spring容器启动时是如何创建aop的动态代理的?spring的单例bean是如何存放的?

在之前的文章spring容器启动流程一文中介绍了spring的容器启动流程以及bean的创建流程,但是我们熟知的spring-aop的动态代理是如何创建的还未在文中提到,那么接下来,就来探索一下spring的动态代理类是在什么时候创建的,spring容器又是如何保存生成的单例bean的。
直接从代码入手,在AbstractAutowireCapableBeanFactory中的doCreateBean方法中有这么一段:

        Object exposedObject = bean;
        try {
            populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
            if (exposedObject != null) {
                exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
            }
        }
        catch (Throwable ex) {
            if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
                throw (BeanCreationException) ex;
            }
            else {
                throw new BeanCreationException(
                        mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
            }
        }

populateBean这个方法就是给bean的属性填入对应的初始值,这个不难理解,在前文中我也提到过,这里我们就更多关注一下initializeBean(beanName, exposedObject, mbd)这个方法,进入方法:

protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd) {
        if (System.getSecurityManager() != null) {
            AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
                @Override
                public Object run() {
                    invokeAwareMethods(beanName, bean);
                    return null;
                }
            }, getAccessControlContext());
        }
        else {
            invokeAwareMethods(beanName, bean);
        }

        Object wrappedBean = bean;
        if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
        }

        try {
            invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
        }
        catch (Throwable ex) {
            throw new BeanCreationException(
                    (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
                    beanName, "Invocation of init method failed", ex);
        }

        if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
        }
        return wrappedBean;
    }

该方法主要就是执行一些扩展方法,invokeAwareMethods的详细内容如下:

      if (bean instanceof Aware) {
            if (bean instanceof BeanNameAware) {
                ((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
            }
            if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
                ((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(getBeanClassLoader());
            }
            if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
                ((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
            }
        }

如果bean实现了aware接口,就判断是具体是哪一个实现,执行对应的扩展方法,比如我们需要定制bean的Name,就可以这样来做:

public class MyBeanNameAware implements BeanNameAware {

    public void setBeanName(String s) {

        System.out.println("这里可以对beanName自定义操作");

    }
}

同样的针对BeanClassLoaderAware和BeanFactoryAware也可以扩展:

public class MyBeanClassLoaderAware implements BeanClassLoaderAware {


    public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {

        System.out.println("这里可以对bean的ClassLoader自定义操作");

    }
}

public class MyBeanFactoryAware implements BeanFactoryAware {



    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {

        System.out.println("这里是对beanFactory的自定义操作");

    }
}

这样来理解invokeAwareMethods就稍微要好一些了。
接下来回到initializeBean方法中继续往下看,applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName)这里主要是做bean初始化前的扩展,不多说。主要来看applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName),进入方法,一直到AbstractAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization:

public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if (bean != null) {
            Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
            if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
                return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
            }
        }
        return bean;
    }

然后看到wrapIfNecessary这个方法中有一句这样的代码:

Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));

很明显,这里就是在创建代理类了,跟进去看看细节,会来到这个方法:

public Object getProxy(@Nullable ClassLoader classLoader) {
        return createAopProxy().getProxy(classLoader);
    }

这里的意思就是创建aop代理,跟进createAopProxy方法:

protected final synchronized AopProxy createAopProxy() {
        if (!this.active) {
            activate();
        }
        return getAopProxyFactory().createAopProxy(this);
    }

继续跟进,到createAopProxy方法中:

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
        if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
            Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
            if (targetClass == null) {
                throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +
                        "Either an interface or a target is required for proxy creation.");
            }
            if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {
                return new JdkDynamicAopProxy(config);
            }
            return new ObjenesisCglibAopProxy(config);
        }
        else {
            return new JdkDynamicAopProxy(config);
        }
    }

有没有感觉到了西天取经看到佛祖的感觉,这里就是我们常说的spring动态代理的两种方式,基于jdk和cglib的两种方式的动态代理类的创建,之后就是对应的初始化动作了,返回实例,调用getProxy方法获得代理对象,这里我们又回到doCreateBean方法中来:

exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);

代理对象就是我们返回创建成功的bean,之后再调用registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);来把bean注册成为随时可用的bean,其根本就是:

public void registerDisposableBean(String beanName, DisposableBean bean) {
        synchronized (this.disposableBeans) {
            this.disposableBeans.put(beanName, bean);
        }
    }

这个实现位于DefaultSingletonBeanRegistry中,就是把bean 按照beanName,bean实例的方式存到一个LinkedHashMap中。DefaultSingletonBeanRegistry这个类的顶部我们可以看到还定义了其他的对象:

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

/** Set of registered singletons, containing the bean names in registration order */
private final Set<String> registeredSingletons = new LinkedHashSet<String>(256);

/** Disposable bean instances: bean name --> disposable instance */
private final Map<String, Object> disposableBeans = new LinkedHashMap<String, Object>();

singletonObjects :所有单例对象缓存,类型为ConcurrentHashMap,以beanName为key,bean实例为value存储
earlySingletonObjects :是singletonFactory 制造出来的 singleton 的缓存
registeredSingletons :按顺序存放已经注册的SingletonBean的名称
disposableBeans :存放一次性bean的缓存对象

在 getSingleton的时候,spring的默认实现是,先从singletonObjects寻找,如果找不到,再从earlySingletonObjects寻找,仍然找不到,那就从singletonFactories寻找对应的制造singleton的工厂,然后调用工厂的getObject方法,造出对应的SingletonBean,并放入earlySingletonObjects中。

总结

以上就是个人对动态代理创建过程和spring的Bean缓存的分析,纯属个人见解,如有错误之处,请不吝指正。

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