceWrapper == null) { 
            instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args); 
        } 
        Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance(); 
        Class beanType = instanceWrapper.getWrappedClass(); 
        if (beanType != NullBean.class) { 
            mbd.resolvedTargetType = beanType; 
        } 
 
        // Allow post-processors to modify the merged bean definition. 
        synchronized (mbd.postProcessingLock) { 
            if (!mbd.postProcessed) { 
                try { 
                    applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName); 
                } 
                // catch ... 
                mbd.postProcessed = true; 
            } 
        } 
 
        boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && 
                isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)); 
        if (earlySingletonExposure) { 
            addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean)); 
        } 
 
        // Initialize the bean instance. 
        Object exposedObject = bean; 
        try { 
            // 2. 填充属性 
            populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); 
            // 3. 初始化 
            exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); 
        } 
        // catch ... 
 
        if (earlySingletonExposure) { 
            Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false); 
            if (earlySingletonReference != null) { 
                if (exposedObject == bean) { 
                    exposedObject = earlySingletonReference; 
                } 
                else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) { 
                    String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName); 
                    Set actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length); 
                    for (String dependentBean : dependentBeans) { 
                        if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) { 
                            actualDependentBeans.add(dependentBean); 
                        } 
                    } 
                    // ... 
                } 
            } 
        } 
 
        // Register bean as disposable. 
        try { 
            registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd); 
        } 
        // catch ... 
 
        return exposedObject; 
    } 
 
} 

• 注意：Instantiate 和 Initialize 虽然看起来有点像，但它俩不是一回事，前者是“实例化”，后者是“初始化”。

这个方法看起来有点长，但最主要的事情只有三件：

1. 创建 bean 对象：createBeanInstance 方法
2. 填充属性：populateBean 方法
3. 初始化 bean：initializeBean 方法

这几个方法内部其实都有一大堆堆堆堆堆……的代码，再对照一下前面给出的整体流程图 :

就是这样。

本文在前文整体分析的基础上又进一步细化，先到这里吧，后面再继续分析~

小结

如何从 Spring IoC 容器中获取 bean 对象?前文对此进行了整体流程的分析。

本文在前文的基础上又进一步细化，主要从整体上探讨了 Spring 如何创建单例的 bean 对象，整体上分为三个步骤：

1. 创建 bean 对象。
2. 填充 bean 属性
3. 初始化 bean 对象

至于这三个步骤具体又做了什么，且听下回分解。