SpringBoot 源码解析：AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 构造方法

源码入口

• 这里核心内容就是 new AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext()

// 6. 创建应用程序上下文
context = createApplicationContext();

• 无参构造

public class AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext extends ServletWebServerApplicationContext implements AnnotationConfigRegistry {
    // 用于读取注解的 Bean 定义读取器
    private final AnnotatedBeanDefinitionReader reader;
    // 用于扫描类路径并注册 Bean 定义的扫描器
    private final ClassPathBeanDefinitionScanner scanner;
    
    // 无参构造函数
    public AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext() {
        // 初始化注解 Bean 定义读取器
        this.reader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(this);
        // 初始化类路径 Bean 定义扫描器
        this.scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(this);
    }
}

AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 类图如下，其实就是应用上下文核心接口 Application 的实现类，那么注解 Bean 定义读取器和类路径 Bean 定义扫描器构造传入的 this 即 Application。

一、初始化注解 Bean 定义读取器

public class AnnotatedBeanDefinitionReader {
    // Bean 定义注册表，用于管理和注册 Bean 定义
    private final BeanDefinitionRegistry registry;
    // 条件评估器，用于判断是否满足某些条件
    private ConditionEvaluator conditionEvaluator;
    
    // 构造方法，接收 BeanDefinitionRegistry 作为参数
    public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry) {
        // 调用带有 Environment 参数的构造方法，环境对象通过注册表自动创建
        this(registry, getOrCreateEnvironment(registry));
    }
    
    // 构造方法，接收 BeanDefinitionRegistry 和 Environment 作为参数
    public AnnotatedBeanDefinitionReader(BeanDefinitionRegistry registry, Environment environment) {
        // 校验参数，确保注册表和环境不为空
        Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
        Assert.notNull(environment, "Environment must not be null");
        // 初始化 Bean 定义注册表
        this.registry = registry;
        // 初始化条件评估器
        this.conditionEvaluator = new ConditionEvaluator(registry, environment, null);
        // 注册注解配置处理器，用于处理注解配置
        AnnotationConfigUtils.registerAnnotationConfigProcessors(this.registry);
    }
}

1、BeanDefinitionRegistry（Bean 定义注册接口）

这里的 Bean 定义注册表 BeanDefinitionRegistry 就是 AnnotatedBeanDefinitionReader 构造传入的 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext。

BeanDefinitionRegistry 是 Spring 容器中用于管理 Bean 定义的核心接口，支持动态注册、移除、查询和别名管理，常用于扩展和动态操作容器内的 Bean 定义。

// 此接口是 Bean 定义注册的核心，用于动态管理 Bean 定义（注册、移除、查询等）
public interface BeanDefinitionRegistry extends AliasRegistry {
    // 向注册表中注册一个新的 BeanDefinition
    void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException;
    // 移除给定名称的 BeanDefinition
    void removeBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    // 返回给定名称的 BeanDefinition
    BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    // 检查此注册表是否包含具有给定名称的 BeanDefinition
    boolean containsBeanDefinition(String beanName);
    // 返回此注册表中定义的所有 Bean 的名称
    String[] getBeanDefinitionNames();
    // 返回注册表中定义的 Bean 的数量
    int getBeanDefinitionCount();
    // 确定给定的 Bean 名称是否已经在此注册表中使用
    boolean isBeanNameInUse(String beanName);
}

/**
 * 管理别名的通用接口（提供了注册、删除、查询别名的方法）
 */
public interface AliasRegistry {
    // 为给定的名称注册一个别名
    void registerAlias(String name, String alias);
    // 从注册表中删除指定的别名
    void removeAlias(String alias);
    // 确定给定的名称是否被定义为别名
    boolean isAlias(String name);
    // 返回给定名称的所有别名
    String[] getAliases(String name);
}

2、获取环境对象 Environment

// AnnotatedBeanDefinitionReader 类方法
private static Environment getOrCreateEnvironment(BeanDefinitionRegistry registry) {
    // 校验注册表对象不为空
    Assert.notNull(registry, "BeanDefinitionRegistry must not be null");
    // 如果注册表实现了 EnvironmentCapable 接口，则直接获取其中的 Environment
    if (registry instanceof EnvironmentCapable) {
        return ((EnvironmentCapable) registry).getEnvironment();
    }
    // 如果注册表不具备 Environment，则创建并返回一个标准的 Environment 对象
    return new StandardEnvironment();
}

在创建应用上下文之前，有详细介绍应用环境 Environment 的初始化。

3、注册注解配置处理器

public static Set<BeanDefinitionHolder> registerAnnotationConfigProcessors(BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {
    // 获取默认的 ListableBeanFactory 对象
    DefaultListableBeanFactory beanFactory = unwrapDefaultListableBeanFactory(registry);
    if (beanFactory != null) {
        // AnnotationAwareOrderComparator：这是一个带有注解感知的比较器，用来排序 Bean 的依赖
        if (!(beanFactory.getDependencyComparator() instanceof AnnotationAwareOrderComparator)) {
            beanFactory.setDependencyComparator(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
        }
        // ContextAnnotationAutowireCandidateResolver：这个解析器是用于处理基于注解的自动注入
        if (!(beanFactory.getAutowireCandidateResolver() instanceof ContextAnnotationAutowireCandidateResolver)) {
            beanFactory.setAutowireCandidateResolver(new ContextAnnotationAutowireCandidateResolver());
        }
    }
    // 创建一个 LinkedHashSet 用于存储 BeanDefinitionHolder
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefs = new LinkedHashSet<>(8);
    
    // 注册 ConfigurationClassPostProcessor，用于处理 @Configuration 注解
    if (!registry.containsBeanDefinition(CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(ConfigurationClassPostProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, CONFIGURATION_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    
    // 注册 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，用于处理 @Autowired 注解
    if (!registry.containsBeanDefinition(AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, AUTOWIRED_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    
    // 如果 JSR-250 支持存在，注册 CommonAnnotationBeanPostProcessor，用于处理 @Resource 等注解
    if (jsr250Present && !registry.containsBeanDefinition(COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(CommonAnnotationBeanPostProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, COMMON_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    
    // 如果 JPA 支持存在，注册 PersistenceAnnotationBeanPostProcessor，用于处理 JPA 相关的注解
    if (jpaPresent && !registry.containsBeanDefinition(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition();
        try {
            def.setBeanClass(ClassUtils.forName(PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, AnnotationConfigUtils.class.getClassLoader()));
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new IllegalStateException("Cannot load optional framework class: " + PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_CLASS_NAME, ex);
        }
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, PERSISTENCE_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    
    // 注册 EventListenerMethodProcessor，用于处理 @EventListener 注解
    if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(EventListenerMethodProcessor.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_PROCESSOR_BEAN_NAME));
    }
    
    // 注册 DefaultEventListenerFactory 是事件监听器的工厂类
    if (!registry.containsBeanDefinition(EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME)) {
        RootBeanDefinition def = new RootBeanDefinition(DefaultEventListenerFactory.class);
        def.setSource(source);
        beanDefs.add(registerPostProcessor(registry, def, EVENT_LISTENER_FACTORY_BEAN_NAME));
    }
    
    // 返回所有注册的 BeanDefinitionHolder
    return beanDefs;
}

3.1、获取默认 Bean 工厂

这里的 registry 就是注解应用上下文 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext，从上面的类图可知 GenericApplicationContext 是父类之一。

// AnnotationConfigUtils 类方法
@Nullable
private static DefaultListableBeanFactory unwrapDefaultListableBeanFactory(BeanDefinitionRegistry registry) {
    if (registry instanceof DefaultListableBeanFactory) {
        return (DefaultListableBeanFactory) registry;
    } else if (registry instanceof GenericApplicationContext) {
        return ((GenericApplicationContext) registry).getDefaultListableBeanFactory();
    } else {
        return null;
    }
}

DefaultListableBeanFactory 是 Spring 框架中的一个核心类，负责管理和创建应用上下文中的所有 Bean，提供了 Bean 定义的注册、查找和生命周期管理功能。

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {
    // ==================== 核心属性 ====================
    // 存储所有注册的 BeanDefinition，键为 beanName，值为对应的 BeanDefinition
    private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);
    // 记录所有注册的 beanName，保持注册顺序
    private volatile List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<>(256);
}

获取到默认 Bean 工厂以后，设置了两个重要属性

AnnotationAwareOrderComparator：这是一个带有注解感知的比较器，用来排序 Bean 的依赖。它比标准的比较器多了对 @Order 注解的支持，可以确保按照注解指定的优先级排序依赖关系。

ContextAnnotationAutowireCandidateResolver：这个解析器是用于处理基于注解的自动注入（例如@Autowired 注解）。它负责在自动注入过程中，决定哪些 Bean 可以作为自动注入的候选者。

3.2、注册后置处理器（注册 Bean 定义）

上面创建了很多 RootBeanDefinition，这些 Bean 定义只做 Spring 内部使用，用于处理注解配置

• ConfigurationClassPostProcessor，用于处理 @Configuration、@Bean、@Import、@ComponentScan 等注解
• AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，用于处理 @Autowired、@Value 注解
• CommonAnnotationBeanPostProcessor，用于处理 @PostConstruct、@PreDestroy、@Resource 注解
• EventListenerMethodProcessor，用于处理 @EventListener 注解

创建完 RootBeanDefinition 后，还需要将其添加到应用上下文的缓存中

Bean 定义的角色设置为 2，表示框架内部的实现类，用户无需关心，平常我们创建的组件默认角色就是 0，用于实现具体的业务逻辑。

// AnnotationConfigUtils 类方法
private static BeanDefinitionHolder registerPostProcessor(BeanDefinitionRegistry registry, RootBeanDefinition definition, String beanName) {
    definition.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);
    // 注册 Bean 定义
    registry.registerBeanDefinition(beanName, definition);
    return new BeanDefinitionHolder(definition, beanName);
}

BeanDefinitionRegistry registry 是应用上下文，调用注册 Bean 定义方法 registerBeanDefinition，实际就是调用默认 Bean 工厂的注册 Bean 定义的方法，上面有提到默认 Bean 工厂 DefaultListableBeanFactory 核心属性 beanDefinitionMap 就是存储所有注册的 BeanDefinition。

二、初始化类路径 Bean 定义扫描器

1、注册默认注解过滤器

通过 ClassPathBeanDefinitionScanner 的构造方法，最终跳转到最后一个构造方法，核心操作是注册默认的注解扫描过滤器。

注册默认的注解过滤器，确保在组件扫描时，能够识别特定的注解。添加@Component 注解的过滤器，允许扫描带有@Component 注解的类，@Controller、@Service、@Repository 也会被扫描到。

// ClassPathScanningCandidateComponentProvider 类方法
protected void registerDefaultFilters() {
    // 添加 @Component 注解的过滤器，允许扫描带有 @Component 注解的类
    this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(Component.class));
    // @Component 是 Spring 框架的通用组件注解
    ClassLoader cl = ClassPathScanningCandidateComponentProvider.class.getClassLoader();
    try {
        // 尝试加载 javax.annotation.ManagedBean 注解类，如果存在，添加为过滤器
        this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.annotation.ManagedBean", cl)), false));
        logger.trace("JSR-250 'javax.annotation.ManagedBean' found and supported for component scanning");
    } catch (ClassNotFoundException ex) {
        // 如果 JSR-250 API 未找到，跳过该注解支持
    }
    try {
        // 尝试加载 javax.inject.Named 注解类，如果存在，添加为过滤器
        this.includeFilters.add(new AnnotationTypeFilter(((Class<? extends Annotation>) ClassUtils.forName("javax.inject.Named", cl)), false));
        logger.trace("JSR-330 'javax.inject.Named' annotation found and supported for component scanning");
    } catch (ClassNotFoundException ex) {
        // 如果 JSR-330 API 未找到，跳过该注解支持
    }
}

2、自定义包扫描

此方法将在后续通过传入包路径调用，并返回注册的 Bean 定义集合。

protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
    // 检查 basePackages 是否为空，如果为空则抛出异常
    Assert.notEmpty(basePackages, "At least one base package must be specified");
    // 用于存储扫描到的 Bean 定义
    Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = new LinkedHashSet<>();
    // 遍历传入的每个包路径进行扫描
    for (String basePackage : basePackages) {
        // 查找当前包路径下符合条件的候选组件
        Set<BeanDefinition> candidates = findCandidateComponents(basePackage);
        // 遍历候选组件
        for (BeanDefinition candidate : candidates) {
            // 获取该 Bean 定义的作用域元数据，并设置作用域
            ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver.resolveScopeMetadata(candidate);
            candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
            // 生成 Bean 的名称
            String beanName = this.beanNameGenerator.generateBeanName(candidate, this.registry);
            // 如果候选 Bean 是 AbstractBeanDefinition 类型，进行后处理
            if (candidate instanceof AbstractBeanDefinition) {
                postProcessBeanDefinition((AbstractBeanDefinition) candidate, beanName);
            }
            // 如果候选 Bean 是 AnnotatedBeanDefinition 类型，处理注解配置
            if (candidate instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
                AnnotationConfigUtils.processCommonDefinitionAnnotations((AnnotatedBeanDefinition) candidate);
            }
            // 如果当前 Bean 名称和定义符合要求，则继续处理
            if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
                // 创建一个 BeanDefinitionHolder 来包装 Bean 定义和 Bean 名称
                BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
                // 根据作用域元数据，可能应用代理模式
                definitionHolder = AnnotationConfigUtils.applyScopedProxyMode(scopeMetadata, definitionHolder, this.registry);
                // 将处理好的 Bean 定义添加到集合中
                beanDefinitions.add(definitionHolder);
                // 将 Bean 定义注册到容器中
                registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
            }
        }
    }
    // 返回所有注册的 Bean 定义
    return beanDefinitions;
}

总结

本文详细介绍了 SpringBoot 应用上下文 AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 的构造方法中初始化两个重要组件：一是注解 Bean 定义读取器，创建一些特殊 Bean 定义（Spring 内部使用，也叫后置处理器），用于处理@Configuration、@Autowired 等注解；二是类路径 Bean 定义扫描器，用于扫描给定路径下的@Component 注解组件，将其转换为 Bean 定义。