最简单说清楚Springboot中的bean加载顺序

半夏之沫2024-01-29 23:59

前言

前天一个单身同事说他脱单了，我问他女方是谁，哪里认识的，他不说，装高人，许久才告诉我说，他的对象是注入的，我悟了许久，原来是公司里面的女同事呀，我又问他我认不认识，他又不说，装大佬，许久才让我想想Springboot 里面的bean的加载顺序以及我啥时候入职的，在那一刻，我突然就紧张了。

我紧张，不是因为我猜到了他对象是谁，而是我好像不是特别理得清Springboot 里面的bean 的加载顺序，为了缓解我的紧张感，我赶紧去做了一下功课，才发现原来之前有写过一篇文章就能解释清楚这个事情，所以我拜读了自己曾经的作品后，结合了一个很哇塞的示例，想在这里再单独对Springboot 里面的bean的加载顺序，进行一个梳理。

Springboot 版本：2.7.6

正文

一. Bean的前世今生

通常说到Spring 里面的bean，大家都有自己的认知，按照大家的认知，可以把大家分类如下。

  1. 一年大头兵。知道bean 就是Spring为我们创建的一个对象；
  2. 二年大头兵。不但知道一年大头兵知道的一切，还知道bean 在被创建前，还经历过BeanDefinition；
  3. 三年大头兵。不但知道二年大头兵知道的一切，还知道bean 在成为BeanDefinition 前，还经历过ConfigurationClass。

其实吧，通常Spring 中的bean ，在真正成为一个bean 前，首先是会被解析为ConfigurationClass ，然后再基于ConfigurationClass 创建出BeanDefinition ，最后在容器初始化的时候，再由BeanDefinition 创建出我们的bean。

可能帅气的大聪明就有疑问了，我们关注bean 的今生就好了，为什么要去了解bean 的前世呢，确实，如果不想去理清bean 的加载顺序，那么是不需要去关注bean 的前世的，但是如果想理清bean 的加载顺序，那么bean 的前世就尤为重要了，特别是ConfigurationClass ，搞明白ConfigurationClass 怎么来的，再搞明白如何基于ConfigurationClass 得到BeanDefinition ，那bean 的加载顺序就十分的清楚了，这在我之前的那篇文章中是解释得很清楚的，但是那篇文章写得太长了，我估摸很多帅比是耐不住性子看完的，所以我就将ConfigurationClass 和BeanDefinition的加载用流程图的形式画了出来，我觉得帅比们肯定喜欢看图吧。

先看一下ConfigurationClass的加载流程图，如下所示。

可以发现把候选者创建为ConfigurationClass 然后添加到configurationClasses 中的过程是一个递归的过程，首先递归到的是初始配置对象 ，这个初始配置对象 在Springboot 中就是Springboot 的启动类，然后由初始配置对象 ，开枝散叶，把各种其它的候选者的ConfigurationClass 在递归的过程中都添加到configurationClasses 中，同时结合上图可以发现，不同类型的候选者的ConfigurationClass 添加到configurationClasses中是有先后顺序的，结合整个递归的流程，添加的先后顺序是如下的。

  1. 首先，由@Controller ，@Service ，@Repository ，@Component 和@Configuration 注解修饰的对象，和@Import注解间接或直接导入的对象；
  2. 其次，由自动装配机制加载的配置对象。

因为configurationClasses 是一个LinkedHashMap ，所以后续在遍历configurationClasses 时，先添加的会被先遍历到，这一点很重要。

现在拿到configurationClasses 了，再往后就是遍历configurationClasses ，然后解析每个ConfigurationClass 并得到相关的BeanDefinition，流程图如下所示。

上述流程就是按照ConfigurationClass 添加到configurationClasses 的先后顺序，依次遍历到每一个ConfigurationClass ，然后会判断这个ConfigurationClass 是否需要被跳过，这里判断的依据一般就是我们常使用的@ConditionalOnBean 和@ConditionalOnMissingBean 等Condition 相关注解，再然后就是把ConfigurationClass 自己注册为容器中的BeanDefinition 和把ConfigurationClass 对应的BeanMethod （由@Bean 注解修饰的方法）注解为容器中的BeanDefinition ，最后执行ConfigurationClass 对应的ImportBeanDefinitionRegistrar 的逻辑来向容器中注册BeanDefinition。

要特别关注，@ConditionalOnBean 和@ConditionalOnMissingBean 等Condition 相关注解生效的时间，就是在将ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 的一开始，那么ConfigurationClass 被遍历到的顺序就尤为重要的，我们可以仔细想想，假设A 添加了@ConditionalOnBean(B.class) ，再假设A 的ConfigurationClass 又先于B 的ConfigurationClass 被添加到configurationClasses 中，那么A 的ConfigurationClass 就会被先遍历到，此时A 的ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 的一开始，就会去判断B 的BeanDefinition 是否存在于容器中，在我们的假设场景下此时B 是不存在的，所以A 的ConfigurationClass 不会被加载为容器中的BeanDefinition ，如果想让A 的Condition 被满足，就需要让B 的ConfigurationClass 先于A的被加载。

到此，bean的前世今生，就介绍完毕了，稍微总结一下。

  1. bean 的前世其实是BeanDefinition；
  2. BeanDefinition 的前世其实是ConfigurationClass；
  3. 每个ConfigurationClass 会按照加载的先后顺序依次解析为BeanDefinition；
  4. 每个ConfigurationClass 在解析为BeanDefinition 时会先进行各种Condition判断；
  5. 所以ConfigurationClass 的加载顺序其实就影响bean的加载顺序。
  6. 由@Controller ，@Service ，@Repository ，@Component 和@Configuration 注解修饰的对象，和@Import 注解间接或直接导入的对象，其ConfigurationClass先加载；
  7. 自动装配机制加载的配置对象，其ConfigurationClass后加载；
  8. 每个ConfigurationClass 包含着自己的BeanMethod （由@Bean 注解修饰的方法）和ImportBeanDefinitionRegistrar （通过@Import注解导入的）；
  9. ConfigurationClass 在解析为BeanDefinition 时，会遵循ConfigurationClass 自己本身，BeanMethod ，ImportBeanDefinitionRegistrar这样的顺序来解析。

二. Bean的加载示例

上面已经有理论知识了，下面来结合一个示例，来做一个验证。

示例工程结构如下所示。

further包下面的代码如下所示。

java 复制代码 
@ConditionalOnBean(MyController.class)
public class MyFurtherConfig {

    public MyFurtherConfig() {
        System.out.println();
    }

    @Bean
    public MyFurtherService myFurtherService() {
        return new MyFurtherService();
    }

}

public class MyFurtherService {

    public MyFurtherService() {
        System.out.println();
    }

}

origin包下面的代码，如下所示。

java 复制代码 
@Configuration
@Import({MyImportBeanDefinitionRegistrar.class,
        MyImportSelector.class,
        MySupport.class})
public class MyConfig {

    public MyConfig() {
        System.out.println();
    }

    @Bean
    public MyDao myDao() {
        return new MyDao();
    }

}

public class MyController {

    public MyController() {
        System.out.println();
    }

}

public class MyDao {

    public MyDao() {
        System.out.println();
    }

}

public class MyImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata,
                                        BeanDefinitionRegistry registry) {
        BeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(MyController.class);
        registry.registerBeanDefinition("myController", beanDefinition);
    }

}

public class MyImportSelector implements ImportSelector {

    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        return new String[] {
                "com.lee.ioc.order.further.MyFurtherConfig"
        };
    }

}

@Service
public class MyService {

    public MyService() {
        System.out.println();
    }

}

public class MySupport {

    public MySupport() {
        System.out.println();
    }

}

pom文件如下所示。

xml 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.7.6</version>
    </parent>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <groupId>com.lee.ioc.order</groupId>
    <artifactId>ioc-order</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.lee.ioc.order.starter</groupId>
            <artifactId>ioc-order-starter</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

示例工程引入了一个提前写好的starter ，这个starter结构如下所示。

TestBean 和MyAutoConfig代码如下。

java 复制代码 
public class TestBean {

}

@Configuration
public class MyAutoConfig {

    public MyAutoConfig() {
        System.out.println();
    }

    @Bean
    public TestBean testBean() {
        return new TestBean();
    }

}

spring.factories文件内容如下。

yaml 复制代码 
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
    com.lee.ioc.order.starter.config.MyAutoConfig

pom文件如下所示。

xml 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.7.6</version>
    </parent>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>

    <groupId>com.lee.ioc.order.starter</groupId>
    <artifactId>ioc-order-starter</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-source-plugin</artifactId>
                <executions>
                    <execution>
                        <id>attach-sources</id>
                        <goals>
                            <goal>jar</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

通过在每个bean 的构造函数中打断点，可以知道这些bean 的加载顺序，以debug运行程序，可以得到如下的加载顺序（越靠上越先实例化）。

  1. MyConfig （由@Configuration注解修饰）；
  2. MyService （由@Service注解修饰）；
  3. MySupport （由@Import注解直接导入）；
  4. MyDao （由@Bean注解修饰的方法导入）；
  5. MyController （由ImportBeanDefinitionRegistrar导入）
  6. MyAutoConfig（由自动装配机制导入的配置对象）；
  7. TestBean （由自动装配机制导入的配置对象里的@Bean注解修饰的方法导入）。

上述的结果是完全符合我们的理论推导的，但是好像漏了MyFurtherConfig 和MyFurtherService，搞明白为什么漏了，就算是明白本文的主旨了。

首先，MyFurtherConfig 是MyConfig 通过@Import 注解导入的ImportSelector 间接导入的配置对象，所以按照ConfigurationClass 的递归加载流程，我们可以确定，MyFurtherConfig 的ConfigurationClass 要先于MyConfig 的ConfigurationClass加载。

其次，MyController 是MyConfig 通过@Import 注解导入的ImportBeanDefinitionRegistrar 在执行逻辑时会导入的对象，而只有在将MyConfig 的ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 时，才会执行到ImportBeanDefinitionRegistrar的逻辑。

所以，在将MyFurtherConfig 的ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 时，MyConfig 的ConfigurationClass 还没有被解析为BeanDefinition ，从而对应的ImportBeanDefinitionRegistrar 也没有被执行，因此MyController 也没有被导入，最终导致MyFurtherConfig 的@ConditionalOnBean (MyController.class )条件不满足，则MyFurtherConfig 的ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 的动作不会执行，进而也不会解析MyFurtherConfig 的BeanMethod ，现象就是MyFurtherConfig 和MyFurtherService都没有注册到容器中。

总结

Spring 或者说Springboot 中的bean 的加载顺序，是很容易被忽略的一个知识点，很多人也被那稍显复杂的源码劝退，从而只能去找相关的文章寻求答案，但很多讲bean 加载顺序的文章，给的结论太过草率，结论其实是有误的，而要真正理解bean的加载顺序，其实是需要理解两大块内容。

  1. ConfigurationClass 的加载顺序。因为ConfigurationClass 在解析为BeanDefinition 时，会遵循先加载先解析的规则，所以在不加其它Condition 条件时，先加载的ConfigurationClass ，就是会比后加载的ConfigurationClass 先一步执行到解析为BeanDefinition的逻辑；
  2. ConfigurationClass 解析为BeanDefinition 的步骤。ConfigurationClass 会先把自己解析为BeanDefinition ，然后如果有由@Bean 注解修饰的方式，则把由@Bean 注解对应的BeanDefinition 解析出来，最后如果还通过@Import 注解导入了ImportBeanDefinitionRegistrar ，则再执行ImportBeanDefinitionRegistrar 的逻辑来注册BeanDefinition。

所以bean 的加载顺序是一个有迹可循但是容易让人晕乎的知识点，但如果能够理解上面的ConfigurationClass 加载流程图和BeanDefinition 加载流程图，这个知识点其实就搞定百分之九十了，剩下百分之十，无非就是各种Condition条件的使用和控制自动装配类加载顺序的注解的使用，不知道这些知识其实对整体的理解是不构成影响的。

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