spring-boot-2.0.3不一樣系列之原始碼篇 - run方法（三）之createApplicationContext，絕對有值得你...
前言
此係列是針對springboot的啟動，旨在於和大家一起來看看springboot啟動的過程中到底做了一些什麼事。如果大家對springboot的原始碼有所研究，可以挑些自己感興趣或者對自己有幫助的看；但是如果大家沒有研究過springboot的原始碼，不知道springboot在啟動過程中做了些什麼，那麼我建議大家從頭開始一篇一篇按順序讀該系列，不至於從中途插入，看的有些懵懂。當然，文中講的不對的地方也歡迎大家指出，有待改善的地方也希望大家不吝賜教。老規矩：一週至少一更，中途會不定期的更新一些其他的部落格，可能是springboot的原始碼，也可能是其他的原始碼解析，也有可能是其他的。
路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！
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前情回顧
大家還記得 上篇博文 講了什麼嗎，或者說大家知道上篇博文講了什麼嗎。這裡幫大家做個簡單回顧，主要做了兩件事
1、載入外部化配置的資源到environment
包括命令列引數、servletConfigInitParams、servletContextInitParams、systemProperties、sytemEnvironment、random、application.yml(.yaml/.xml/.properties)，如下所示
2、廣播ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件，觸發相應的監聽器
ConfigFileApplicationListener
新增名叫random的RandomValuePropertySource到environment
新增名叫applicationConfig:[classpath:/application.yml]的OriginTrackedMapPropertySource到environment
LoggingApplicationListener
初始化日誌系統
createApplicationContext
先欣賞下我們的戰績，看看我們對run方法完成了多少的原始碼解讀
/** * Run the Spring application, creating and refreshing a new * {@link ApplicationContext}. * @param args the application arguments (usually passed from a Java main method) * @return a running {@link ApplicationContext} */ public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { // 秒錶，用於記錄啟動時間；記錄每個任務的時間，最後會輸出每個任務的總費時 StopWatch stopWatch = new StopWatch(); stopWatch.start(); // spring應用上下文，也就是我們所說的spring根容器 ConfigurableApplicationContext context = null; // 自定義SpringApplication啟動錯誤的回撥介面 Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>(); // 設定jdk系統屬性java.awt.headless，預設情況為true即開啟 configureHeadlessProperty(); // 獲取啟動時監聽器(EventPublishingRunListener例項) SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args) // 觸發ApplicationStartingEvent事件，啟動監聽器會被呼叫，一共5個監聽器被呼叫，但只有兩個監聽器在此時做了事 listeners.starting(); try { // 引數封裝，也就是在命令列下啟動應用帶的引數，如--server.port=9000 ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments( args); // 準備環境：1、載入外部化配置的資源到environment；2、觸發ApplicationEnvironmentPreparedEvent事件 ConfigurableEnvironment environment = prepareEnvironment(listeners, applicationArguments); // 配置spring.beaninfo.ignore，並新增到名叫systemProperties的PropertySource中；預設為true即開啟 configureIgnoreBeanInfo(environment); // 列印banner圖 Banner printedBanner = printBanner(environment); // 建立應用上下文，這是本文重點 context = createApplicationContext(); exceptionReporters = getSpringFactoriesInstances( SpringBootExceptionReporter.class, new Class[] { ConfigurableApplicationContext.class }, context); prepareContext(context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner); refreshContext(context); afterRefresh(context, applicationArguments); stopWatch.stop(); if (this.logStartupInfo) { new StartupInfoLogger(this.mainApplicationClass) .logStarted(getApplicationLog(), stopWatch); } listeners.started(context); callRunners(context, applicationArguments); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, listeners); throw new IllegalStateException(ex); } try { listeners.running(context); } catch (Throwable ex) { handleRunFailure(context, ex, exceptionReporters, null); throw new IllegalStateException(ex); } return context; } View Code
前菜
configureIgnoreBeanInfo(environment)；
private void configureIgnoreBeanInfo(ConfigurableEnvironment environment) {
if (System.getProperty(
CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME) == null) {
Boolean ignore = environment.getProperty("spring.beaninfo.ignore",
Boolean.class, Boolean.TRUE);
System.setProperty(CachedIntrospectionResults.IGNORE_BEANINFO_PROPERTY_NAME,
ignore.toString());
}
}
View Code
配置spring.beaninfo.ignore，並新增到名叫systemProperties的PropertySource中，預設為true即開啟，如上圖所示。 至於spring.beaninfo.ignore配置這個有什麼用，什麼時候用，暫時還沒體現，後續應該會有所體現，我們暫時先將其當做一個疑問放著 。
printBanner(environment)；
private Banner printBanner(ConfigurableEnvironment environment) {
if (this.bannerMode == Banner.Mode.OFF) {
return null;
}
ResourceLoader resourceLoader = (this.resourceLoader != null ? this.resourceLoader
: new DefaultResourceLoader(getClassLoader()));
SpringApplicationBannerPrinter bannerPrinter = new SpringApplicationBannerPrinter(
resourceLoader, this.banner);
if (this.bannerMode == Mode.LOG) {
return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, logger);
}
return bannerPrinter.print(environment, this.mainApplicationClass, System.out);
}
View Code
列印banner圖，就是下面這個圖
並返回Banner物件，後續還會用到。
正餐
通過前面兩道前菜，我相信我們已經胃口大開了，那麼請開始我們的正餐 - createApplicationContext
原始碼
/**
* Strategy method used to create the {@link ApplicationContext}. By default this
* method will respect any explicitly set application context or application context
* class before falling back to a suitable default.
* @return the application context (not yet refreshed)
* @see #setApplicationContextClass(Class)
*/
protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
if (contextClass == null) {
try {
switch (this.webApplicationType) {
case SERVLET:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_WEB_CONTEXT_CLASS);
break;
case REACTIVE:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
break;
default:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
}
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new IllegalStateException(
"Unable create a default ApplicationContext, "
+ "please specify an ApplicationContextClass",
ex);
}
}
return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}
View Code
根據SpringApplication的webApplicationType來例項化對應的上下文；如果webApplicationType的值是SERVLET，那麼例項化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如果是REACTIVE則例項化AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext（響應式程式設計，後續再看），如果既不是SERVLET、也不是REACTIVE，那麼則是預設情況（也就是我們所說的非web引用），例項化AnnotationConfigApplicationContext。還記得webApplicationType的值是怎麼獲取的嗎，請點 這裡 。很顯然我們目前的應用型別是SERVLET，那麼例項化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
利用反射呼叫AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext的構造方法進行例項化，期間有對構造方法進行可訪問性設定，同時還進行了Kotlin的校驗。我們目前應用中不涉及Kotlin，先放著不用看。
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext類圖
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext父級類
從類圖中我們可知，類結構比較深，我們從上往下來看 各個父類的構造方法 （實現的介面先不看），看看構造方法體裡面所做的事。
DefaultResourceLoader ，預設資源載入器
獲取預設的類載入器，獲取的是當前執行緒的上下文類載入器。
AbstractApplicationContext ，抽象應用上下文
初始化屬性resourcePatternResolver，也就是資源模式解析器；實際型別是PathMatchingResourcePatternResolver，它是基於模式匹配的，預設使用AntPathMatcher進行路徑匹配，它除了支援ResourceLoader支援的字首外，還額外支援“classpath*:”用於載入所有匹配的類路徑Resource。
另外beanFactoryPostProcessors屬性此時已經初始化了，後續肯定會用到，大家注意下。
GenericApplicationContext ，通用應用上下文
初始化屬性beanFactory，其型別是DefaultListableBeanFactory，DefaultListableBeanFactory類圖如下
DefaultListableBeanFactory的父級類
我們根據上圖，從上往下讀
SimpleAliasRegistry，簡單別名註冊器
沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。
DefaultSingletonBeanRegistry，預設單例bean註冊器，用於註冊共享的單例bean
沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。
FactoryBeanRegistrySupport，工廠bean註冊器支援，用於註冊工廠bean單例
沒有明確的定義構造方法，也就是隻有預設的無參構造方法，我們可認為只是例項化了自己。
AbstractBeanFactory，抽象bean工廠
無參構造方法體內為空，我們可認為只是例項化了自己。
AbstractAutowireCapableBeanFactory，抽象的有自動裝配裝配能力的bean工廠，賦予了自動裝配功能
該類提供bean建立（具有建構函式解析），屬性填充，接線（包括自動裝配）和初始化。 處理執行時bean引用，解析託管集合，呼叫初始化方法等。支援自動裝配建構函式，按名稱的屬性和按型別的屬性。
無參構造方法中，添加了三個非自動裝配的介面：BeanNameAware、BeanFactoryAware和BeanClassLoaderAware。
DefaultListableBeanFactory，ListableBeanFactory的預設實現
該類用於註冊所有bean定義、也可用作獨立的bean工廠，當然也可以用作我們自定義bean工廠的父類。
無參構造方法中也只是呼叫了super()，我們可認為只是例項化了自己。
GenericWebApplicationContext ，通用web應用上下文，在GenericApplicationContext基礎上增加web支援
無參構造方法中，只是呼叫了super()，我們可認為只是例項化了自己。
ServletWebServerApplicationContext ，servlet web服務應用上下文，能夠從自身引導，建立，初始化和執行WebServer
無參構造方法中是空內容，我們可認為只是例項化了自己。
DefaultListableBeanFactory類圖中，有很多類的屬性值得我們留意，比如 SimpleAliasRegistry的aliasMap、DefaultSingletonBeanRegistry的singletonObjects、singletonFactories和earlySingletonObjects、FactoryBeanRegistrySupport的factoryBeanObjectCache、AbstractBeanFactory的beanPostProcessors、AbstractAutowireCapableBeanFactory的ignoredDependencyInterfaces、DefaultListableBeanFactory中的屬性beanDefinitionMap和beanDefinitionNames 。
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext類圖中，也有很多類的屬性值得我們留意，比如 AbstractApplicationContext的beanFactoryPostProcessors、GenericApplicationContext的beanFactory（就是DefaultListableBeanFactory）、GenericWebApplicationContext的servletContext、ServletWebServerApplicationContext的webServer和servletConfig 。
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext構造方法
/**
* Create a new {@link AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext} that needs
* to be populated through {@link #register} calls and then manually
* {@linkplain #refresh refreshed}.
*/
public AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {
this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);// 例項化註解bean定義讀取器
this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);// 例項化類路徑bean定義掃描器
}
構造方法中的內容也比較簡單，就是例項化兩個bean，並賦值給自己的屬性。我們接著往下看，AnnotatedBeanDefinitionReader和ClassPathBeanDefinitionScanner到底是什麼，構造方法中到底做了什麼？
AnnotatedBeanDefinitionReader
從類註釋上來看，作用就是用於程式設計式註解bean的註冊，例如我們平時用到的@Component，還有@Configuration類下的@Bean等。
構造方法中呼叫getOrCreateEnvironment(registry)來獲取environment；大家除錯跟進的話會發現，此處新例項化了StandardServletEnvironment，大家還記得 SpringApplication中的environmen t 嗎，它也是StandardServletEnvironment例項， 那麼此處為什麼還要新new一個StandardServletEnvironment呢 ，總結中給大家答案。
屬性ConditionEvaluator conditionEvaluator，大家留意下屬性型別ConditionEvaluator ，通常用來評估@Conditional。
另外還註冊了註解配置處理器：AnnotationAwareOrderComparator、ContextAnnotationAutowireCandidateResolver、ConfigurationClassPostProcessor、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor、RequiredAnnotationBeanPostProcessor、CommonAnnotationBeanPostProcessor、EventListenerMethodProcessor、DefaultEventListenerFactory。
此時beanFactory屬性如下
ClassPathBeanDefinitionScanner
從類註釋上來看，就是一個bean定義掃描器，用來掃描類路徑下的bean侯選者。
其中registerDefaultFilters，註冊了兩個AnnotationTypeFilter：一個針對@Component，一個針對@ManagedBean
此時beanFactory屬性如下
此時雖然已經建立了應用上下文，但還只是具有一個骨架（填充了少部分內容），後續會往這個骨架上填充器官和肉體，來構成一個完整的應用。那往哪填充呢？就是我們上面提的到個各個類中的屬性。
甜點
上面講了那麼多，相信大家此時有點蒙，看似一個簡單的createApplicationContext，卻引發了一系列類的例項化；大家主要關注上述兩個類圖中父級類，對每個類進行一遍通讀，大致瞭解下每個類中有些什麼屬性。後續肯定會對這些屬性進行填充，並利用這些屬性完成我們的應用。
有時候，不是對手有多強大，只是我們不敢去嘗試；勇敢踏出第一步，你會發現自己比想象中更優秀！誠如海因斯第一次跑進人類10s大關時所說：上帝啊，原來那扇門是虛掩著的！
總結
1、文中疑問
AnnotatedBeanDefinitionReader中為什麼還要例項化一個StandardServletEnvironment？
我們可以把這個問題變一下，為什麼不把SpringApplication中的environment直接注入到AnnotatedBeanDefinitionReader，而是要在AnnotatedBeanDefinitionReader中例項化新的StandardServletEnvironment？
我們看下類所在的包可知，SpringApplication是Spring boot的特有的類，而AnnotatedBeanDefinitionReader是spring中的類，我們知道spring boot依賴spring，但spring不依賴spring boot，那麼我們在spring中能用spring boot特有的內容嗎？我們可能又有另外的疑問了， 那為什麼不先例項化spring中的StandardServletEnvironment，然後將它賦值給SpringApplication ，就目前而言，我也不知道，不過在後續應該能找到答案，我們暫且先當一個疑問留著。
2、AnnotatedBeanDefinitionReader與ClassPathBeanDefinitionScanner
前者是註解bean定義讀取器，用於程式設計式註解bean的註冊；後者是類路徑bean定義掃描器，用於檢測類路徑上的bean候選者。
AnnotatedBeanDefinitionReade用來載入class型別的配置，在它初始化的時候，會預先註冊一些BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor，這些處理器會在接下來的spring初始化流程中被呼叫。ClassPathBeanDefinitionScanner是一個掃描指定類路徑中註解Bean定義的掃描器，在它初始化的時候，會初始化一些需要被掃描的註解。
3、BeanDefinition
Spring容器裡通過BeanDefinition物件來表示Bean，BeanDefinition描述了Bean的配置資訊；根據BeanDefinition例項化bean，並放到bean快取中。
4、spring bean配置方式
有三種：基於XML的配置方式 、基於註解的配置方式和基於Java類的配置方式。
基於XML，這個我們都很熟，類似：<bean id="xx" class="xxx" />
基於註解，這個我們也用的比較多，入@Component、@Service、@Controller等
基於java類，spring的推薦配置方式，@Configuration配合@Bean
5、createApplicationContext到底做了什麼
說的簡單點：建立web應用上下文，對其部分屬性：reader、scanner、beanFactory進行了例項化；reader中例項化了屬性conditionEvaluator；scanner中添加了兩個AnnotationTypeFilter：一個針對@Component，一個針對@ManagedBean；beanFactory中註冊了8個註解配置處理器。這些就目前而言，可能沒提現其作用，後續肯定會用到的。
參考
Spring Boot Reference Guide
Spring boot 原始碼