Java面试题--SpringRefresh流程

news2025/7/12 17:19:15

Spring refresh 概述

Spring 容器是一个管理 bean 的容器，可以创建、注入和管理 bean 及其依赖关系。Spring 容器可以根据应用程序配置和运行时条件创建、初始化和销毁 bean。refresh() 函数是 Spring 容器中的一种功能，可以重新加载和刷新容器中的配置。

当应用程序需要更改配置时，可以通过调用 refresh() 函数来重新加载配置。此函数将触发容器重新读取配置文件并重新生成 bean。如果需要，也可以强制刷新所有 bean 各自的状态。

refresh() 函数是 ApplicationContext 接口中的一个方法，可以通过实现 ApplicationContext 接口并覆盖 refresh() 函数来实现自定义的 ApplicationContext 容器（负责初始化 ApplicationContext 容器），容器必须调用 refresh 才能正常工作。它的内部主要会调用 12 个方法，我们把它们称为 refresh 的 12 个步骤。

refresh() 函数的大致步骤

  1. 准备容器环境：准备启动容器的所有必要环境设置，例如环境变量、类加载器等。

  2. 重置容器状态：重置所有已经注册的 bean 的状态，将它们标记为“未初始化”。

  3. 加载 xml 文件：重新加载并解析 Spring 配置文件。

  4. 加载 bean 定义：使用重新加载的 xml 文件数据重新加载 bean 的定义。

  5. 实例化 bean：实例化所有定义的 bean。

  6. 填充 bean：执行所有 bean 定义中指定的依赖注入操作。

  7. 初始化 bean：调用所有 bean 定义中指定的初始化方法。

  8. 处理剩余事件：例如检查是否存在遗漏的依赖项、配置 bean 生命周期管理器等。

  9. 准备就绪：容器现在已经刷新，可以使用它内部的 bean 了。

需要注意的是，refresh() 函数是一个相对耗时的操作，可能会导致延迟和系统瓶颈，因此应合理使用此功能。

refresh() 函数的具体步骤

  1. prepareRefresh

  2. obtainFreshBeanFactory

  3. prepareBeanFactory

  4. postProcessBeanFactory

  5. invokeBeanFactoryPostProcessors

  6. registerBeanPostProcessors

  7. initMessageSource

  8. initApplicationEventMulticaster

  9. onRefresh

  10. registerListeners

  11. finishBeanFactoryInitialization

  12. finishRefresh

功能分类

  • 1 为准备环境
  • 2 3 4 5 6 为准备 BeanFactory
  • 7 8 9 10 12 为准备 ApplicationContext
  • 11 为初始化 BeanFactory 中非延迟单例 bean

1. prepareRefresh

  • 这一步创建和准备了 Environment 对象，它作为 ApplicationContext 的一个成员变量

  • Environment 对象的作用之一是为后续 @Value，值注入时提供键值

  • Environment 分成三个主要部分

    • systemProperties - 保存 java 环境键值
    • systemEnvironment - 保存系统环境键值
    • 自定义 PropertySource - 保存自定义键值，例如来自于 *.properties 文件的键值

在这里插入图片描述

2. obtainFreshBeanFactory

  • 这一步获取（或创建） BeanFactory，它也是作为 ApplicationContext 的一个成员变量
  • BeanFactory 的作用是负责 bean 的创建、依赖注入和初始化，bean 的各项特征由 BeanDefinition 定义
    • BeanDefinition 作为 bean 的设计蓝图，规定了 bean 的特征，如单例多例、依赖关系、初始销毁方法等
    • BeanDefinition 的来源有多种多样，可以是通过 xml 获得、配置类获得、组件扫描获得，也可以是编程添加
  • 所有的 BeanDefinition 会存入 BeanFactory 中的 beanDefinitionMap 集合

在这里插入图片描述

3. prepareBeanFactory

  • 这一步会进一步完善 BeanFactory，为它的各项成员变量赋值
  • beanExpressionResolver 用来解析 SpEL，常见实现为 StandardBeanExpressionResolver
  • propertyEditorRegistrars 会注册类型转换器
    • 它在这里使用了 ResourceEditorRegistrar 实现类
    • 并应用 ApplicationContext 提供的 Environment 完成 ${ } 解析
  • registerResolvableDependency 来注册 beanFactory 以及 ApplicationContext，让它们也能用于依赖注入
  • beanPostProcessors 是 bean 后处理器集合，会工作在 bean 的生命周期各个阶段，此处会添加两个：
    • ApplicationContextAwareProcessor 用来解析 Aware 接口
    • ApplicationListenerDetector 用来识别容器中 ApplicationListener 类型的 bean

在这里插入图片描述

4. postProcessBeanFactory

  • 这一步是空实现，留给子类扩展。
    • 一般 Web 环境的 ApplicationContext 都要利用它注册新的 Scope，完善 Web 下的 BeanFactory
  • 这里体现的是模板方法设计模式

5. invokeBeanFactoryPostProcessors

  • 这一步会调用 beanFactory 后处理器
  • beanFactory 后处理器，充当 beanFactory 的扩展点，可以用来补充或修改 BeanDefinition
  • 常见的 beanFactory 后处理器有
    • ConfigurationClassPostProcessor – 解析 @Configuration、@Bean、@Import、@PropertySource 等
    • PropertySourcesPlaceHolderConfigurer – 替换 BeanDefinition 中的 ${ }
    • MapperScannerConfigurer – 补充 Mapper 接口对应的 BeanDefinition

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6. registerBeanPostProcessors

  • 这一步是继续从 beanFactory 中找出 bean 后处理器，添加至 beanPostProcessors 集合中
  • bean 后处理器，充当 bean 的扩展点，可以工作在 bean 的实例化、依赖注入、初始化阶段，常见的有：
    • AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 功能有：解析 @Autowired，@Value 注解
    • CommonAnnotationBeanPostProcessor 功能有：解析 @Resource，@PostConstruct，@PreDestroy
    • AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator 功能有：为符合切点的目标 bean 自动创建代理

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7. initMessageSource

  • 这一步是为 ApplicationContext 添加 messageSource 成员，实现国际化功能
  • 去 beanFactory 内找名为 messageSource 的 bean，如果没有，则提供空的 MessageSource 实现

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8. initApplicationContextEventMulticaster

  • 这一步为 ApplicationContext 添加事件广播器成员，即 applicationContextEventMulticaster
  • 它的作用是发布事件给监听器,去 beanFactory 找名为 applicationEventMulticaster 的 bean 作为事件广播器，若没有，会创建默认的事件广播器
  • 之后就可以调用 ApplicationContext.publishEvent(事件对象) 来发布事件

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9. onRefresh

  • 这一步是空实现，留给子类扩展
    • SpringBoot 中的子类在这里准备了 WebServer，即内嵌 web 容器
  • 体现的是模板方法设计模式

10. registerListeners

  • 这一步会从多种途径找到事件监听器，并添加至 applicationEventMulticaster
  • 事件监听器顾名思义，用来接收事件广播器发布的事件，有如下来源
    • 事先编程添加的
    • 来自容器中的 bean
    • 来自于 @EventListener 的解析
  • 要实现事件监听器，只需要实现 ApplicationListener 接口，重写其中 onApplicationEvent(E e) 方法即可

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11. finishBeanFactoryInitialization

  • 这一步会将 beanFactory 的成员补充完毕，并初始化所有非延迟单例 bean
  • conversionService 也是一套转换机制，作为对 PropertyEditor 的补充
  • embeddedValueResolvers 即内嵌值解析器，用来解析 @Value 中的 ${ }，借用的是 Environment 的功能
  • singletonObjects 即单例池，缓存所有单例对象
    • 对象的创建都分三个阶段，每一阶段都有不同的 bean 后处理器参与进来，扩展功能

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12. finishRefresh

  • 这一步会为 ApplicationContext 添加 lifecycleProcessor 成员，用来控制容器内需要生命周期管理的 bean
  • 如果容器中有名称为 lifecycleProcessor 的 bean 就用它，否则创建默认的生命周期管理器
  • 准备好生命周期管理器，就可以实现
    • 调用 context 的 start，即可触发所有实现 LifeCycle 接口 bean 的 start
    • 调用 context 的 stop，即可触发所有实现 LifeCycle 接口 bean 的 stop
  • 发布 ContextRefreshed 事件，整个 refresh 执行完成

在这里插入图片描述

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