关于后端:源码解析Dubbo3-的-Spring-适配原理与初始化流程

Dubbo 国内影响力最大的开源框架之一，非常适合构建大规模微服务集群的，提供开发框架、高性能通信、丰盛服务治理等能力。同时 Dubbo 无缝反对 Spring、Spring Boot 模式的开发，这篇文章帮忙大家了解 Dubbo 是怎么和 Spring 做集成的，非常适合关怀原理是先的开发者。

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Spring Context Initialization

首先，咱们先来看一下Spring context初始化次要流程，如下图所示：

相干代码：org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh()

简略形容一下每个步骤蕴含的内容：

  1. 创立BeanFactory：读取加载XML/注解定义的BeanDefinition。
  2. prepareBeanFactory: 注册提前加载的各种内置post-processor以及环境变量等。
  3. invokeBeanFactoryPostProcessors: 加载BeanDefinitionRegistryPostProcessor和 BeanFactoryPostProcessor。留神这里的加载程序比较复杂，还波及到屡次加载，具体请查看代码。 罕用于加载较早初始化的组件，如属性配置器PropertyPlaceholderConfigurer和PropertySourcesPlaceholderConfigurer。 还有一个比拟重要的ConfigurationClassPostProcessor实现了BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口，用于加载@Configuration类，解析@Bean定义并注册BeanDefinition。 这个阶段罕用于注册自定义BeanDefinition。
  4. registerBeanPostProcessors: 加载并注册各种BeanPostProcessor，罕用于批改或包装(代理)bean实例，如Seata的GlobalTransactionScanner。
  5. registerListeners: 加载并注册ApplicationListener，解决earlyApplicationEvents
  6. finishBeanFactoryInitialization: 注册EmbeddedValueResolver，解冻配置
  7. preInstantiateSingletons: 遍历加载单例bean，也就是加载一般的bean，包含@Controller, @Service, DAO等。

FactoryBean

Spring容器反对两种bean：一般bean和工厂bean(FactoryBean)。咱们常常写的@Controller/@Service这种被Spring间接初始化的bean就是一般bean， 而FactoryBean则是先由Spring先创立FactoryBean实例，而后由其再创立最终的bean实例。

[Spring BeanFactory] --create---> [XxxFactoryBean instance] --create--> [Final Bean Instance]
FactoryBean接口如下：
public interface FactoryBean<T> {
  /**
   * Return an instance (possibly shared or independent) of the object managed by this factory.
   */
    T getObject() throws Exception;

  /**
   * Return the type of object that this FactoryBean creates, or null if not known in advance.
   * This allows one to check for specific types of beans without instantiating objects, for example on autowiring.
   */
  Class<?> getObjectType();

}

BeanDefinition

Spring bean分为注册和创立实例两大阶段。将从Spring XML/注解解析到的bean信息放到BeanDefinition，而后将其注册到BeanFactory，前面会依据BeanDefinition来初始化bean实例。 不论是一般bean还是工厂bean，都是先注册bean definition，而后依照依赖程序进行初始化。

两者BeanDefinition的差别是：

  • 广泛bean的BeanDefinition的beanClassName为最终bean的class
  • 工厂bean的BeanDefinition的beanClassName为工厂bean的class

注册Bean次要有几种形式：

  1. 在Spring XML中定义< bean />，由Spring解析生成并BeanDefinition
  2. 在Spring java config中申明@Bean办法，由Spring解析生成并BeanDefinition
  3. 调用BeanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition()办法手工注册BeanDefinition
  4. 通过SingletonBeanRegistry.registerSingleton()办法注册bean实例。

留神：注册bean实例与后面三种注册BeanDefinition有实质的区别。 打个比方，注册BeanDefinition是新儿子，Spring会治理bean的初始化及依赖注入及解决属性占位符，调用BeanPostProcessor进行解决等。 而注册bean实例就是他人的儿子，Spring将其视为曾经实现初始化的bean，不会解决其依赖和属性占位符。前面会讲到Dubbo 2.7/3两个版本Reference注解注册bean的差别。

初始化bean

创立bean大略有上面几个步骤：

  • 创立实例 createBeanInstance
  • 解决依赖 resolveDependency
  • 解决属性占位符 applyPropertyValues

其中屡次调用BeanPostProcessor进行解决，如果某些BeanPostProcessor此时还没注册，则可能导致脱漏解决了以后的bean。 前面会讲到dubbo 2.7中提前加载config bean导致的一系列问题。

其中要害逻辑请参考代码：AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean()

解决依赖

在Spring注解流行起来之后，通常是应用@Autowire注解来注入依赖的bean。此种注入形式大略的流程如下：

  • 查找匹配属性类型的beanName列表
  • 依据@Qualifier/@Primary/propertyName等抉择适合的bean 要害逻辑请参考代码：DefaultListableBeanFactory#doResolveDependency()。

其中第一步，查找匹配类型的beanName列表时会调用ListableBeanFactory#getBeanNamesForType()来枚举查看所有的beanDefinition。 查看bean type的逻辑请查看 AbstractBeanFactory#isTypeMatch()。 波及的逻辑比较复杂，这里只简略讲一下重要的分支：

  • 如果是一般bean，则查看BeanDefinition的beanClass是否匹配
  • 如果是FactoryBean，则通过多种形式来预测bean type

FactoryBean的类型预测次要包含上面几种：

  1. 如果有DecoratedDefinition，则笼罩BeanDefinition，查看合并后的beanClass是否匹配
  2. 通过FactoryBean.OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE属性获取beanType (since 5.2)
  3. 实例化这个FactoryBean，调用getObjectType()办法来获取beanType 下面提到的第三种状况可能会呈现实例化失败（如解决属性占位符失败）而被屡次创立的问题，即每次预测bean type都会尝试实例化，而每次都失败，直到它所依赖的组件都就绪才胜利。

Dubbo ReferenceBean自身也是一个FactoryBean，在2.7中常常因为预测bean type导致被主动初始化，前面会具体讲这个问题。

解决属性

在Spring中个别是通过 PropertyPlaceholderConfigurer/PropertySourcesPlaceholderConfigurer来解决XML/@Value中的属性占位符${…}。 二者都实现了BeanFactoryPostProcessor接口，会在invokeBeanFactoryPostProcessors阶段被加载，而后遍历解决所有BeanDefinition中的属性占位符。

[解析注册BeanDefinition] => [PropertyResourceConfigurer 解决属性占位符] => [加载BeanPostProcessor] => [初始化单例bean]
由此可知，如果在PropertyPlaceholderConfigurer/PropertySourcesPlaceholderConfigurer加载前去初始化某个bean，则这个bean的属性占位符是不会被解决的。 这个就是Dubbo config bean 被过早加载导致无奈解决占位符的根因。

Dubbo Spring的一些问题及解决办法

Dubbo spring 2.7 初始化过程

初始化入口是ReferenceBean#prepareDubboConfigBeans()，即当第一个ReferenceBean初始化实现时，尝试加载其余dubbo config bean。

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {

        // Initializes Dubbo's Config Beans before @Reference bean autowiring
        prepareDubboConfigBeans();

        // lazy init by default.
        if (init == null) {
        init = false;
        }

        // eager init if necessary.
        if (shouldInit()) {
        getObject();
        }
    }
    
    private void prepareDubboConfigBeans() {
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ApplicationConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ModuleConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, RegistryConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ProtocolConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, MonitorConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ProviderConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ConsumerConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, ConfigCenterBean.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, MetadataReportConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, MetricsConfig.class);
        beansOfTypeIncludingAncestors(applicationContext, SslConfig.class);
    }

存在的问题：

  1. 没有一个固定的初始化机会，而是与ReferenceBean初始化相干。 如果ReferenceBean被过早初始化，经常出现dubbo配置失落、属性占位符未解决等谬误。
  2. 可能在BeanPostProcessor加载实现前初始化ReferenceBean，将导致相似Seata这种通过BeanPostProcessor机制的组件拦挡失败。

Dubbo spring 3的初始化过程

Dubbo 3 中进行大量重构，下面的痛点问题曾经被解决，初始化次要流程如下：

[Spring解析XML/@Configuration class注册BeanDefinition] => [加载BeanFactoryPostProcessor(蕴含PropertyResourceConfigurer)] 
 => [1.解析@DubboReference/@DubboService注解并注册BeanDefinition]
 => [加载并注册BeanPostProcessor] 
 => [加载ApplicationListener] => [2.加载DubboConfigBeanInitializer初始化config bean]
 => [初始化单例bean] => [依赖注入ReferenceBean]
 => [3.监听ContextRefreshedEvent事件，启动dubbo框架]

次要蕴含3个阶段：

  1. 在BeanFactoryPostProcessor阶段解析@DubboReference/@DubboService注解并注册BeanDefinition。因为此时还是BeanDefinition解决阶段， 故注册的ReferenceBean能够被后续加载的业务bean应用@Autowire依赖注入。同时，也扩大反对在@Configuration bean 办法应用@DubboReference/@DubboService注解。
  2. 在加载完所有PropertyResourceConfigurer和BeanPostProcessor之后才会执行DubboConfigBeanInitializer初始化config bean，解决了属性 占位符未解决和BeanPostProcessor拦挡失败的问题。
  3. 监听在Spring context事件，在其加载结束时启动dubbo框架。

反对在@Configuration bean 办法应用@DubboReference/@DubboService注解

参考Dubbo spring 3的初始化过程的第1阶段。

属性占位符解决失败

参考Dubbo spring 3的初始化过程的第2阶段。

ReferenceBean被过早初始化问题

预测ReferenceBean beanType导致
Dubbo ReferenceBean自身也是一个FactoryBean，在2.7中常常因为预测bean type导致被主动初始化。 例如用户自定义的某个BeanFactoryPostProcessor bean应用了@Autowire注解依赖注入某个业务bean， 而且这个自定义的BeanFactoryPostProcessor bean优先级比解决属性占位符的PropertyResourceConfigurer高，则此时呈现解决属性占位符失败。

Dubbo 3中ReferenceBean通过上面两种形式解决预测type的问题:

FactoryBean的类型预测次要包含上面几种：

如果有DecoratedDefinition，则笼罩BeanDefinition，查看合并后的beanClass是否匹配

通过FactoryBean.OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE属性获取beanType (since 5.2)

ReferenceBean被间接依赖导致过早初始
如果在Dubbo config bean初始化前被依赖主动创立ReferenceBean实例，并创立一个Lazy proxy类注入到依赖的类中，不须要解决属性占位符，不会拉起Dubbo框架。 其余的config bean则固定在PropertyResourceConfigurer和BeanPostProcessor加载实现后才会执行初始化，防止了上述问题。

Reference注解可能呈现@Autowire注入失败的问题

在Dubbo 2.7中，在BeanPostProcessor中解析@DubboReference/@Reference注解，创立并注入ReferenceBean实例到Spring容器。这种形式有几个问题：

@DubboReference/@Reference注解与XML定义的< dubbo:reference />初始化形式不统一，前者是由dubbo初始化，后者是由Spring容器负责初始化。

执行机会导致的依赖注入失败问题。依照失常的在invokeBeanFactoryPostProcessors阶段注册结束所有BeanDefinition，而dubbo 2.7的ReferenceAnnotationBeanPostProcessor 是在BeanPostProcessor执行时才创立ReferenceBean，可能呈现某些比它早初始化的bean应用@Autowire注入失败的状况。

在Dubbo 3中，改成在BeanFactoryPostProcessor解析@DubboReference/@Reference注解并注册ReferenceBean的BeanDefinition，记录字段将要注入的referenceBeanName。 在BeanPostProcessor执行时通过BeanFactory().getBean(referenceBeanName)获取到ReferenceBean实例。

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