spring-boot-2.0.3不一樣系列之源碼篇 - run方法（三）之createApplicationContext，絕對有值得你看的地方
前言
此系列是針對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麽事。如果大家對springboot的源碼有所研究，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的源碼，不知道springboot在啟動過程中做了些什麽，那麽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：一周至少一更，中途會不定期的更新一些其他的博客，可能是springboot的源碼，也可能是其他的源碼解析，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麽嗎，或者說大家知道上篇博文講了什麽嗎。這裏幫大家做個簡單回顧，主要做了兩件事
1、加載外部化配置的資源到environment
包括命令行參數、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
添加名叫random的RandomValuePropertySource到environment
添加名叫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方法完成了多少的源碼解讀
/** * 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) { // 秒表，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啟動錯誤的回調接口 Collection<SpringBootExceptionReporter> exceptionReporters = new ArrayList<>(); // 設置jdk系統屬性java.awt.headless，默認情況為true即開啟 configureHeadlessProperty(); // 獲取啟動時監聽器(EventPublishingRunListener實例) SpringApplicationRunListeners listeners = getRunListeners(args) // 觸發ApplicationStartingEvent事件，啟動監聽器會被調用，一共5個監聽器被調用，但只有兩個監聽器在此時做了事 listeners.starting(); try { // 參數封裝，也就是在命令行下啟動應用帶的參數，如--server.port=9000 ApplicationArguments applicationArguments = new DefaultApplicationArguments( args); // 準備環境：1、加載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，並添加到名叫systemProperties的PropertySource中；默認為true即開啟 configureIgnoreBeanInfo(environment); // 打印banner圖 Banner printedBanner = printBanner(environment); // 創建應用上下文，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，並添加到名叫systemProperties的PropertySource中，默認為true即開啟，如上圖所示。至於spring.beaninfo.ignore配置這個有什麽用，什麽時候用，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
打印banner圖，就是下面這個圖
並返回Banner對象，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，那麽請開始我們的正餐 - createApplicationContext
源代碼
/** * 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來實例化對應的上下文；如果webApplicationType的值是SERVLET，那麽實例化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，如果是REACTIVE則實例化AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContext（響應式編程，後續再看），如果既不是SERVLET、也不是REACTIVE，那麽則是默認情況（也就是我們所說的非web引用），實例化AnnotationConfigApplicationContext。還記得webApplicationType的值是怎麽獲取的嗎，請點這裏。很顯然我們目前的應用類型是SERVLET，那麽實例化AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。
利用反射調用AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext的構造方法進行實例化，期間有對構造方法進行可訪問性設置，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（實現的接口先不看），看看構造方法體裏面所做的事。
DefaultResourceLoader，默認資源加載器
獲取默認的類加載器，獲取的是當前線程的上下文類加載器。
AbstractApplicationContext，抽象應用上下文
初始化屬性resourcePatternResolver，也就是資源模式解析器；實際類型是PathMatchingResourcePatternResolver，它是基於模式匹配的，默認使用AntPathMatcher進行路徑匹配，它除了支持ResourceLoader支持的前綴外，還額外支持“classpath*:”用於加載所有匹配的類路徑Resource。
另外beanFactoryPostProcessors屬性此時已經初始化了，後續肯定會用到，大家註意下。
GenericApplicationContext，通用應用上下文
初始化屬性beanFactory，其類型是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，也就是只有默認的無參構造方法，我們可認為只是實例化了自己。
DefaultSingletonBeanRegistry，默認單例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，也就是只有默認的無參構造方法，我們可認為只是實例化了自己。
FactoryBeanRegistrySupport，工廠bean註冊器支持，用於註冊工廠bean單例
沒有明確的定義構造方法，也就是只有默認的無參構造方法，我們可認為只是實例化了自己。
AbstractBeanFactory，抽象bean工廠
無參構造方法體內為空，我們可認為只是實例化了自己。
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創建（具有構造函數解析），屬性填充，接線（包括自動裝配）和初始化。 處理運行時bean引用，解析托管集合，調用初始化方法等。支持自動裝配構造函數，按名稱的屬性和按類型的屬性。
無參構造方法中，添加了三個非自動裝配的接口：BeanNameAware、BeanFactoryAware和BeanClassLoaderAware。
DefaultListableBeanFactory，ListableBeanFactory的默認實現
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調用了super()，我們可認為只是實例化了自己。
GenericWebApplicationContext，通用web應用上下文，在GenericApplicationContext基礎上增加web支持
無參構造方法中，只是調用了super()，我們可認為只是實例化了自己。
ServletWebServerApplicationContext，servlet web服務應用上下文，能夠從自身引導，創建，初始化和運行WebServer
無參構造方法中是空內容，我們可認為只是實例化了自己。
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); // 實例化註解bean定義讀取器 this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this); // 實例化類路徑bean定義掃描器 }
構造方法中的內容也比較簡單，就是實例化兩個bean，並賦值給自己的屬性。我們接著往下看，AnnotatedBeanDefinitionReader和ClassPathBeanDefinitionScanner到底是什麽，構造方法中到底做了什麽？
AnnotatedBeanDefinitionReader
從類註釋上來看，作用就是用於編程式註解bean的註冊，例如我們平時用到的@Component，還有@Configuration類下的@Bean等。
構造方法中調用getOrCreateEnvironment(registry)來獲取environment；大家調試跟進的話會發現，此處新實例化了StandardServletEnvironment，大家還記得SpringApplication中的environment嗎，它也是StandardServletEnvironment實例，那麽此處為什麽還要新new一個StandardServletEnvironment呢，總結中給大家答案。
屬性ConditionEvaluator conditionEvaluator，大家留意下屬性類型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
此時雖然已經創建了應用上下文，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
上面講了那麽多，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實例化；大家主要關註上述兩個類圖中父級類，對每個類進行一遍通讀，大致了解下每個類中有些什麽屬性。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中為什麽還要實例化一個StandardServletEnvironment？
我們可以把這個問題變一下，為什麽不把SpringApplication中的environment直接註入到AnnotatedBeanDefinitionReader，而是要在AnnotatedBeanDefinitionReader中實例化新的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，那麽我們在spring中能用spring boot特有的內容嗎？我們可能又有另外的疑問了，那為什麽不先實例化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，用於編程式註解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用來加載class類型的配置，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初始化流程中被調用。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容器裏通過BeanDefinition對象來表示Bean，BeanDefinition描述了Bean的配置信息；根據BeanDefinition實例化bean，並放到bean緩存中。
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到底做了什麽
說的簡單點：創建web應用上下文，對其部分屬性：reader、scanner、beanFactory進行了實例化；reader中實例化了屬性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 源碼
spring-boot-2.0.3不一樣系列之源碼篇 - run方法（三）之createApplicationContext，絕對有值得你看的地方