作为Spring提供的较之 BeanFactory 更为先进的IoC容器实现， ApplicationContext 除了拥有BeanFactory 支持的所有功能之外，还进一步扩展了基本容器的功能，包括 BeanFactoryPostProcessor 、 BeanPostProcessor 以及其他特殊类型bean的自动识别、容器启动后bean实例的自动初始化、国际化的信息支持、容器内事件发布等。
ApplicationContext 继承结构
从 ApplicationContext 的继承机构可以看到， ApplicationContext 继承了BeanFactory，也就是说，ApplicationContext 拥有BeanFactory的全部功能，ApplicationContext 是通过将容器的功能委派给DefaultListableBeanFactory来实现。除了继承BeanFactory，还有ResourceLoader、EnvironmentCapable、ApplicationEventPublisher、MessageSource等接口，也就说明ApplicationContext 除了容器的功能外，还囊括了资源的处理、环境、事件发布、国际化等。
ApplicationContext 源码
创建一个常用的ApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:application.xml");
ApplicationContext 初始化
ClassPathXmlApplicationContext的构造函数在设置完配置文件的位置后，紧接着调用refresh()方法。refresh方法是加载或刷新配置的信息，同时加载容器的单例。
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 为刷新准备这个context。
prepareRefresh();
// 告诉子类刷新内部bean工厂。
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 准备好bean工厂，以便在此context中使用。
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 允许在context子类中对BeanFactory进行post-processing。
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 调用在context中注册为bean的工厂处理器（BeanFactoryPostProcessor）。
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 注册拦截bean创建的BeanProcessor。
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 为context初始化消息源。
initMessageSource();
// 为context初始化事件多播。
initApplicationEventMulticaster();
// 初始化子类context中的其他特殊bean。
onRefresh();
// 检查listener类型的bean并注册它们。
registerListeners();
// 实例化所有剩余的(non-lazy-init)单例。
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// 最后一步:发布相应的事件。
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
...
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}
obtainFreshBeanFactory
obtainFreshBeanFactory()方法核心是内部调用refreshBeanFactory()方法并将容器内部的ConfigurableListableBeanFactory返回，从这也看到了ApplicationContext和BeanFactory的关系：ApplicationContext内部包含一个BeanFactory，ApplicationContext所有关于BeanFactory的功能将委派给此BeanFactory处理。
AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory源码：
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
// 清理之前的BeanFactory
if (hasBeanFactory()) {
destroyBeans();
closeBeanFactory();
}
try {
// createBeanFactory方法直接新建一个DefaultListableBeanFactory，也就是说内部使用的是DefaultListableBeanFactory实例
DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
beanFactory.setSerializationId(getId());
// 自定义此上下文使用的内部bean工厂
customizeBeanFactory(beanFactory);
// 将BeanDefinition加载到给定的bean工厂中，通常通过委托给一个或多个BeanDefinitionReader来实现
// 子类实现的方法，此处调用的是AbstractXmlApplicationContext的方法
loadBeanDefinitions(beanFactory);
synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
this.beanFactory = beanFactory;
}
}
catch (IOException ex) {
throw new ApplicationContextException(...);
}
}
也就是说这一步是构建ApplicationContext内部的BeanFactory，以及根据配置将BeanDefinition加载到BeanFactory中。
prepareBeanFactory
配置工厂的标准上下文特征，比如上下文的类加载器和后处理器。
protected void prepareBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// 告诉内部bean工厂使用上下文的ClassLoader等。
beanFactory.setBeanClassLoader(getClassLoader());
// 使用Spring的表达式模块解析和计算Spring EL表达式
beanFactory.setBeanExpressionResolver(new StandardBeanExpressionResolver(beanFactory.getBeanClassLoader()));
// 属性编辑器
beanFactory.addPropertyEditorRegistrar(new ResourceEditorRegistrar(this, getEnvironment()));
// 这个在BeanFactory源码提到过的，扩展的Aware类型通过BeanPostProcessor来装配
beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));
beanFactory.ignoreDependencyInterface(EnvironmentAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(EmbeddedValueResolverAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ResourceLoaderAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationEventPublisherAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(MessageSourceAware.class);
beanFactory.ignoreDependencyInterface(ApplicationContextAware.class);
// 注册为可装配的依赖，而不是bean
// MessageSource注册为bean
beanFactory.registerResolvableDependency(BeanFactory.class, beanFactory);
beanFactory.registerResolvableDependency(ResourceLoader.class, this);
beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationEventPublisher.class, this);
beanFactory.registerResolvableDependency(ApplicationContext.class, this);
// 注册early post-processor检测bean是否为applicationlistener。
beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(this));
// 检测LoadTimeWeaver并为织入做准备
if (beanFactory.containsBean(LOAD_TIME_WEAVER_BEAN_NAME)) {
beanFactory.addBeanPostProcessor(new LoadTimeWeaverAwareProcessor(beanFactory));
// 为类型匹配设置一个临时类加载器。
beanFactory.setTempClassLoader(new ContextTypeMatchClassLoader(beanFactory.getBeanClassLoader()));
}
// 注册默认的环境beans
if (!beanFactory.containsLocalBean(ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment());
}
if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_PROPERTIES_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemProperties());
}
if (!beanFactory.containsLocalBean(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME)) {
beanFactory.registerSingleton(SYSTEM_ENVIRONMENT_BEAN_NAME, getEnvironment().getSystemEnvironment());
}
}
postProcessBeanFactory
对BeanFactory预处理，ClassPathXmlApplicationContext未重写，WebXmlApplicationContext有重写，这里不展开。
invokeBeanFactoryPostProcessors
在任何应用程序bean的实例化之前，实例化并调用所有已注册的BeanFactoryPostProcessor bean，如果实现了PriorityOrdered或者Ordered接口这按顺序调用。
invokeBeanFactoryPostProcessors方法主要有两个调用：
- invokeBeanFactoryPostProcessors，调用BeanFactoryPostProcessors
- 检测LoadTimeWeaver，选择添加LoadTimeWeaverAwareProcessor，这一步在prepareBeanFactory已经做了
invokeBeanFactoryPostProcessors方法逻辑很简单
- 如果beanFactory是BeanDefinitionRegistry，则先处理BeanDefinitionRegistryPostProcessor
- 处理完ApplicationContext的BeanDefinitionRegistryPostProcessor后，实例化beanFactory的BeanDefinitionRegistryPostProcessor，按照PriorityOrdered -> Ordered -> non，顺序处理
- 按照BeanFactoryPostProcessor的方法，处理以上所有的，包括BeanDefinitionRegistryPostProcessor
- 还没完，第二步是取出beanFactory的BeanDefinitionRegistryPostProcessor，还有部分它的超类BeanFactoryPostProcessor未处理。按照2、3步处理未执行的BeanFactoryPostProcessor
registerBeanPostProcessors
在任何应用程序bean的实例化之前，按照顺序，实例化并调用所有已注册的BeanPostProcessor bean。
注册BeanPostProcessor和注册BeanFactoryPostProcessor类似，主要步骤
- 注册BeanPostProcessorChecker，当bean在BeanPostProcessor实例化过程中创建时，它记录一个信息消息
- 从beanFactory中取出按照BeanPostProcessor类型取出postProcessorNames，然后实例化，按照PriorityOrdered -> Ordered -> non的顺序依次注册到beanFactory
- 注册一个ApplicationListenerDetector用于检测实例化的bean是否为一个ApplicationListeners，是则注册listener
initMessageSource
MessageSource用于处理I18n，获取多语言信息。这一步，初始化MessageSource，如果在此context中没有定义任何值，则使用DelegatingMessageSource，实际是委派给父类的。
initApplicationEventMulticaster
初始化ApplicationEventMulticaster。如果上下文中没有定义，则使用SimpleApplicationEventMulticaster。
onRefresh
子类实现用于刷新context特殊的初始化工作，在实例化单例之前调用特定bean的初始化。
registerListeners
添加实现ApplicationListener接口，作为Listener的bean。不会影响其他Listener监听事件，添加是BeanName，而不是实例化后的Bean。Listener注册到ApplicationEventMulticaster。主要步骤：
- 注册ApplicationContext特定的Listener
- BeanFactory取出ApplicationListener的BeanNames，这里不初始化bean，而是注册Listener BeanName
- 广播earlyApplicationEvents
finishBeanFactoryInitialization
完成此上下文bean工厂的初始化，初始化所有剩余的单例bean。 与BeanFactory不同的是，ApplicationContext是eager模式，这一步主要是直接调用BeanFactory的初始化方法，完成所有non-lazy-init的bean的初始化
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// 初始化Context的类型转换服务。
if (beanFactory.containsBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME) &&
beanFactory.isTypeMatch(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class)) {
beanFactory.setConversionService(
beanFactory.getBean(CONVERSION_SERVICE_BEAN_NAME, ConversionService.class));
}
// 注册一个默认的ValueResolver，主要是为了解决注解的属性值，默认用Environment的propertyResolver
if (!beanFactory.hasEmbeddedValueResolver()) {
beanFactory.addEmbeddedValueResolver(strVal -> getEnvironment().resolvePlaceholders(strVal));
}
// 先初始化LoadTimeWeaverAware，用于运行时织入
String[] weaverAwareNames = beanFactory.getBeanNamesForType(LoadTimeWeaverAware.class, false, false);
for (String weaverAwareName : weaverAwareNames) {
getBean(weaverAwareName);
}
// Stop using the temporary ClassLoader for type matching.
beanFactory.setTempClassLoader(null);
// Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes.
beanFactory.freezeConfiguration();
// 实例化所有剩余的(non-lazy-init)单例。
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
实例化所有的bean就是遍历所有的beanNames，然后挨个调用getBean(beanName)，bean的初始化在BeanFactory 源码分析已经分析过了。这里还有一步是检测SmartInitializingSingleton
if (singletonInstance instanceof SmartInitializingSingleton) {
final SmartInitializingSingleton smartSingleton = (SmartInitializingSingleton) singletonInstance;
smartSingleton.afterSingletonsInstantiated();
}
也就是说bean还可以实现SmartInitializingSingleton完成最后的init工作。
finishRefresh
完成此上下文的刷新，调用LifecycleProcessor的onRefresh()方法并发布ContextRefreshedEvent。
protected void finishRefresh() {
// 清除context级资源缓存
clearResourceCaches();
// 为这个context初始化生命周期处理器，默认为DefaultLifecycleProcessor
initLifecycleProcessor();
// 刷新LifecycleProcessor，调用所有Lifecycle的start方法
getLifecycleProcessor().onRefresh();
// 发布事件
publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
// 。。。好像是对JMX支持
LiveBeansView.registerApplicationContext(this);
}
这个方法主要是对于有生命周期的bean，按照分组，调用其start方法。
ApplicationContext 使用
那么到此ApplicationContext初始化也就完成了，ApplicationContext可以作为BeanFactory、时间通知、资源管理使用
// beanFactory
UserService userService = context.getBean("userService", UserService.class);
// 事件
context.addApplicationListener(new WalkListener());
context.publishEvent(new WalkEvent(new User("Jerry")));
context.publishEvent(new WalkEvent(new User("Peter")));
// locale
context.getMessage("menu.edit", null, "Edit", Locale.US);
// ...
ApplicationContext的使用部分只需要调用内部的相应的组件即可。
总结
ApplicationContext 是Spring 的完整上下文，通过将各个功能模块委派给各个组件，完成了一个完成的环境，在ApplicationContext的构造函数中，完成各个组件的初始化，以备后期使用。
