SpringBoot 的@Repository 等注解的底层实现原理

1. @Repository注解的类如何存储的

Spring中使用一个IOC容器存储加了 @Component／@Repository／@Service／@Controller 等注解的类，加载IOC容器基本步骤，当 Spring Boot 应用启动时，@SpringBootApplication 中包含的 @ComponentScan 会扫描包及子包下加了这些注解的类。

Spring 会读取每个使用了这些注解类的元数据，创建对应的BeanDefinition并注册到BeanDefinitionRegistry。

2. IOC容器的默认实现

BeanDefinition是一个接口，如果一个类使用派生自@Component的注解，比如@Repository／@Service／@Controller等，并且通过@ComponentScan注解扫描注册到IOC容器时，默认的接口BeanDefinition实现类是AnnotatedGenericBeanDefinition。

BeanDefinitionRegistry也是一个接口，默认的实现是DefaultListableBeanFactory。

BeanDefinition中记录的。

3. IOC容器如何管理实例

DefaultListableBeanFactory结构图

DefaultListableBeanFactory结构图

DefaultListableBeanFactory结构图

默认情况下注册到IOC容器中的实例是单例，能保证每次获取到的是同一个实例。

上图是DefaultListableBeanFactory继承结构图，当使用派生自@Component注解一个类时， Spring 内部使用一个三层缓存机制来管理Bean的生命周期，核心是在DefaultSingletonBeanRegistry中维护的。核心源码：

public class DefaultSingletonBeanRegistry extends SimpleAliasRegistry implements SingletonBeanRegistry {

  /**
   * 一级缓存：存放完全初始化的单例 Bean 实例
   */
 private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);

  // 二级缓存、三级缓存用于解决循环依赖，与本文关系不大，省略...
}

4. 从IOC容器中获取实例

IOC容器主要通过getBean()获取托管的Bean实例，该方法由接口BeanFactory声明，由AbstractBeanFactory实现。下面是通过getBean() 方法获取一个 Bean 时的基本执行顺序：

① 是否已经在 singletonObjects 中有现成的 Bean 实例；

② 如果没有并且是懒加载的Bean，就根据对应的 BeanDefinition 实例化一个对象；

③ 实例化之后，放进 singletonObjects 中缓存起来；

④ 之后所有获取请求，都会返回缓存中的同一个对象。

5. IOC容器创建实例时机

懒加载方式：上文提到的懒加载时会在getBean时创建实例外的情况，这里不多描述。

预先实例化单例：在使用SpringApplication.run()启动SpringBoot应用时，经过多层调用最终会调用SpringApplication.refresh()方法，该方法会根据先前创建的BeanDefinition对象找出scope为singleton且非懒加载的 Bean创建实例对象。