BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定义，BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。比如：

• class，表示Bean类型
• scop，表示Bean作用域，单例或者原型
• lazyInit：表示Bean是否懒加载

接着我们看一下BeanDefinition这个接口的源码

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {

	// 单例、原型标识符
	String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON;
	String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE;

    // 标识 Bean 的类别，分别对应 用户定义的 Bean、来源于配置文件的 Bean、Spring 内部的 Bean
	int ROLE_APPLICATION = 0;
	int ROLE_SUPPORT = 1;
	int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;

    // 设置、返回 Bean 的父类名称
	void setParentName(@Nullable String parentName);
	String getParentName();

    // 设置、返回 Bean 的 className
	void setBeanClassName(@Nullable String beanClassName);
	String getBeanClassName();

    // 设置、返回 Bean 的作用域
	void setScope(@Nullable String scope);
	String getScope();

    // 设置、返回 Bean 是否懒加载
	void setLazyInit(boolean lazyInit);
	boolean isLazyInit();
	
	// 设置、返回当前 Bean 所依赖的其它 Bean 名称。
	void setDependsOn(@Nullable String... dependsOn);
	String[] getDependsOn();
	
	// 设置、返回 Bean 是否可以自动注入。只对 @Autowired 注解有效
	void setAutowireCandidate(boolean autowireCandidate);
	boolean isAutowireCandidate();
	
	// 设置、返回当前 Bean 是否为主要候选 Bean 。
	// 当同一个接口有多个实现类时，通过该属性来配置某个 Bean 为主候选 Bean。
	void setPrimary(boolean primary);
	boolean isPrimary();

    // 设置、返回创建该 Bean 的工厂类。
	void setFactoryBeanName(@Nullable String factoryBeanName);
	String getFactoryBeanName();
	
	// 设置、返回创建该 Bean 的工厂方法
	void setFactoryMethodName(@Nullable String factoryMethodName);
	String getFactoryMethodName();
	
	// 返回该 Bean 构造方法参数值、所有属性
	ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues();
	MutablePropertyValues getPropertyValues();

    // 返回该 Bean 是否是单例、是否是非单例、是否是抽象的
	boolean isSingleton();
	boolean isPrototype();
	boolean isAbstract();

    // 返回 Bean 的类别。类别对应上面的三个属性值。
	int getRole();
    ...
}

在spring中，通常有下面几种方式来定义Bean：

1. <bean/>

2. @Bean

3. @Component(@Service,@Controller)

这些，称为声明式定义Bean

还可以编程式定义Bean，那就是直接通过BeanDefinition，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

// 生成一个BeanDefinition对象，并设置beanClass为User.class，并注册到ApplicationContext中
AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);
context.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(context.getBean("user"));

还可以通过BeanDefinition设置Bean的其他属性

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载

和申明式事务、编程式事务类似，通过，@Bean，@Component等申明式方式所定义的Bean，最终都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象，并放入Spring容器中。

BeanDefinitionReader

beanDefinitionReader是用来读取Spring配置文件中的内容，并将其转换为Ioc容器内部的数据结构：BeanDefinition。下面是几种BeanDefinitionReader类的介绍。

AnnotatedBeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，比如

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);

// 将User.class解析为BeanDefinition
annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);
System.out.println(context.getBean("user"));

注意：它能解析的注解是：@Conditional，@Scope，@Lazy、@Preimary、@DependsOn、@Role、@Descripion

XmlBeanDefinitionReader

解析xml文件中的<bean/>标签

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);
int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");
System.out.println(context.getBean("user"));

ClassPathBeanDefinitionScanner

ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器，但是它的作用和BeanDefinitionReader类似，它可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描的类上如果存在@Component注解，那么就会把这个类解析为一个BeanDefinition，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
context.refresh();
ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);
scanner.scan("com.zhouyu");
System.out.println(context.getBean("userService"));

BeanFactory

BeanFactory表示bean工厂负责创建bean，并且提供获取Bean的API。

而ApplicationContext是BeanFactory的一种，在Spring源码中，是这么定义的：

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
		MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
}

接口是可以多继承的，我们发现ApplicationContext继承了ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory，而ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory都继承至BeanFactory，所以我们可以认为ApplicationContext继承了BeanFactory。

在Spring源码中，当我们new一个ApplicationContext时，其底层会new一个BeanFactory出来，当使用ApplicationContext的某些方法时，比如getBean()，底层调用的是BeanFactory的getBean()方法。

在spring源码中，BeanFactory接口存在一个非常重要的实现类：DefaultListableBeanFactory。同样是非常核心的一个类。

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();

AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);

beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(beanFactory.getBean("user"));

下面是DefaultListableBeanFactory的结构图

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它实现了很多接口：

1. AliasRegistry：支持别名功能，一个名字可以对应多个别名。
2. BeanDefinitionRegistry：可以注册、保存、移除、获取某个BeanDefinition
3. BeanFactory：Bean工厂，一棵根据某个bean的名字或者类型或者别名获取某个Bean对象
4. SingletonBeanRegistry：可以直接注册、获取某个单例Bean
5. SimpleAliasRegistry：它是一个类，实现了AliasRegistry接口中所定义的功能，支持别名功能
6. ListableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加其他功能，可以获取所有BeanDefinition的beanNames，可以根据某个类型获取对应的beanNames，可以根据某个类型获取{类型：对应的Bean}的映射关系。
7. HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基础上，添加了获取父BeanFactory的功能。
8. DefaultSingletonBeanRegistry：它是一个类，实现了SingletonBeanRegistry接口，拥有了直接注册、获取某个单例Bean的功能。
9. ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基础上，添加了设置父BeanFactory、类加载器（表示可以指定某个类加载器进行加载）、设置Spring EL表达式解析器（表示该BeanFactory可以解析EL表达式）、设置类型转为服务（表示该BeanFactory可以进行类型转化）、可以添加BeanPostProcess（表示该BeanFactory支持Bean的后置处理器），可以合并BeanDefinition，可以销毁某个Bean等等功能。
10. FactoryBeanRegistrySupport：支持了FactoryBean的功能
11. AutowireCapableBeanFactory：直接继承了BeanFactory，继承了FactoryBeanRegistrySupport这个BeanFactory的功能已经很全面了，但是不能自动装配和获取beanNames。
12. AbstractBeanFactory：实现了ConfigurableBeanFactory接口，继承了FactoryBeanRegistrySupport，这个BeanFactory的功能已经很全面了，但是不能自动装配和获取beanNames
13. ConfigurableListableBeanFactory：继承了ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactory
14. AbstractAutowireCapableBeanFactory：继承了AbstractBeanFactory，实现了AutowireCapableBeanFactory，拥有了自动装配的功能
15. DefaultListableBeanFactory：继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory，实现了ConfigurableListableBeanFactory接口和BeanDefinitionRegistry接口，所以DefaultListableBeanFactory的功能很强大。

ApplicationContext

ApplicationContext是一个接口，也是一个BeanFactory，不过比BeanFactory更加强大，比如：

1. HierarchicalBeanFactory：拥有获取父BeanFactory的功能
2. ListableBeanFactory：拥有获取beanNames的功能
3. ResourcePatternResolver：资源加载器，可以一次性获取多个资源（文件资源等等）
4. EnvironmentCapable：可以获取运行时环境（没有设置运行时环境功能）
5. ApplicationEventPublisher：拥有广播事件的功能（没有添加事件监听器的功能）
6. MessageSource：拥有国际化功能

ApplicationContext的两个实现类：

1. AnnotationConfigApplicationContext
2. ClassPathXmlApplicationContext

AnnotaionConfigApplicationContext

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1. ConfigurableApplicationContext：继承了APPlocationContext接口，增加了，添加事件监听器、添加BeanFactoryPostProcess、设置Environment，急脾气ConfigurableListableBeanFactory等功能
2. AbstractApplicationContext：实现了ConfigurableApplication接口
3. GemericApplication：继承了AbstractApplicationContext，实现了BeanDefinitionRegistry接口，拥有了所有ApplicationContext的功能，并且可以注册BeanDefinition，注意这个类有一个属性(DefaultListableBeanFactory beanFactory)
4. AnnotaionConfigRegistry：可以单独注册某个类为BeanDefinition（可以处理该类上的@Configuration注解，以及可以处理@Bean注解）。
5. AnnotaionConfigApplicationContext：继承了GenericApplicationContext，实现了AnnotationConfigRegistry接口，拥有了以上所有的功能

ClassPathXmlApplicationContext

它也是继承了AbstractApplicationContext，但是相对于AnnotationConfigApplicationContext而言，功能没有AnnotationConfigApplicationContext强大，比如不能注册BeanDefinition。

他的功能很多，但多数都不常用，因此在这列举出来，待真正需要的时候查资料即可。

1. 国际化
2. 资源加载
3. 获取运行时环境
4. 事件发布
5. 类型转化

类型转换

在Spring源码中，有可能需要把String转换为其他类型，所以在Spring源码中提供了一些技术来更方便的做对象的类型转化。

PropertyEditor

这是JDK提供的类型转换工具类

public class StringToUserPropertyEditor extends PropertyEditorSupport implements PropertyEditor {
	@Override
	public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException {
		User user = new User();
		user.setName(text);
		this.setValue(user);
	}
}

这样在调用setAsText方法时，就会把text值赋值给User对象的name属性中。

StringToUserPropertyEditor propertyEditor = new StringToUserPropertyEditor();
propertyEditor.setAsText("1");
User value = (User) propertyEditor.getValue();
System.out.println(value);

如何向Spring中注册PropertyEditor：

@Bean
public CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer() {
	CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer = new CustomEditorConfigurer();
	Map<Class<?>, Class<? extends PropertyEditor>> propertyEditorMap = new HashMap<>();
    
    // 表示StringToUserPropertyEditor可以将String转化成User类型，在Spring源码中，如果发现当前对象是String，而需要的类型是User，就会使用该PropertyEditor来做类型转化
	propertyEditorMap.put(User.class, StringToUserPropertyEditor.class);
	customEditorConfigurer.setCustomEditors(propertyEditorMap);
	return customEditorConfigurer;
}

假如现在有如下bean：

@Component
public class UserService {
	@Value("xxx")
	private User user;
	public void test() {
		System.out.println(user);
	}
}

那么test属性就能正常的完成赋值

ConversionService

Spirng中提供的类型转化服务，它比PropertyEditor更强大

public class StringToUserConverter implements ConditionalGenericConverter {
	@Override
	public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
		return sourceType.getType().equals(String.class) && targetType.getType().equals(User.class);
	}
	@Override
	public Set<ConvertiblePair> getConvertibleTypes() {
		return Collections.singleton(new ConvertiblePair(String.class, User.class));
	}
	@Override
	public Object convert(Object source, TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
		User user = new User();
		user.setName((String)source);
		return user;
	}
}

DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
User value = conversionService.convert("1", User.class);
System.out.println(value);

向Spring中注册ConversionService：

@Bean
public ConversionServiceFactoryBean conversionService() {
	ConversionServiceFactoryBean conversionServiceFactoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
	conversionServiceFactoryBean.setConverters(Collections.singleton(new StringToUserConverter()));

	return conversionServiceFactoryBean;
}

TypeConverter

整合了PropertyEditor和ConversionService的功能，是Spring内部用的

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
typeConverter.registerCustomEditor(User.class, new StringToUserPropertyEditor());
//typeConverter.setConversionService(conversionService);
User value = typeConverter.convertIfNecessary("1", User.class);
System.out.println(value);

OrderComparator

orderComparator是Spring所提供的一种比较器，可以用来根据@Order注解或实现Ordered接口来执行值进行比较从而进行排序。

比如：

public class A implements Ordered {
	@Override
	public int getOrder() {
		return 3;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}

public class B implements Ordered {
	@Override
	public int getOrder() {
		return 2;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}

public class Main {
	pulic static void main(String[] args) {
		A a = new A(); // order=3
		B b = new B(); // order=2
		OrderComparator comparator = new OrderComparator();
		System.out.println(comparator.compare(a, b));  // 1
		List list = new ArrayList<>();
		list.add(a);
		list.add(b);
		// 按order值升序排序
		list.sort(comparator);
		System.out.println(list);  // B，A
	}
}

另外，Spring中还提供了一个OrderComparator的子类：AnnotationAwareOrderComparator，它支持用@Order来指定order值。比如：

@Order(3)
public class A {
	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}

@Order(2)
public class B {
	@Override
	public String toString() {
		return this.getClass().getSimpleName();
	}
}

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new A(); // order=3
		B b = new B(); // order=2

		AnnotationAwareOrderComparator comparator = new AnnotationAwareOrderComparator();
		System.out.println(comparator.compare(a, b)); // 1

		List list = new ArrayList<>();
		list.add(a);
		list.add(b);

		// 按order值升序排序
		list.sort(comparator);

		System.out.println(list); // B，A
	}
}

BeanPostProcessor

BeanPostProcess表示Bean的后置处理器，我们可以定义一个或者多个BeanPostProcessor，比如通过以下代码定义一个BeanPostProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
   @Override
   public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
   	if ("userService".equals(beanName)) {
   		System.out.println("初始化前");
   	}
   	return bean;
   }

   @Override
   public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
   	if ("userService".equals(beanName)) {
   		System.out.println("初始化后");
   	}
   	return bean;
   }
}

一个BeanPostProcess可以在任意一个Bean的初始化之前及初始化之后去额外做一些用户自定义的逻辑，当然，我们可以通过判断beanName来进行针对性处理（针对某个Bean，或者部分Bean）。

我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryProcessor表示Bean工厂的后置处理器，和BeanPostProcessor类似，BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程，BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创建过程。比如，可以这样定义一个BeanFactoryProcessor：

@Component
public class ZhouyuBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
	@Override
	public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
		System.out.println("加工beanFactory");
	}
}

我们可以在postProcessBeanFactory()方法中对BeanFactory进行加工。

FactoryBean

如果我们想让一个Bean完完全全由我们自己创建，那么就可以通过FactoryBean：

@Component
public class ZhouyuFactoryBean implements FactoryBean {
	@Override
	public Object getObject() throws Exception {
		UserService userService = new UserService();

		return userService;
	}
	@Override
	public Class<?> getObjectType() {
		return UserService.class;
	}
}

通过上面这段代码，我们自己创造了一个UserService对象，并且它将成为Bean。但是通过这种方法创造出来的UserService的Bean，只会经过初始化后，其他Spring的生命周期步骤是不会经过的，比如依赖注入。

这里不得不提到@Bean，他也可以生成一个对象Bean，那么他和FactoryBean的区别是什么呢？

在很多场景下他两是可以替换的，最大的区别就是：@Bean定义的Bean会经过完整的Bean的生命周期。

ExcludeFilter和IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的。ExcludeFilter表示排除过滤器（排除某个class），IncludeFilter表示包含过滤器。

比如以下配置，表示扫描com.zhjouyu这个包下面的所有类，但是排除UserService类，也就是就算它上面有@Component注解也不会成为Bean。

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
		excludeFilters = {@ComponentScan.Filter(
            	type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
            	classes = UserService.class)}.)
public class AppConfig {
}

再比如以下配置，就算UserService类上没有@Component注解，它也会被扫描成为一个Bean。

@ComponentScan(value = "com.zhouyu",
		includeFilters = {@ComponentScan.Filter(
            	type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
            	classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

FilterType分为：

1. ANNOTATION：表示是否包含某个注解
2. ASSIGNABLE_TYPE：表示是否包含某个类
3. ASPECTJ：表示是否符合某个Aspectj
4. REGEX：表示是否符合某个正则表达式
5. CUSTOM：自定义

在Spring的扫描逻辑中，默认会添加一个AnnotationTypeFilter给includeFilters，表示默认情况下Spring扫描过程中会认为类上有@Component注解的就是Bean。

MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

在Spring中需要去解析类的信息，比如类名、类中的方法、类上的注解，这些都可以称之为类的元数据，所以Spring中对类的元数据做了抽象，并提供了一些工具类。

MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();
		
        // 构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("com.zhouyu.service.UserService");
		
        // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
	
        System.out.println(classMetadata.getClassName());
        
        // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
		for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
			System.out.println(annotationType);
		}

	}
}

需要注意的是，SimpleMetadataReader去解析类时，使用的ASM技术。

etadataReaderFactory.getMetadataReader(“com.zhouyu.service.UserService”);

    // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
    ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();

    System.out.println(classMetadata.getClassName());
    
    // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
    AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
	for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
		System.out.println(annotationType);
	}

}

}

需要注意的是，SimpleMetadataReader去解析类时，使用的**ASM技术**。

为什么要使用ASM技术，Spring启动的时候需要去扫描，如果指定的包路径比较宽泛，那么扫描的类是非常多的，那如果在Spring启动时就把这些类全部加载进JVM了，这样不太好，所以使用了ASM技术。