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由LifecycleBeanPostProcessor引起spring缓存失效说起

文章来源：临窗旋墨的博客

由LifecycleBeanPostProcessor引起spring缓存失效说起

1. springBean 加载时候各方法执行顺序
2. shiro引起的种种坑
3. springcache初始化过程
4. spring事务初始化过程

一 问题场景：

1 shiro 造成springcache失效

spring4.1.6 + springmvc + spring-shiro1.4.2

shiro 造成注入配置文件失效

springboot2.1.7 + spring-shiro1.4.2

shiro造成事务失效？

本人没有关注是否存在这个问题, 但是事务的生效机制和cache理论上差不多

二 解决方案

方式一

• springmvc中把LifecycleBeanPostProcessor移到到其他xml（和mvc级别的xml一起执行）
• springboot中把LifecycleBeanPostProcessor移到到其他@Configuration

方式二

• reml中注入的bean设置为延迟加载@Lazy

方式三：

• springBoot中注册LifecycleBeanPostProcessor的方法（@Bean）设置为静态方法

三 前置条件

• 了解BeanPostProcessor的工作原理
• 了解shiro的LifecycleBeanPostProcessor的处理过程
• 了解spring的cache初始化流程
• 综合，如何差生交叉影响

bean的加载顺序

1. 在web.xml中，ContextLoaderListener和DispatcherServlet的书写顺序不会影响相应的xml文件加载顺序。ContextLoaderListener中的xml先加载，DispatcherServlet中的xml后加载。
2. ContextLoaderListener中如果contextConfigLocation通过模糊匹配到多个xml文件时，xml按照文件命名顺序加载。但是如果contextConfigLocation逐个指定了具体加载某个xml，则会按照其指定顺序加载。
3. 同一个spring的xml文件中，bean的加载顺序按照书写顺序加载
4. 通过component-scan扫描的方式加载bean，在扫描范围内按照class的命名顺序加载
5. 如果bean之间的创建存在依赖关系，则被依赖的bean会被优先创建

springBean 方法初始化加载顺序：结果如下

测试过程如下：（代码很简单，略）

新建bean1 实现InitializingBean, DisposableBean，SmartInitializingSingleton重写相关方法，构造方法等

新建bean2 实现BeanPostProcessor，实现接口方法

新增(@Configuration)bean3 配置@bean1（指定初始化/销毁方法）,@bean2

run&close springbootApplication

非常重要的结论关于bean初始化和销毁过程中调用的方法的顺序！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

1. 构造方法
 1.1 BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization
2. @PostConstruct修饰的方法
3. InitializingBean#afterPropertiesSet
4. 指定的init函数
 4.1 BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization
5. SmartInitializingSingleton#afterSingletonsInstantiated 
6. DisposableBean#destroy
7  指定的销毁方法

四 shiro的LifecycleBeanPostProcessor到底做了什么?

realm的集成结构

AuthorizingRealm extends AuthenticatingRealm
implements Authorizer, Initializable, PermissionResolverAware, RolePermissionResolverAware

LifecycleBeanPostProcessor前置处理方法如下（截取部分代码）

 public class LifecycleBeanPostProcessor implements DestructionAwareBeanPostProcessor, PriorityOrdered {
    //把本后置处理器在PriorityOrdered级别中优先级置为最低
    public LifecycleBeanPostProcessor() {
          this(LOWEST_PRECEDENCE);
     }
     //前置处理逻辑
     public Object postProcessBeforeInitialization(Object object, String name) throws BeansException {
        if (object instanceof Initializable) {
                ((Initializable) object).init();
        }
        return object;
    }   
}

1. 判断对象是否是Initializable的实例，是的话调用init()方法。
2. 由于Realm符合这个条件，因此会调用realm的init方法，从而触发realm的实例化。
3. 由于自动一relm中注入了授权相关的service(如UserService)， 从而导致相关service初始化。

结论：LifecycleBeanPostProcessor会导致realm中注入的service提前初始化。

另外：LifecycleBeanPostProcessor实现了PriorityOrdered，并把order置为最低，表示在所有后置处理器中优先级很高（而且高于同级别的实现PriorityOrdered的处理器）

五 BeanPostProcessor的处理时机

再次回顾下bean初始化和销毁的执行顺序

BeanPostProcessor本身也是一个Bean, 那么它的初始化时机是什么呢？

AbstractApplicationContext#refresh()——>registerBeanPostProcessors(beanFactory)方法会注册BeanPostProcessors：

源码略，摘录部分注释如下：

注册BeanPostProcessorChecker，它在以下情况下记录信息消息：
bean是在BeanPostProcessor实例化期间创建的，即
bean不适合由所有beanPostProcessor处理。
检查可在当前Bean上起作用的BeanPostProcessor个数与总的BeanPostProcessor个数，
如果起作用的个数少于总数打印：
xxx is not eligible for getting processed by all BeanPostProcessors     
(for example: not eligible for //auto-proxying)

根据是否实现 PriorityOrdered,Ordered, and the rest来区分BeanPostProcessors

1，注册实现 PriorityOrdered BeanPostProcessors
    PriorityOrdered类型的BeanPostProcessor会预初始化
2，注册实现 Ordered BeanPostProcessors
3 注册所有无序(没有实现Ordered/ PriorityOrdered) BeanPostProcessors.
4, 注册所有内部(MergedBeanDefinitionPostProcessor) BeanPostProcessors.

结论：BeanPostProcessor注册顺序如下：

1. 实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor（）
2. 实现了Ordered接口的BeanPostProcessor
3. 注册无实现任何接口的BeanPostProcessor
4. 实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口的BeanPostProcessor

关于PriorityOrdered：

实现了PriorityOrdered的BeanPostProcessor先于其他BeanPostProcessor，并会影响到其他BeanPostProcessor的autowiring behavior(参见PriorityOrdered接口上的注释)

public interface PriorityOrdered extends Ordered {
}

• Ordered 接口用于spring中相同接口实现类的的排序，
• Ordered 有多个实现类，PriorityOrdered类型的实现类，优先级更高；

六 关于springcache是如何初始化的？

6.1 以springmvc的配置为开始：如何开启springcache

1. 配置<cache:annotation-driven />
2. 配置一个cacheManager

6.2 从<cache:annotation-driven />标签的解析器开始

spring标签的解析器全都实现了NamespaceHandlerSupport（来自spring-beans包）

NamespaceHandlerSupport实现类

[图片上传失败...(image-3ec3a-1597890905331)]

其中 CacheNamespaceHandler就是用于解析<cache:annotation-driven />标签

public class CacheNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {
    @Override
    public void init() {
        registerBeanDefinitionParser("annotation-driven", new 
                                     AnnotationDrivenCacheBeanDefinitionParser());
        registerBeanDefinitionParser("advice", new CacheAdviceParser());
    }
}

根据源码，可以看出将下列重要类注册到容器中：

• InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator
• AnnotationCacheOperationSource
• CacheInterceptor（方法的拦截器，缓存的逻辑实现）
• BeanFactoryCacheOperationSourceAdvisor（重点关注这个，这个类在创建代理的时候被使用）

6.3 InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator：cache逻辑的后置处理器

InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator实现了SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor接口（此接口集成了BeanPostProcessor接口）

回顾下前文的类生命周期执行顺序

InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator部分源码摘录：

//执行顺序对应上文的 4.1 BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization， 在初始化其他bean的时候织入此逻辑
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
    if (bean != null) {
        Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
        if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
            return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
        }
    }
    return bean;
}
    protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
        ...
        // 1 获取当前类的所有切面拦截类
        Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
        //2 如果拦截类不为空，则需要创建当前类的代理类
        if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
            this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
            //3.创建代理类 
            Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
            this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
            return proxy;
        }

        this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
        return bean;
    }

1. 在获取当前类的所有切面拦截器的时候会获取所有的Advisor，然后过滤出符合当前场景的，也即BeanFactoryCacheOperationSourceAdvisor
2. 创建的代理类，在执行缓存功能的时候，调用代理类的invoke()方法，在invoke()方法中调用CacheInterceptor拦截器的execute()方法，拦截器会使用缓存器（本例中的SimpleCacheManager）来进行具体方法实现。

跳过代码细节，给出的结论是

1）解析<cache:annotation-driven />，将InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator注入到Spring容器中，该类的作用是在Spring创建bean实例的时候，会执行其postProcessAfterInitialization()方法，生成bean实例的代理类

2）解析<cache:annotation-driven />，将BeanFactoryCacheOperationSourceAdvisor类注入到Spring容器中，该类的主要作用是作为一个Advisor添加到上述代理类中

3）BeanFactoryCacheOperationSourceAdvisor类拥有对CacheInterceptor的依赖，CacheInterceptor作为一个方法拦截器，负责对缓存方法的拦截，

4）当前类方法调用被拦截到CacheInterceptor后，CacheInterceptor会调用我们在配置文件中配置的CacheManager实现（也就是本例中的SimpleCacheManager），来真正实现缓存功能

七 springboot的缓存原理类似springmvc

从@EnableCaching开始，

引入了@Import({CachingConfigurationSelector.class})

这个类添加了AutoProxyRegistrar.java,ProxyCachingConfiguration.java两个类

过程略，参见文末的“本文参考”。

八 spring（mvc） 事务的启动原理

了解了springcache的原理之后，事务的原理就呼之欲出了，二者基本都是一个理念都是一致的。

8.1 TxNamespaceHandler为入口（tx:annotation-driven）

public class TxNamespaceHandler extends NamespaceHandlerSupport {


    @Override
    public void init() {
        registerBeanDefinitionParser("advice", new TxAdviceBeanDefinitionParser());
        registerBeanDefinitionParser("annotation-driven", new AnnotationDrivenBeanDefinitionParser());
        registerBeanDefinitionParser("jta-transaction-manager", new 
                                     JtaTransactionManagerBeanDefinitionParser());
    }

}

• AnnotationDrivenBeanDefinitionParser有个静态内部类AopAutoProxyConfigurer （对应的model 为proxy模式）
• AopAutoProxyConfigurer 注册了四个类
  • InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator：是不是很眼熟，和springcache那里是一样的
  • AnnotationTransactionAttributeSource：解析事务类，得到事务配置相关信息
  • TransactionInterceptor：事务拦截器，实现了 Advice、MethodInterceptor 接口。
  • BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor：：实现了 PointcutAdvisor 接口，依赖 TransactionInterceptor 和 TransactionAttributeSourcePointcut。
• 通过spring生成的代理类，在执行事务方法其实调用的是TransactionInterceptor的invoke()方法，类似CacheInterceptor
• 而在TransactionInterceptor的invoke()方法中就是大家熟悉的事务管理器PlatformTransactionManager等相关bean了，参见我些的另外一篇关于spring事务的源码的文章（spring事务入口及核心类）。

九 总结shiro造成springcache和spring事务失效的原因

1. shiro配置的LifecycleBeanPostProcessor实现了BeanPostProcessor，并且在前置处理（#postProcessBeforeInitialization）逻辑中调用了实现Initializable（shiro的）接口的javaBean的init方法，Realm刚好实现了这个接口，因此，造成Realm的提前初始化，同时造成注入Realm中的bean的提前初始化。
   • 这个顺序对应上文中的顺序号为1.1（非常的提前了，仅次于构造函数）
2. springcache和spring事务的代码织入时机在InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator类的后置处理（#postProcessAfterInitialization）逻辑中产生

   1. wrapIfNecessary();

   2. 这个顺序对应上文中的顺序号为4.1
   3. 其中LifecycleBeanPostProcessor实现了PriorityOrdered，InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator实现了Ordered，（PriorityOrdered的优先级大于Ordered），不过这么用不到，因为shiro的是前置处理器，cache和tx是后置处理器。
3. 因此，LifecycleBeanPostProcessor的前置处理器先执行，造成Realm中的注入的service提前处理化，没有经过cache和tx的后置处理器，因而会导致缓存和事务失效。
4. 所以，在注入Realm中的service上加上@Lazy注解，让它延迟加载是一个不错的处理办法；

TODO

被BeanPostProcessor 提前初始化的bean还会进入其他BeanPostProcessor 吗？

这是一篇没有完成的文章，我还有很多疑问待校验

主要的原因是对很多原理性的东西不熟悉， 我会在后续的时间里，慢慢的一点点的补充吧，

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本文参考：

• Spring中Bean的生命周期以及三级缓存介绍

• 聊一聊 Spring 中的扩展机制(二) - NamespaceHandler

• springcache源码深度分析

• spring AOP功能源码解析

• spring aop —— 深入理解advisor

• BeanPostProcessor启动阶段对其依赖的Bean造成的影响

• Spring Boot缓存源码分析

文章来源：临窗旋墨的博客