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java Spring创建Bean的生命周期详析

WBOY
WBOY转载
2022-10-06 09:00:271275浏览

本篇文章给大家带来了关于java的相关知识，其中主要介绍了关于Spring创建Bean的生命周期的相关问题，下面一起来看一下，希望对大家有帮助。

java Spring创建Bean的生命周期详析

推荐学习：《java视频教程》

1.Bean 的创建生命周期

UserService.class —> 无参构造方法（推断构造方法） —> 普通对象 —> 依赖注入（为带有@Autowired的属性赋值） —> 初始化前（执行带有@PostConstruct的方法） —> 初始化（执行实现了InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法） —> 初始化后（执行AOP相关逻辑） —> 代理对象 —> Bean

类似于：男孩 —> 依赖注入 —> 男人

大致过程如下：

  • 利用该类的构造方法来实例化得到一个对象（但是如何一个类中有多个构造方法，Spring 则会进行选择，这个叫做推断构造方法）
  • 得到一个对象后，Spring 会判断该对象中是否存在被@Autowired注解了的属性，把这些属性找出来并由 Spring 进行赋值（依赖注入）
  • 依赖注入后，Spring 会判断该对象是否实现了 BeanNameAware 接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware 接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中所定义的 setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法，那么 Spring 就会调用这些方法并传入相应的参数（Aware回调）
  • Aware 回调后，Spring 会判断该对象中是否存在某个方法被@PostConstruct注解了，如果存在，Spring 会调用当前对象的此方法（初始化前）
  • 紧接着，Spring 会判断该对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中的afterPropertiesSet()方法，那么 Spring 就会调用当前对象中的afterPropertiesSet()方法（初始化）
  • 最后，Spring 会判断当前对象需不需要进行 AOP，如果不需要那么Bean就创建完了，如果需要进行AOP，则会进行动态代理并生成一个代理对象作为Bean（初始化后）

当Spring根据UserService类来创建一个Bean时：

  • 如果不用进行AOP，那么Bean就是UserService类的构造方法所得到的对象。
  • 如果需要进行AOP，那么Bean就是UserService的代理类所实例化得到的对象，而不是UserService本身所得到的对象。

Bean对象创建出来后：

  • 如果当前Bean是单例Bean，那么会把该Bean对象存入一个Map994a833a6ffa28d85b72cb15422c29d6，Map的key为beanName，value为Bean对象。这样下次getBean时就可以直接从Map中拿到对应的Bean对象了。（实际上，在Spring源码中，这个Map就是单例池）
  • 如果当前Bean是原型Bean，那么后续没有其他动作，不会存入一个Map，下次getBean时会再次执行上述创建过程，得到一个新的Bean对象。

推断构造方法：

  • 如果一个类里面有无参的构造方法，那么Spring默认就会用这个无参的构造方法。
  • 如果一个类里面只有一个有参的构造方法，那么Spring就会用这个有参的构造方法。
  • 如果一个类里面有多个有参的构造方法，并且没有无参的构造方法，那么Spring会报错。
  • 如果想要指定Spring用哪个构造方法，可以在该构造方法上加@Autowired。

@Bean会覆盖@Compoment

注意：

如果Spring选择了一个有参的构造方法，Spring在调用这个有参构造方法时，需要传入参数，那这个参数是怎么来的呢？

Spring会根据入参的类型和入参的名字去Spring容器中找Bean对象（以单例Bean为例，Spring会从单例池的那个Map中去找）：

  • 先根据入参类型找，如果只找到一个，那就直接用来作为入参
  • 如果根据类型找到多个，则再根据入参名字来确定唯一一个
  • 如果最终没有找到，则会报错，无法创建当前Bean对象

确定用哪个构造方法，确定入参的Bean对象，这个过程就叫做推断构造方法。

2.Spring AOP 大致流程

AOP就是进行动态代理，在创建一个Bean的过程中，Spring在最后一步会去判断当前正在创建的这个Bean是不是需要进行AOP，如果需要则会进行动态代理。

如何判断当前Bean对象需不需要进行 AOP 操作：

  • 先从Spring容器里面找出所有的切面Bean。
  • 遍历每一个切面Bean，再遍历每个切面Bean中的每一个方法，看看是否写了@Before、@After 等注解。
  • 如果写了，则判断该方法所对应的Pointcut是否和当前Bean对象的类相匹配
  • 如果匹配，则表示当前Bean对象是需要进行 AOP 操作的。

上面第三步找到匹配的之后，会将匹配的所有方法缓存起来，后面在执行切面方法的时候，可以快速从缓存中拿出来，提高执行效率。

利用cglib进行AOP的大致流程：

  • 生成代理类UserServiceProxy，代理类继承UserService
  • 代理类中重写了父类的方法，比如UserService中的test()方法代理类中还会有一个target属性，该属性的值为被代理的对象（也就是通过UserService类推断构造方法实例化出来的对象，进行了依赖注入、初始化等步骤的对象）
  • 代理类中的test()方法被执行时的逻辑如下：
    • 执行切面逻辑（@Before）
    • 调用target.test()

当我们从Spring容器得到UserService的Bean对象时，拿到的就是UserServiceProxy所生成的对象，也就是代理对象。

调用UserService代理对象.test( ) —> 执行切面逻辑 —> target.test( )，注意target对象不是代理对象，而是被代理的对象。

UserServiceProxy（代理类） ---> 代理对象 ---> 代理对象.target = 普通对象
代理对象.test();

class UserServiceProxy extends UserService {
  
  UserService target;
  
  public void test() {
    // 执行切面逻辑 @Before --> 从匹配的切面方法的缓存中拿出来
    
    target.test(); // 调用普通对象的test方法
    
  }
  
}

3.Spring 事务

当我们在某个方法上加了@Transactional注解后，就表示该方法在调用时会开启Spring事务，而这个方法所在的类所对应的Bean对象会是该类的代理对象。

Spring事务的代理对象执行某个方法时的步骤：

  • 判断当前执行的方法是否存在@Transactional注解
  • 如果存在，则利用事务管理器（TransactionMananger）创建一个数据库连接
  • 修改数据库连接的 autocommit 为 false
  • 执行 target.test()，执行程序员所写的业务逻辑代码，也就是执行 sql
  • 执行完了之后如果没有出现异常，则提交，否则回滚

Spring事务是否会失效的判断标准：某个加了@Transactional注解的方法被调用时，要判断到底是不是直接被代理对象调用的，如果是则事务会生效，如果不是则会失效。

UserServiceProxy（代理类） ---> 代理对象 ---> 代理对象.target = 普通对象
代理对象.test();

class UserServiceProxy extends UserService {
  
  UserService target;
  
  public void test() {
    // 1.先看看方法上面有没有加@Transactional
    // 2.通过事务管理器dataSource，创建一个数据库连接conn
    // 3.设置conn.autocommit = false，表示不自动提交事务
    
    target.test(); // 调用普通对象的test方法
    
    conn.commit(); // 如果方法都执行成功，那就手动提交事务
    conn.rollback(); // 如果某个方法执行失败，那就会回滚事务
    
  }
  
}

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4.Spring 源码阅读前戏

BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定义，BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。

比如：

  • class，表示Bean类型
  • scope，表示Bean的作用域，单例或原型等
  • lazyInit：表示Bean是否是懒加载
  • initMethodName：表示Bean初始化时要执行的方法
  • destroyMethodName：表示Bean销毁时要执行的方法还有很多…

声明式定义 Bean：

可以通过以下几种方式来定义Bean：

  • d7de7346c94b9644ec904d605d4c96bf
  • @Bean
  • @Component（@Service、@Controller）

也可以通过编程式定义 Bean

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

// 生成一个BeanDefinition对象，并设置beanClass为User.class，并注册到ApplicationContext中
AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);
context.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(context.getBean("user"));

还可以通过BeanDefinition设置一个Bean的其他属性

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载

声明式定义和编程式定义的Bean，最终都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象，并放入Spring容器中。

BeanDefinitionReader

接下来介绍几种在Spring源码中常见的BeanDefinition读取器（BeanDefinitionReader）

AnnotatedBeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);

// 将User.class解析为BeanDefinition
annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);

System.out.println(context.getBean("user"));

它能解析的注解有：@Conditional，@Scope、@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description

XmlBeanDefinitionReader

可以解析d7de7346c94b9644ec904d605d4c96bf标签

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);
        int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");

        System.out.println(context.getBean("user"));

ClassPathBeanDefinitionScanner

ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器，它的作用和BeanDefinitionReader类似，可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描到的类上如果存在 @Component 注解，那么就会把这个类解析成为一个BeanDefinition

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        context.refresh();

        ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);
        scanner.scan("cn.xx");

        System.out.println(context.getBean("user"));

BeanFactory

BeanFactory表示Bean工厂，所以很明显，BeanFactory会负责创建Bean，并且提供获取Bean的API。

而ApplicationContext是BeanFactory的一种，在Spring源码中，是这么定义的：

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

首先，在Java中，接口是可以多继承的，我们发现ApplicationContext继承了ListableBeanFactory 和 HierarchicalBeanFactory，而 ListableBeanFactory 和HierarchicalBeanFactory 都继承至 BeanFactory，所以我们可以认为 ApplicationContext 继承了BeanFactory，相当于苹果继承水果，宝马继承汽车一样，ApplicationContext 也是 BeanFactory 的一种，拥有 BeanFactory 支持的所有功能，不过 ApplicationContext 比 BeanFactory 更加强大，ApplicationContext 还继承了其他接口，也就表示 ApplicationContext 还拥有其他功能，比如MessageSource 表示国际化，ApplicationEventPublisher 表示事件发布，EnvironmentCapable 表示获取环境变量等等，关于 ApplicationContext 后面再详细讨论。

在Spring的源码中，当我们new一个ApplicationContext时，其底层会new一个BeanFactory，当使用ApplicationContext的某些方法时，比如getBean()，底层调用的就是BeanFactory的getBean()方法。

在Spring源码中，BeanFactory接口存在一个非常重要的实现类是：DefaultListableBeanFactory，也是非常核心的。

所以，我们可以直接使用DefaultListableBeanFactory，而不需要使用 ApplicationContext 的某个实现类，比如：

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);
        System.out.println(beanFactory.getBean("user"));

DefaultListableBeanFactory是非常强大的，支持很多功能，可以通过查看DefaultListableBeanFactory 的类继承结构图：

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  • AliasRegistry：支持别名功能，一个名字可以对应多个别名
  • BeanDefinitionRegistry：可以注册、保存、移除、获取某个
  • BeanDefinitionBeanFactory：Bean工厂，可以根据某个bean的名字、或类型、或别名获取某个Bean对象
  • SingletonBeanRegistry：可以直接注册、获取某个单例Bean
  • SimpleAliasRegistry：它是一个类，实现了AliasRegistry接口中所定义的功能，支持别名功能
  • ListableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加了其他功能，可以获取所有BeanDefinition的beanNames，可以根据某个类型获取对应的beanNames，可以根据某个类型获取{类型：对应的Bean}的映射关系
  • HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基础上，添加了获取父BeanFactory的功能
  • DefaultSingletonBeanRegistry：它是一个类，实现了SingletonBeanRegistry接口，拥有了直接注册、获取某个单例Bean的功能
  • ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基础上，添加了设置父BeanFactory、类加载器（表示可以指定某个类加载器进行类的加载）、设置Spring EL表达式解析器（表示该BeanFactory可以解析EL表达式）、设置类型转化服务（表示该BeanFactory可以进行类型转化）、可以添加BeanPostProcessor（表示该BeanFactory支持Bean的后置处理器），可以合并BeanDefinition，可以销毁某个Bean等等功能
  • FactoryBeanRegistrySupport：支持了FactoryBean的功能
  • AutowireCapableBeanFactory：是直接继承了BeanFactory，在BeanFactory的基础上，支持在创建Bean的过程中能对Bean进行自动装配
  • AbstractBeanFactory：实现了ConfigurableBeanFactory接口，继承了FactoryBeanRegistrySupport，这个BeanFactory的功能已经很全面了，但是不能自动装配和获取beanNames
  • ConfigurableListableBeanFactory：继承了ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactoryAbstract
  • AutowireCapableBeanFactory：继承了AbstractBeanFactory，实现了AutowireCapableBeanFactory，拥有了自动装配的功能
  • DefaultListableBeanFactory：继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory，实现了ConfigurableListableBeanFactory接口和BeanDefinitionRegistry接口，所以DefaultListableBeanFactory的功能很强大

ApplicationContext

ApplicationContext 是个接口，实际上也是一个BeanFactory，不过比BeanFactory更加强大，比如：

  • HierarchicalBeanFactory：拥有获取父BeanFactory的功能
  • ListableBeanFactory：拥有获取beanNames的功能
  • ResourcePatternResolver：资源加载器，可以一次性获取多个资源（文件资源等等）
  • EnvironmentCapable：可以获取运行时环境（没有设置运行时环境的功能）
  • ApplicationEventPublisher：拥有广播事件的功能（没有添加事件监听器的功能）
  • MessageSource：拥有国际化功能

ApplicationContext 有两个比较重要的实现类：

  • AnnotationConfigApplicationContext
  • ClassPathXmlApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext

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  • ConfigurableApplicationContext：继承了ApplicationContext接口，增加了 添加事件监听器、添加BeanFactoryPostProcessor、设置Environment，获取ConfigurableListableBeanFactory等功能
  • AbstractApplicationContext：实现了ConfigurableApplicationContext接口
  • GenericApplicationContext：继承了AbstractApplicationContext，实现了BeanDefinitionRegistry接口，拥有所有ApplicationContext的功能，并且可以注册BeanDefinition，注意这个类中有一个属性（DefaultListableBeanFactory beanFactory）
  • AnnotationConfigRegistry：可以单独注册某个为类为BeanDefinition（可以处理该类上的**@Configuration注解**，已经可以处理**@Bean注解**），同时可以扫描
  • AnnotationConfigApplicationContext：继承了GenericApplicationContext，实现了AnnotationConfigRegistry接口，拥有了以上所有的功能

ClassPathXmlApplicationContext

image

它也是继承了AbstractApplicationContext，但是相对于AnnotationConfigApplicationContext而言，功能没有AnnotationConfigApplicationContext强大，比如不能注册BeanDefinition

资源加载

ApplicationContext还拥有资源加载的功能，比如，可以直接利用ApplicationContext获取某个文件的内容：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        Resource resource = context.getResource("file:/Users/xiexu/Library/Mobile Documents/com~apple~CloudDocs/SSM/day01/src/main/java/cn/xx/domain/User.java");
        System.out.println(resource.contentLength());

        Resource resource1 = context.getResource("https://www.baidu.com");
        System.out.println(resource1.contentLength());
        System.out.println(resource1.getURL());

        Resource resource2 = context.getResource("classpath:spring.xml");
        System.out.println(resource2.contentLength());
        System.out.println(resource2.getURL());

				// 可以一次性获取多个
        Resource[] resources = context.getResources("classpath:cn/xx/domain/*.class");
        for (Resource resource3 : resources) {
            System.out.println(resource3.contentLength());
            System.out.println(resource3.getFilename());
        }

事件发布

先定义一个事件监听器：

		@Bean
    public ApplicationListener applicationListener() {
        return new ApplicationListener() {
            @Override
            public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
                System.out.println("接收到了一个事件");
            }
        };
    }

然后发布一个事件：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        context.publishEvent("kkk");

类型转化

在Spring源码中，有可能需要把String转成其他类型，所以在Spring源码中提供了一些技术来更方便的做对象的类型转化，关于类型转化的应用场景， 后续看源码的过程中会遇到很多。

PropertyEditor

这其实是JDK中提供的类型转化工具

public class StringToUserPropertyEditor extends PropertyEditorSupport implements PropertyEditor {

    @Override
    public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException {
        User user = new User();
        user.setName(text);
        this.setValue(user);
    }

}
StringToUserPropertyEditor propertyEditor = new StringToUserPropertyEditor();
propertyEditor.setAsText("1");
User value = (User) propertyEditor.getValue();
System.out.println(value);

在Spring容器中注册 PropertyEditor：

		@Bean
    public CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer() {
        CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer = new CustomEditorConfigurer();
        Map<Class<?>, Class<? extends PropertyEditor>> propertyEditorMap = new HashMap<>();

        /**
         * 表示StringToUserPropertyEditor可以将String转化成User类型，
         * 在Spring源码中，如果发现当前对象是String，而需要的类型是User，
         * 就会使用该PropertyEditor来做类型转化
         */
        propertyEditorMap.put(User.class, StringToUserPropertyEditor.class);
        customEditorConfigurer.setCustomEditors(propertyEditorMap);
        return customEditorConfigurer;
    }

假设现在有如下 Bean：

@Component
public class Test {

    @Value("xiaoming")
    private User user;

    public void test() {
        System.out.println(user);
        System.out.println(user.getName());
    }
}

image-20220906213724892

ConversionService

Spring中提供的类型转化服务，它比PropertyEditor更强大

public class StringToUserConverter implements ConditionalGenericConverter {

    @Override
    public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
        return sourceType.getType().equals(String.class) && targetType.getType().equals(User.class);
    }

    @Override
    public Set<ConvertiblePair> getConvertibleTypes() {
        return Collections.singleton(new ConvertiblePair(String.class, User.class));
    }

    @Override
    public Object convert(Object source, TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
        User user = new User();
        user.setName((String) source);
        return user;
    }

}
DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
User value = conversionService.convert("1", User.class);
System.out.println(value);

在Spring中注册ConversionService：

		@Bean
    public ConversionServiceFactoryBean conversionService() {
        ConversionServiceFactoryBean conversionServiceFactoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
        conversionServiceFactoryBean.setConverters(Collections.singleton(new StringToUserConverter()));

        return conversionServiceFactoryBean;
    }

TypeConverter

整合了PropertyEditor和ConversionService的功能，是Spring内部用的：

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
        typeConverter.registerCustomEditor(User.class, new StringToUserPropertyEditor());
        User value = typeConverter.convertIfNecessary("xxx", User.class);
        System.out.println(value);
        System.out.println(value.getName());
SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
        DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
        conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
        typeConverter.setConversionService(conversionService);
        User value = typeConverter.convertIfNecessary("xxx", User.class);
        System.out.println(value);
        System.out.println(value.getName());

OrderComparator

OrderComparator是Spring所提供的一种比较器，可以根据@Order注解或实现Ordered接口来进行值的比较，从而可以进行排序。

public class A implements Ordered {

    @Override
    public int getOrder() {
        return 3;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }
}
public class B implements Ordered {

    @Override
    public int getOrder() {
        return 2;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }
}
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A(); // order=3
        B b = new B(); // order=2

        OrderComparator comparator = new OrderComparator();
        System.out.println(comparator.compare(a, b));  // 1

        List list = new ArrayList<>();
        list.add(a);
        list.add(b);

        // 按order值升序排序
        list.sort(comparator);

        System.out.println(list);  // B，A
    }

}

另外，Spring中还提供了一个OrderComparator的子类：AnnotationAwareOrderComparator，它支持用@Order来指定order值。

比如：

@Order(3)
public class A {

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }

}
@Order(2)
public class B {

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }

}
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A(); // order=3
        B b = new B(); // order=2

        AnnotationAwareOrderComparator comparator = new AnnotationAwareOrderComparator();
        System.out.println(comparator.compare(a, b)); // 1

        List list = new ArrayList<>();
        list.add(a);
        list.add(b);

        // 按order值升序排序
        list.sort(comparator);

        System.out.println(list); // B，A
    }

}

BeanPostProcessor

BeanPostProcess 表示Bean的后置处理器，我们可以定义一个或多个BeanPostProcessor

@Component
public class XiexuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("user".equals(beanName)) {
            System.out.println("初始化前");
        }
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("user".equals(beanName)) {
            System.out.println("初始化后");
        }
        return bean;
    }

}

一个BeanPostProcessor可以在任意一个Bean的初始化前以及初始化后去额外的做一些用户自定义的逻辑，当然，我们可以通过判断beanName来进行针对性处理（针对某个Bean，或某部分Bean）。

我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor表示Bean工厂的后置处理器，其实和BeanPostProcessor类似，BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程，BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创建过程。

比如，我们可以这样定义一个BeanFactoryPostProcessor：

@Component
public class XiexuBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("加工beanFactory");
    }
}

可以在postProcessBeanFactory()方法中对BeanFactory进行加工。

FactoryBean

上面提到，我们可以通过BeanPostPorcessor来干涉Spring创建Bean的过程，但是如果我们想一个Bean完完全全由我们自己来创造，也是可以的，比如通过FactoryBean：

@Component
public class XiexuFactoryBean implements FactoryBean {

    @Override
    public Object getObject() throws Exception {
        User user = new User();

        return user;
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return User.class;
    }
}

通过上面这段代码，我们自己创造了一个User对象，并且它将成为Bean。但是通过这种方式创造出来的User的Bean，只会经过初始化后，其他Spring的生命周期步骤是不会经过的，比如依赖注入。

注意：单例池里面还是原来的xiexuFactoryBean，而通过getObject()方法返回的userBean是存放在factoryBeanObjectCache里面（缓存）。

image-20220907162114007

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        // 如果beanName加上&，表示获取的是单例池里面的XiexuFactoryBean
        Object bean1 = context.getBean("&xiexuFactoryBean");
        System.out.println(bean1); // cn.xx.domain.XiexuFactoryBean@2de8284b

        // 如果beanName没有加上&，表示获取的是factoryBeanObjectCache缓存里面的userBean
        Object bean2 = context.getBean("xiexuFactoryBean");
        System.out.println(bean2); // cn.xx.domain.User@396e2f39

有同学可能会想到，通过@Bean也可以自己生成一个对象作为Bean，那么和FactoryBean的区别是什么呢？其实在很多场景下他俩是可以替换的，但是站在原理层面来说，区别也很明显，@Bean定义的Bean是会经过完整的Bean生命周期的。

ExcludeFilter 和 IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的。ExcludeFilter 表示排除过滤器，IncludeFilter 表示包含过滤器。

比如以下配置，表示扫描cn.xx这个包下面的所有类，但是排除UserService类，

就算UserService类上面有@Component注解也不会成为Bean。

@ComponentScan(value = "cn.xx", 
        excludeFilters = {@ComponentScan.Filter(
                type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
                classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

再比如以下配置，就算UserService类上没有@Component注解，它也会被扫描成为一个Bean。

@ComponentScan(value = "cn.xx",
        includeFilters = {@ComponentScan.Filter(
                type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
                classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

FilterType分为：

  • ANNOTATION：表示是否包含某个注解
  • ASSIGNABLE_TYPE：表示是否是某个类
  • ASPECTJ：表示是否符合某个Aspectj表达式
  • REGEX：表示是否符合某个正则表达式
  • CUSTOM：自定义

在Spring的扫描逻辑中，默认会添加一个AnnotationTypeFilter给includeFilters，表示默认情况下在Spring扫描过程中会认为类上有@Component注解的就是Bean。

MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

在Spring中需要去解析类的信息，比如类名、类中的方法、类上的注解，这些都可以称之为类的元数据，所以Spring中对类的元数据做了抽象，并提供了一些工具类。

MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();

        // 构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("cn.xx.service.impl.UserServiceImpl");

        // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();

        System.out.println(classMetadata.getClassName());

        // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
        for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
            System.out.println(annotationType);
        }
    }
}

5.Spring之Bean生命周期源码解析

Spring 扫描底层流程（doScan方法）

  • 扫描包路径，得到包路径下的所有class文件对象（注意，这里不是指Class对象，而是文件对象，可以理解为File对象）
  • 利用ASM技术解析每个class文件对象，得到class元数据信息
  • 如果当前类和某个excludeFilter匹配，那就排除这个类；如果当前类和某个includeFilter匹配，那就获取这个类（默认情况下，Spring会有一个@Component注解的includeFilter）
  • 进一步进行条件注解@Conditional的匹配筛选
  • 都匹配成功后，根据当前类生成一个ScannedGenericBeanDefinition
  • 然后判断如果该类不是顶级类或者静态内部类，则不通过；如果该类是抽象类或者接口类，则不通过；如果该类是抽象类并且该类中有@Lookup注解的方法，则通过。
  • 最终扫描到某些BeanDefinition
  • 遍历每个BeanDefinition，解析每个类的@Scope内容并设置到对应的BeanDefinition中
  • 设置AnnotationBeanNameGenerator生成beanName（解析@Component注解所指定的beanName，如果没有指定则默认生成「该类名字的第一个字母小写」；如果该类的前两个字母都是大写，则beanName就是该类的名字）
  • 给BeanDefinition对象中的属性赋默认值
  • 解析@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description 等注解并赋值给BeanDefinition对应的属性
  • 判断当前beanName是否存在Spring容器中，如果不存在则把beanName和BeanDefinition注册到Spring容器中（也就是存入beanDefinitionMap）；如果存在则会有两种方案：
    • 如果已经存在的BeanDefinition对应的类型和扫描到的BeanDefinition对应的类型相同的话（兼容），则直接返回false而不会抛出异常。
    • 如果已经存在的BeanDefinition对应的类型和扫描到的BeanDefinition对应的类型不相同的话（不兼容），则会报错并抛出异常。
  • 扫描结束。

生成BeanDefinition

  • 首先通过ResourcePatternResolver获得指定包路径下的所有.class文件（Spring源码中将此文件包装成了Resource对象）
  • 遍历每个Resource对象利用MetadataReaderFactory解析Resource对象得到MetadataReader（在Spring源码中MetadataReaderFactory具体的实现类为CachingMetadataReaderFactory，MetadataReader的具体实现类为SimpleMetadataReader）
  • 利用MetadataReader进行excludeFilters和includeFilters，以及条件注解@Conditional的筛选（某个类上是否存在@Conditional注解，如果存在则调用注解中所指定的类的match方法进行匹配，匹配成功则通过筛选，匹配失败则pass掉）
  • 筛选通过后，基于metadataReader生成ScannedGenericBeanDefinition再基于metadataReader判断对应的类是不是接口或抽象类
  • 如果筛选通过，就表示扫描到了一个Bean，将ScannedGenericBeanDefinition加入结果集

注意：

上面说的是通过扫描得到BeanDefinition对象，我们还可以通过直接定义BeanDefinition，或解析spring.xml文件的60e23eb984d18edbb092da6b8f295aba，或者@Bean注解得到BeanDefinition对象。

MetadataReader 表示类的元数据读取器，主要包含了一个AnnotationMetadata，功能有

  • 获取类的名字
  • 获取父类的名字
  • 获取所实现的所有接口名
  • 获取所有内部类的名字
  • 判断是不是抽象类
  • 判断是不是接口
  • 判断是不是一个注解
  • 获取拥有某个注解的方法集合
  • 获取类上添加的所有注解信息
  • 获取类上添加的所有注解类型集合

注意：

CachingMetadataReaderFactory解析某个.class文件得到MetadataReader对象是利用 ASM 技术，并没有加载这个类到JVM中。并且最终得到的ScannedGenericBeanDefinition对象，它的 beanClass 属性存储的是当前类的名字，而不是class对象。（beanClass属性的类型是Object，它即可以存储类的名字，也可以存储类对象）

合并BeanDefinition

通过扫描得到所有的BeanDefinition之后，就可以根据BeanDefinition创建Bean对象了。在Spring中支持父子BeanDefinition，和Java子父类类似。

父子BeanDefinition实际上用得比较少，例如：这么定义的情况下，child是单例Bean。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child"/>

但如果是下面这样，child就是原型Bean了。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child" parent="parent"/>

因为child的父BeanDefinition是parent，所以会继承parent上所定义的scope属性。

所以在根据child来生成Bean对象之前，需要进行BeanDefinition的合并，才能得到完整的child的BeanDefinition。

加载类

BeanDefinition合并之后，就可以去创建Bean对象了，而创建Bean就必须实例化对象，而实例化就必须先加载当前BeanDefinition所对应的class，在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean()方法中，一开始就会调用：

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public boolean hasBeanClass() {
		// 判断当前BeanDefinition的beanClass属性，是不是Class类型
		return (this.beanClass instanceof Class);
	}

如果beanClass属性的类型是Class，那么就直接返回；如果不是，则会根据类名进行加载（doResolveBeanClass方法所做的事情）

image-20220926223604150

	@Override
	@Nullable
	public ClassLoader getBeanClassLoader() {
		return this.beanClassLoader;
	}

	@Nullable
	private ClassLoader beanClassLoader = ClassUtils.getDefaultClassLoader();

先利用BeanFactory所设置的类加载器来加载类，如果没有设置，则默认使用ClassUtils.getDefaultClassLoader()所返回的类加载器来进行加载。

/** * 获取默认的类加载器 */@Nullablepublic static ClassLoader getDefaultClassLoader() {ClassLoader cl = null;/** * 优先获取线程中的类加载器 * 一开始，tomcat会将自定义的类加载器设置到线程上下文中， * 然后当你走到这一步的时候，就可以获取到线程中的tomcat自定义类加载器 */try {cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();} catch (Throwable ex) {}// 如果线程上下文中的类加载器为空，那就获取ClassUtils类所对应的类加载器if (cl == null) {cl = ClassUtils.class.getClassLoader();if (cl == null) { // 如果类加载器等于null，就说明是引导类加载器// ClassUtils类是被Bootstrap类加载器加载的，则获取系统类加载器try {cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();} catch (Throwable ex) {}}}// 返回类加载器return cl;}

ClassUtils.getDefaultClassLoader()

优先返回当前线程中的类加载器如果当前线程中的类加载器为空，则返回ClassUtils类的类加载器如果ClassUtils类的类加载器为空，那么表示是Bootstrap类加载器加载的ClassUtils类，那么则返回系统类加载器 4.实例化前

当前BeanDefinition对应的类加载成功后，就可以实例化对象了，但是…

在实例化对象之前，Spring提供了一个扩展点，允许用户来控制是否在某些Bean实例化之前做一些启动动作。

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这个扩展点叫InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation( )。比如：

@Componentpublic class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor { @Override public Object postProcessBeforeInstantiation(Class6b3d0130bba23ae47fe2b8e8cddf0195 beanClass, String beanName) throws BeansException {    if ("userService".equals(beanName)) {     System.out.println("实例化前");    }    return null;  }  }

以上代码会导致，在userService这个Bean实例化前，会进行打印。

注意：postProcessBeforeInstantiation()是有返回值的，如果这么实现：

@Componentpublic class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor { @Override public Object postProcessBeforeInstantiation(Class6b3d0130bba23ae47fe2b8e8cddf0195 beanClass, String beanName) throws BeansException {    if ("userService".equals(beanName)) {     System.out.println("实例化前");     return new UserService();    }  return null; }  }

userService这个Bean在实例化前会直接返回一个由我们所定义的UserService对象。如果是这样，表示不需要Spring来实例化了，并且后续的Spring依赖注入也不会进行了，会跳过一些步骤，直接执行初始化后这一步。

5.实例化

在这个步骤中就会根据BeanDefinition去创建一个对象了。

6.BeanDefinition的后置处理

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Bean对象实例化之后，接下来就应该给对象的属性赋值了。在真正给属性赋值之前，Spring又提供了一个扩展点MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition( )，可以对此时的BeanDefinition进行加工，比如：

@Componentpublic class ZhouyuMergedBeanDefinitionPostProcessor implements MergedBeanDefinitionPostProcessor { @Override public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class6b3d0130bba23ae47fe2b8e8cddf0195 beanType, String beanName) {  if ("userService".equals(beanName)) {   beanDefinition.getPropertyValues().add("orderService", new OrderService()); // 注入属性  } }  }

在Spring源码中，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 就是一个MergedBeanDefinitionPostProcessor，它的postProcessMergedBeanDefinition()方法中会去查找注入点，并缓存在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor对象的一个Map中（injectionMetadataCache）。

7.实例化后

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在处理完BeanDefinition后，Spring又设计了一个扩展点：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation( )，比如：

@Componentpublic class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor { @Override public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {  if ("userService".equals(beanName)) {   UserService userService = (UserService) bean;   userService.test();  }  return true; }}

上述代码就是对userService所实例化出来的对象进行处理。

注意：这个扩展点在Spring源码中基本没有怎么使用。

8.自动注入 9.处理属性

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/** * 这里会调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法，会直接给对象中的属性赋值 * AutowiredAnnotationBeanPostProcessor内部并不会处理pvs，直接返回了 * 并不会处理pvs指的是： * 如果当前bean的某些属性已经通过postProcessMergedBeanDefinition方法注入了，那么该属性上面的@Autowired注解应该是无效的， * 因为程序员已经将自定义的值设置到属性里面去了 */

这个步骤中，就会处理@Autowired、@Resource、@Value等注解，也是通过**InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties( )**扩展点来实现的。

比如：我们甚至可以实现一个自己的自动注入功能

@Componentpublic class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {@Overridepublic PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) throws BeansException {if ("userService".equals(beanName)) {for (Field field : bean.getClass().getFields()) {if (field.isAnnotationPresent(ZhouyuInject.class)) {field.setAccessible(true);try {field.set(bean, "123");} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}}}return pvs;}}

10.执行Aware

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完成了属性赋值之后，Spring会执行一些回调，包括：

BeanNameAware：回传beanName给bean对象BeanClassLoaderAware：回传classLoader给bean对象BeanFactoryAware：回传beanFactory给对象 11.初始化前

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初始化前，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization( )，比如：

@Componentpublic class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor { @Override public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {  if ("userService".equals(beanName)) {   System.out.println("初始化前");  }  return bean; }}

利用初始化前，可以对已经进行了依赖注入的Bean进行处理。

在Spring源码中：

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor 会在初始化前这个步骤中执行@PostConstruct的方法，ApplicationContextAwareProcessor 会在初始化前这个步骤中进行其他Aware的回调： EnvironmentAware：回传环境变量EmbeddedValueResolverAware：回传占位符解析器ResourceLoaderAware：回传资源加载器ApplicationEventPublisherAware：回传事件发布器MessageSourceAware：回传国际化资源ApplicationStartupAware：回传应用其他监听对象，可忽略ApplicationContextAware：回传Spring容器ApplicationContext 12.初始化

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查看当前Bean对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了就调用其afterPropertiesSet()方法执行BeanDefinition中指定的初始化方法 13.初始化后

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这是Bean创建生命周期中的最后一个步骤，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization( )，比如：

@Componentpublic class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor { @Override public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {  if ("userService".equals(beanName)) {   System.out.println("初始化后");  }  return bean; }}

可以在这个步骤中，对Bean进行最终处理，Spring中的AOP就是基于初始化后实现的，初始化后返回的对象才是最终的Bean对象。

14.总结BeanPostProcessor

实例化前：

InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()

实例化

MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition()

实例化后：

InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()

自动注入

InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()

Aware对象

初始化前：

BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()

初始化

初始化后：

BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()

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推荐学习：《java视频教程》

以上是java Spring创建Bean的生命周期详析的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！

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