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spring bean的生命周期 -- 《转载》

spring bean的生命周期 -- 《转载》

作者: shark没有辣椒 | 来源:发表于2021-11-14 20:17 被阅读0次

    Spring Bean的生命周期是Spring面试热点问题。这个问题即考察对Spring的微观了解,又考察对Spring的宏观认识,想要答好并不容易!本文希望能够从源码角度入手,帮助面试者彻底搞定Spring Bean的生命周期。

    只有四个!

    是的,Spring Bean的生命周期只有这四个阶段。把这四个阶段和每个阶段对应的扩展点糅合在一起虽然没有问题,但是这样非常凌乱,难以记忆。要彻底搞清楚Spring的生命周期,首先要把这四个阶段牢牢记住。实例化和属性赋值对应构造方法和setter方法的注入,初始化和销毁是用户能自定义扩展的两个阶段。在这四步之间穿插的各种扩展点,稍后会讲。

    1.实例化 Instantiation
    2.属性赋值 Populate
    3.初始化 Initialization
    4.销毁 Destruction

    实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁

    主要逻辑都在doCreate()方法中,逻辑很清晰,就是顺序调用以下三个方法,这三个方法与三个生命周期阶段一一对应,非常重要,在后续扩展接口分析中也会涉及。

    1.createBeanInstance() -> 实例化
    2.populateBean() -> 属性赋值
    3.initializeBean() -> 初始化

    源码如下,能证明实例化,属性赋值和初始化这三个生命周期的存在。关于本文的Spring源码都将忽略无关部分,便于理解:

    // 忽略了无关代码
    protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
          throws BeanCreationException {
    
       // Instantiate the bean.
       BeanWrapper instanceWrapper = null;
       if (instanceWrapper == null) {
           // 实例化阶段!
          instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
       }
    
       // Initialize the bean instance.
       Object exposedObject = bean;
       try {
           // 属性赋值阶段!
          populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
           // 初始化阶段!
          exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
       }
    }
    

    至于销毁,是在容器关闭时调用的,详见ConfigurableApplicationContext#close()

    常用扩展点

    Spring生命周期相关的常用扩展点非常多,所以问题不是不知道,而是记不住或者记不牢。其实记不住的根本原因还是不够了解,这里通过源码+分类的方式帮大家记忆。

    第一大类:影响多个Bean的接口

    实现了这些接口的Bean会切入到多个Bean的生命周期中。正因为如此,这些接口的功能非常强大,Spring内部扩展也经常使用这些接口,例如自动注入以及AOP的实现都和他们有关。

    • BeanPostProcessor
    • InstantiationAwareBeanPostProcessor

    这两兄弟可能是Spring扩展中最重要的两个接口!InstantiationAwareBeanPostProcessor作用于实例化阶段的前后,BeanPostProcessor作用于初始化阶段的前后。正好和第一、第三个生命周期阶段对应。

    InstantiationAwareBeanPostProcessor实际上继承了BeanPostProcessor接口,严格意义上来看他们不是两兄弟,而是两父子。

    InstantiationAwareBeanPostProcessor源码分析:

    • postProcessBeforeInstantiation调用点,忽略无关代码:
    @Override
        protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
                throws BeanCreationException {
    
            try {
                // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
                // postProcessBeforeInstantiation方法调用点,这里就不跟进了,
                // 有兴趣的同学可以自己看下,就是for循环调用所有的InstantiationAwareBeanPostProcessor
                Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
                if (bean != null) {
                    return bean;
                }
            }
            
            try {   
                // 上文提到的doCreateBean方法,可以看到
                // postProcessBeforeInstantiation方法在创建Bean之前调用
                Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
                if (logger.isTraceEnabled()) {
                    logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
                }
                return beanInstance;
            }
        }
    

    可以看到,postProcessBeforeInstantiation在doCreateBean之前调用,也就是在bean实例化之前调用的,英文源码注释解释道该方法的返回值会替换原本的Bean作为代理,这也是Aop等功能实现的关键点。

    • postProcessAfterInstantiation调用点,忽略无关代码:
    protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
    
       // Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the
       // state of the bean before properties are set. This can be used, for example,
       // to support styles of field injection.
       boolean continueWithPropertyPopulation = true;
        // InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessAfterInstantiation()
        // 方法作为属性赋值的前置检查条件,在属性赋值之前执行,能够影响是否进行属性赋值!
       if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
          for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
             if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
                   continueWithPropertyPopulation = false;
                   break;
                }
             }
          }
       }
    
       // 忽略后续的属性赋值操作代码
    }
    

    可以看到该方法在属性赋值方法内,但是在真正执行赋值操作之前。其返回值为boolean,返回false时可以阻断属性赋值阶段(continueWithPropertyPopulation = false;)。

    关于BeanPostProcessor执行阶段的源码穿插在下文Aware接口的调用时机分析中,因为部分Aware功能的就是通过他实现的!只需要先记住BeanPostProcessor在初始化前后调用就可以了。

    第二大类:只调用一次的接口

    这一大类接口的特点是功能丰富,常用于用户自定义扩展。
    第二大类中又可以分为两类:

    1.Aware类型的接口
    2.生命周期接口

    无所不知的Aware
    Aware类型的接口的作用就是让我们能够拿到Spring容器中的一些资源。基本都能够见名知意,Aware之前的名字就是可以拿到什么资源,例如BeanNameAware可以拿到BeanName,以此类推。调用时机需要注意:所有的Aware方法都是在初始化阶段之前调用的!
    Aware接口众多,这里同样通过分类的方式帮助大家记忆。
    Aware接口具体可以分为两组,至于为什么这么分,详见下面的源码分析。如下排列顺序同样也是Aware接口的执行顺序,能够见名知意的接口不再解释。

    Aware Group1

    1.BeanNameAware
    2.BeanClassLoaderAware
    3.BeanFactoryAware

    Aware Group2
    1.EnvironmentAware
    2.EmbeddedValueResolverAware 这个知道的人可能不多,实现该接口能够获取Spring EL解析器,用户的自定义注解需要支持spel表达式的时候可以使用,非常方便。
    3.ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware) 这几个接口可能让人有点懵,实际上这几个接口可以一起记,其返回值实质上都是当前的ApplicationContext对象,因为ApplicationContext是一个复合接口,如下:

    public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
            MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {}
    

    这里涉及到另一道面试题,ApplicationContext和BeanFactory的区别,可以从ApplicationContext继承的这几个接口入手,除去BeanFactory相关的两个接口就是ApplicationContext独有的功能,这里不详细说明。

    Aware调用时机源码分析
    详情如下,忽略了部分无关代码。代码位置就是我们上文提到的initializeBean方法详情,这也说明了Aware都是在初始化阶段之前调用的!

        // 见名知意,初始化阶段调用的方法
        protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    
            // 这里调用的是Group1中的三个Bean开头的Aware
            invokeAwareMethods(beanName, bean);
    
            Object wrappedBean = bean;
            
            // 这里调用的是Group2中的几个Aware,
            // 而实质上这里就是前面所说的BeanPostProcessor的调用点!
            // 也就是说与Group1中的Aware不同,这里是通过BeanPostProcessor(ApplicationContextAwareProcessor)实现的。
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
            // 下文即将介绍的InitializingBean调用点
            invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
            // BeanPostProcessor的另一个调用点
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
    
            return wrappedBean;
        }
    

    可以看到并不是所有的Aware接口都使用同样的方式调用。Bean××Aware都是在代码中直接调用的,而ApplicationContext相关的Aware都是通过BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization()实现的。感兴趣的可以自己看一下ApplicationContextAwareProcessor这个类的源码,就是判断当前创建的Bean是否实现了相关的Aware方法,如果实现了会调用回调方法将资源传递给Bean。
    至于Spring为什么这么实现,应该没什么特殊的考量。也许和Spring的版本升级有关。基于对修改关闭,对扩展开放的原则,Spring对一些新的Aware采用了扩展的方式添加。

    BeanPostProcessor的调用时机也能在这里体现,包围住invokeInitMethods方法,也就说明了在初始化阶段的前后执行。

    关于Aware接口的执行顺序,其实只需要记住第一组在第二组执行之前就行了。每组中各个Aware方法的调用顺序其实没有必要记,有需要的时候点进源码一看便知。

    简单的两个生命周期接口

    至于剩下的两个生命周期接口就很简单了,实例化和属性赋值都是Spring帮助我们做的,能够自己实现的有初始化和销毁两个生命周期阶段。

    1.InitializingBean 对应生命周期的初始化阶段,在上面源码的invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);方法中调用。
    有一点需要注意,因为Aware方法都是执行在初始化方法之前,所以可以在初始化方法中放心大胆的使用Aware接口获取的资源,这也是我们自定义扩展Spring的常用方式。
    除了实现
    InitializingBean接口之外还能通过注解或者xml配置的方式指定初始化方法,至于这几种定义方式的调用顺序其实没有必要记。因为这几个方法对应的都是同一个生命周期,只是实现方式不同,我们一般只采用其中一种方式。
    2.DisposableBean 类似于InitializingBean,对应生命周期的销毁阶段,以ConfigurableApplicationContext#close()方法作为入口,实现是通过循环取所有实现了DisposableBean接口的Bean然后调用其destroy()方法 。感兴趣的可以自行跟一下源码。

    总结

    Spring Bean的生命周期分为四个阶段和多个扩展点。扩展点又可以分为影响多个Bean和影响单个Bean。整理如下:
    四个阶段

    • 实例化 Instantiation
    • 属性赋值 Populate
    • 初始化 Initialization
    • 销毁 Destruction

    多个扩展点

    • 影响多个Bean

      • BeanPostProcessor
      • InstantiationAwareBeanPostProcessor
    • 影响单个bean

      • Aware
        • Aware Group1
          • BeanNameAware
          • BeanClassLoaderAware
          • BeanFactoryAware
        • Aware Group2
          • EnvironmentAware
          • EmbeddedValueResolverAware
          • ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware)
    • 生命周期

      • InitializingBean
      • DisposableBean

    本文转载自
    https://www.jianshu.com/p/1dec08d290c1
    作者:sunshujie1990

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