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refresh方法所出現的問題和異常

最近抽空總結一下之前通用的Spring框架所出現的問題和異常情況，當創建屬於自己的ApplicationContext對象的時候，經常會遇到這麼幾條異常消息：

LifecycleProcessor not initialized - call 'refresh' before invoking lifecycle methods via the context: ......

LifecycleProcessor對象沒有初始化，在調用context的生命週期方法之前必須調用'refresh'方法。

BeanFactory not initialized or already closed - call 'refresh' before accessing beans via the ApplicationContext

BeanFactory對象沒有初始化或已經關閉了，使用ApplicationContext獲取Bean之前必須調用'refresh'方法。

ApplicationEventMulticaster not initialized - call 'refresh' before multicasting events via the context: ......

ApplicationEventMulticaster對象沒有初始化，在context廣播事件之前必須調用'refresh'方法。

這幾條異常消息都與refresh方法有關，那拋出這些異常的原因到底是什麼，爲什麼在這麼多情況下一定要先調用refresh方法(定義在AbstractApplicationContext類中)，在此這前我們先看看refresh方法中又幹了些什麼？

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        //刷新之前的準備工作，包括設置啓動時間，是否激活標識位，初始化屬性源(property source)配置
        prepareRefresh();
        //由子類去刷新BeanFactory(如果還沒創建則創建)，並將BeanFactory返回
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        //準備BeanFactory以供ApplicationContext使用
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            //子類可通過修改此方法來對BeanFactory進行修改
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            //實例化並調用所有註冊的BeanFactoryPostProcessor對象
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            //實例化並調用所有註冊的BeanPostProcessor對象
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            //初始化MessageSource
            initMessageSource();
            //初始化事件廣播器
            initApplicationEventMulticaster();
            //子類覆蓋此方法在刷新過程做額外工作
            onRefresh();
            //註冊應用監聽器ApplicationListener
            registerListeners();
            //實例化所有non-lazy-init bean
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            //刷新完成工作，包括初始化LifecycleProcessor，發佈刷新完成事件等
            finishRefresh();
        }
        catch (BeansException ex) {
            // Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
            destroyBeans();
            // Reset 'active' flag.
            cancelRefresh(ex);
            // Propagate exception to caller.
            throw ex;
        }
    }
}

與此三條異常消息相關的方法分別爲：

finishRefresh

LifecycleProcessor not initialized - call 'refresh' before invoking lifecycle methods via the context:

protected void finishRefresh() {
    // //初始化LifecycleProcessor
    initLifecycleProcessor();
    // Propagate refresh to lifecycle processor first.
    getLifecycleProcessor().onRefresh();
    // Publish the final event.
    publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
    // Participate in LiveBeansView MBean, if active.
    LiveBeansView.registerApplicationContext(this);
}

如果沒有調用finishRefresh方法，則lifecycleProcessor成員爲null。

obtainFreshBeanFactory

protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
    refreshBeanFactory();//刷新BeanFactory,如果beanFactory爲null，則創建
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
    }
    return beanFactory;
}

refreshBeanFactory()爲一抽象方法，真正實現在AbstractRefreshableApplicationContext類中：

@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
	//如果beanFactory已經不爲null，則銷燬beanFactory中的Bean後自行關閉
    if (hasBeanFactory()) {
        destroyBeans();
        closeBeanFactory();
    }
    try {
        DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();//創建beanFactory
        beanFactory.setSerializationId(getId());
        customizeBeanFactory(beanFactory);
        loadBeanDefinitions(beanFactory);
        synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
            this.beanFactory = beanFactory;//對beanFactory成員進行賦值
        }
    }
    catch (IOException ex) {
        throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
    }
}

如果沒有調用obtainFreshBeanFactory()方法則beanFactory成員爲null。

initApplicationEventMulticaster

protected void initApplicationEventMulticaster() {
    ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
    if (beanFactory.containsLocalBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME)) {
        this.applicationEventMulticaster =
                beanFactory.getBean(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, ApplicationEventMulticaster.class);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Using ApplicationEventMulticaster [" + this.applicationEventMulticaster + "]");
        }
    }
    else {
        this.applicationEventMulticaster = new SimpleApplicationEventMulticaster(beanFactory);
        beanFactory.registerSingleton(APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME, this.applicationEventMulticaster);
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Unable to locate ApplicationEventMulticaster with name '" +
                    APPLICATION_EVENT_MULTICASTER_BEAN_NAME +
                    "': using default [" + this.applicationEventMulticaster + "]");
        }
    }
}

而這三個方法調用都在refresh()方法中，由上面的分析可知，如果沒有調用refresh方法，則上下文中的lifecycleProcessor，beanFactory，applicationEventMulticaster成員都會爲null。至此可以來詳細分析這三條異常消息的緣由了。

下面是針對上面三條異常消息的三段測試代碼，順序相對應：

異常的測試案例(1)

public static void main(String[] args) {
    ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext();
    applicationContext.setConfigLocation("application-context.xml");
    applicationContext.start();
    applicationContext.close();
}

對於第一條異常消息，異常堆棧出錯在applicationContext.start();下面是start()方法源碼：

public void start() {
    getLifecycleProcessor().start();
    publishEvent(new ContextStartedEvent(this));
}

可以看到start()方法中要先獲取lifecycleProcessor對象，而默認構造方法中並沒用調用refresh方法，所以lifecycleProcessor爲null，故而在getLifecycleProcessor()方法中拋出了此異常消息。

異常的測試案例(2)

public static void main(String[] args) {
    ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext();
    applicationContext.setConfigLocation("application-context.xml");
    applicationContext.getBean("xtayfjpk");
    applicationContext.close();
}

第二條異常消息，異常堆棧出錯在applicationContext.getBean("xtayfjpk")，applicationContext.getBean()方法調用的是上下文中beanFactory的getBean()方法實現的，獲取BeanFactory對象的代碼在其基類ConfigurableListableBeanFactory中的getBeanFactory()方法中：

@Override
public final ConfigurableListableBeanFactory getBeanFactory() {
    synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
        if (this.beanFactory == null) {
            throw new IllegalStateException("BeanFactory not initialized or already closed - " +
                    "call 'refresh' before accessing beans via the ApplicationContext");
        }
        return this.beanFactory;
    }
}

由於ClassPathXmlApplicationContext的默認構造方法沒有調用refresh()方法，所以beanFactory爲null，因此拋出異常。

異常的測試案例(3)

public static void main(String[] args) {
    GenericApplicationContext parent = new GenericApplicationContext();
    AnnotationConfigWebApplicationContext context = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
    context.setParent(parent);
    context.refresh();
    context.start();
    context.close();
}

這其中提到了生命週期方法，其實就是定義在org.springframework.context.Lifecycle接口中的start(), stop(), isRunning()三個方法，如果是剛開始學習Spring的話，創建ClassPathXmlApplicationContext對象時應該是這樣的：ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("application-context.xml")。

這樣直接調用start()方法卻又不會出現異常，這是爲什麼呢？這是因爲ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation)這個構造方法最終調用的是：

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException {
    super(parent);
    setConfigLocations(configLocations);
    if (refresh) {//refresh傳遞值爲true，這樣就自動調用了refresh方法進行了刷新
        refresh();
    }
}

第三條異常消息，異常堆棧出錯在context.refresh()，但是如果沒有設置父上下文的話context.setParent(parent)，例子代碼是不會出現異常的。這是因爲在refresh方法中的finishRefresh()方法調用了publishEvent方法：

public void publishEvent(ApplicationEvent event) {
    Assert.notNull(event, "Event must not be null");
    if (logger.isTraceEnabled()) {
        logger.trace("Publishing event in " + getDisplayName() + ": " + event);
    }
    getApplicationEventMulticaster().multicastEvent(event);
    if (this.parent != null) {
        this.parent.publishEvent(event);
    }
}

從上面可以看到：如果父上下文不爲null，則還需要調用父容器的pushlishEvent方法，而且在該方法中調用了getApplicationEventMulticaster()方法以獲取一個事件廣播器，問題就出現在這裏：

private ApplicationEventMulticaster getApplicationEventMulticaster() throws IllegalStateException {
    if (this.applicationEventMulticaster == null) {//如果爲null則拋異常
        throw new IllegalStateException("ApplicationEventMulticaster not initialized - " +
                "call 'refresh' before multicasting events via the context: " + this);
    }
    return this.applicationEventMulticaster;
}

而applicationEventMulticaster就是在refresh方法中的initApplicationEventMulticaster方法在實例化的，則於父上下文沒有調用過refresh方法，所以父上下文的applicationEventMulticaster成員爲null，因此拋出異常。

問題總結

綜上所述，其實這三條異常消息的根本原因只有一個，就是當一個上下文對象創建後沒有調用refresh()方法。在Spring中ApplicationContext實現類有很多，有些實現類在創建的過程中自動調用了refresh()方法，而有些又沒有，如果沒有則需要自己手動調用refresh()方法。一般說來實現WebApplicationContext接口的實現類以及使用默認構造方法創建上下文對象時不會自動refresh()方法，其它情況則會自動調用。

【深入淺出Spring原理及實戰】「源碼調試分析」深入源碼探索Spring底層框架的的refresh方法所出現的問題和異常

學習Spring源碼的建議

學習Spring源碼的好處

refresh方法所出現的問題和異常

finishRefresh

obtainFreshBeanFactory

initApplicationEventMulticaster

異常的測試案例(1)

異常的測試案例(2)

異常的測試案例(3)

問題總結

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