揭开Spring Bean生命周期的神秘面纱

        

目录

一、Spring IOC        

        1.1 Spring IOC 的加载过程

二、Spring Bean 生命周期

         2.1 实例化前置

        2.2 实例化后置

        2.3 属性赋值

        2.4 初始化前置

        2.5 初始化

        2.6 初始化后置

        2.7 Bean 销毁

        Spring 是一个开源的企业级Java应用程序框架，它简化了企业级应用程序开发，同时促进了松耦合、面向切面编程（AOP）、声明式事务管理以及基于Java EE平台的最佳实践。

        Spring 已经成为现代 Java 企业级应用开发的事实标准框架之一。今天就来了解下 Spring Bean的生命周期。

一、Spring IOC        

        Spring IOC 也叫控制反转或依赖注入，那谁控制谁呢？在以前，对象的创建销毁都是用户自己控制的，用了 IOC 之后对象的创建和销毁都交给了 Spring 容器来控制，用户不用管这些了，值管制业务需求就好。

        为什么叫控制反转呢？既然有反转，应该有正转。正转就是对象去找实例，比如你 new 了一个对象，那这个对象就指向了对象实例。反转就是通过实例来找对象。具体来说就是先通过容器找到实例，然后通过实例找到对象。

        1.1 Spring IOC 的加载过程

        整个加载过程大致如图所示：

        具体步骤如下：

        1、首先，通过 BeandefinitionReader 读取执行的配置文件生成 bean 的信息，然后到完整的 Beandefinition 定义信息，注意，这里存储的事 Bean 的定义信息，包括：是否单例、是否懒加载、是否抽象等等信息。就像工厂生产产品一样，准备好了原材料，下一步就该生成了。

        2、在生成完整的 Beandefinition 前，还可以通过 BeanFactoryPostProcessor 对 Beandefinition 进行增强，这个增强器可以设置多个。 

/*** 扩展方法--后置增强器（可修改bean的定义信息）*/
@Component
public class ExtBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {@Overridepublic void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {BeanDefinition service = beanFactory.getBeanDefinition("Service");System.out.println("扩展方法--可进行修改beanDefinition的定义信息");}
}

        3、得到完整的 Beandefinition 后就可以创建对象了， 创建对象的过程称为 bean 的生命周，也就是从实例化到销毁的过程。

二、Spring Bean 生命周期

        Spring Bean 的生命周期简单来说只有四个阶段：实例化(Instantiation)、属性赋值(Populate)、初始化(Initialiation)、销毁(Destruction)，在这四个阶段中外加几个扩展点，就组成了完整的生命周期。

        主要逻辑在doCreateBean()方法中，逻辑很清晰，就是顺序调用一下三个方法。这三个方法与三个生命周期阶段一一对应，非常重要。

protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {BeanWrapper instanceWrapper = null;if (mbd.isSingleton()) {instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);}if (instanceWrapper == null) {// 实例化，通过反射实现instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);}final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();if (beanType != NullBean.class) {mbd.resolvedTargetType = beanType;}// Allow post-processors to modify the merged bean definition.synchronized (mbd.postProcessingLock) {if (!mbd.postProcessed) {try {applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,"Post-processing of merged bean definition failed", ex);}mbd.postProcessed = true;}}// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));if (earlySingletonExposure) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +"' to allow for resolving potential circular references");}addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}// Initialize the bean instance.Object exposedObject = bean;try {// 属性注入，包含循环依赖populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);// 初始化exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);}catch (Throwable ex) {if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {throw (BeanCreationException) ex;}else {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);}}if (earlySingletonExposure) {Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);if (earlySingletonReference != null) {if (exposedObject == bean) {exposedObject = earlySingletonReference;}else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<>(dependentBeans.length);for (String dependentBean : dependentBeans) {if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {actualDependentBeans.add(dependentBean);}}if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,"Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +"] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +"wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +"bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +"'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");}}}}// Register bean as disposable.try {registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);}catch (BeanDefinitionValidationException ex) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);}return exposedObject;
}

        实例化前后的扩展通过 InstantiationAwareBeanPostprocessor 实现，初始化的前后扩展通过 BeanPostprocessor 实现，如下代码：

Component
public class InstantiationAwareBeanPostProcessorDemo implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {// 实例化前置@Overridepublic Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {System.out.println("postProcessBeforeInstantiation被调用了----在对象实例化之前调用-----beanName:" + beanName);// 默认什么都不做，返回nullreturn null;}// 实例化后置@Overridepublic boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {System.out.println("postProcessAfterInstantiation被调用了---------beanName:" + beanName);//默认返回true，什么也不做，继续下一步return true;}// 属性修改@Overridepublic PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeansException {System.out.println("postProcessPropertyValues被调用了---------beanName:"+beanName);// 此方法可对bean中的属性值进行、添加、修改、删除操作；// 对属性值进行修改，如果postProcessAfterInstantiation方法返回false，该方法可能不会被调用，return pvs;}
}

         2.1 实例化前置

        实例化前置使用的是 postProcessBeforeInstantiation 方法，有两个参数，分别是beanClass 和 beanName，顾名思义，就是在对象实例化之前对 bean 对象的 class 信息进行修改或者扩展，以达到我们想要的功能，它的底层是动态代理 AOP 技术实现的；且是 bean 生命周期中最先执行的方法。

        返回值是 Object 类型，这意味着我们可以返回任何类型的值，由于这个时候目标对象还未实例化，所以这个返回值可以用来代替原本该生成对象的目标对象的实例，也就是说，如果返回了非空的值，那么以后我们需要用到这个bean的时候，拿到的就现在返回的对象了，也就不会去走第二步去实例化对象了。

        然后就是执行对象实例化了，通过调用 doCreateBean 方法来实现。

        2.2 实例化后置

        实例化后置使用的是 postProcessAfterInstantiation 方法，这时实例已经创建，下一步就是属性赋值，相当于调用 set 方法，如果返回的是 false，意味着不会对该 bean 执行任何属性注入和其他初始化的逻辑。这种情况下，通常意味着开发者已经在该方法内部完成了所有必要的初始化工作，或者处于某种原因不让 Spring 容器继续初始化该 Bean。

        如果该方法返回的是 true，那会继续执行后续的流程。

        2.3 属性赋值

         属性赋值是通过 AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean() 方法进行的。主要负责将 Bean 定义中的属性注入到已经实例化的 Bean 中。主要包含了 Setter 方法注入、构造器注入、字段注入等功能。

        2.4 初始化前置

        通过  BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization() 来实现，在每一个 Bean 初始化之前执行，具体是指在调用初始化方法或 @PostConstruct 注解的方法执行前去执行前置操作。

        开发者可以根据业务需求，对特定的 Bean 在其初始化前做额外的增强功能，比如设置一些默认值、处理特殊的业务规则等。

        2.5 初始化

        Spring 初始化的方式有三种，分别是@PostConstruct、实现了 InitializingBean 接口、在注解 @Bean 中设置了 initMethod。

        通过 @PostConstruct 初始化实现如下：

import javax.annotation.PostConstruct;public class MyBean {@PostConstructpublic void init() {// 初始化逻辑}
}

        通过实现 InitializingBean 接口来初始化 Bean 时，需要重写 afterPropertiesSet 方法，Spring容器会在Bean实例化并设置好所有属性后调用该方法。

import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;public class MyBean implements InitializingBean {@Overridepublic void afterPropertiesSet() throws Exception {// 初始化逻辑}
}

        Java配置中的 @Bean 注解： 使用 @Bean 注解定义Bean时，可以指定 initMethod 属性来设置初始化方法。

@Configuration
public class AppConfig {@Bean(initMethod = "init")public MyBean myBean() {return new MyBean();}
}// 对应的Java类
public class MyBean {public void init() {// 初始化逻辑}
}

        这些初始化方式的执行顺序大致为：

  1. @PostConstruct 注解的方法
  2. InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet 方法
  3. init-method 指定的方法

        2.6 初始化后置

        通过调用 postProcessAfterInitialization 来实现初始化后置扩展，会在 Spring 容器完成对 Bean 的初始化之后，但在 Bean 交付给 Spring 容器进行使用之前执行。比如

  • 对 Bean 的属性值进行最后的修改或补充设置
  • 对 Bean 进行迭代增强，比如动态代理等
  • 甚至是完全替换掉这个 Bean 实例

        2.7 Bean 销毁

        当Spring容器不再需要一个Bean或容器本身正在关闭时，会按照一定的顺序对Bean进行销毁。销毁的方式如下：

  • 如果一个Bean实现了org.springframework.beans.factory.DisposableBean接口，那么在销毁阶段，Spring会调用其destroy()方法。
  • 若 Bean 中存在一个方法使用了@PreDestroy注解，那么在销毁 Bean 之前，Spring 会调用这个方法。
  • 如果在 @Bean 注解中使用了 destroy-method属性，销毁 Bean 时会调用该方法

        总之，Spring Bean 的生命周期在保持基本的功能基础上，引入了诸多扩展点，为开发者提供了诸多便捷的功能，以实现更加灵活的定制化需求。

        

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