Spring框架—SpringBean生命周期

2023-10-30 07:32

本文主要是介绍Spring框架—SpringBean生命周期,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

原文作者:sunshujie1990

原文地址:请别再问Spring Bean的生命周期了!

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。

一、4个重要阶段

在传统的Java应用中,bean的生命周期很简单,使用Java关键字 new 进行Bean 的实例化,然后该Bean 就能够使用了。一旦bean不再被使用,则由Java自动进行垃圾回收。相比之下,Spring管理Bean的生命周期就复杂多了,正确理解Bean 的生命周期非常重要,因为Spring对Bean的管理可扩展性非常强,下面展示了一个Bean的构造过程

深究Spring中Bean的生命周期

但是,Spring Bean的生命周期只有四个重要阶段:实例化Instantiation -> 属性赋值Populate -> 初始化Initialization -> 销毁Destruction。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。 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。

  • createBeanInstance() -> 实例化
  • populateBean() -> 属性赋值
  • 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。通过图能更好理解:

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。但是从生命周期角度我们重点关注其特有的对实例化阶段的影响,图中省略了从BeanPostProcessor继承的方法。

InstantiationAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor源码分析:

  • postProcessBeforeInstantiation调用点,忽略无关代码:
@Overrideprotected 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InstantiationAwareBeanPostProcessorObject 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AwareinvokeAwareMethods(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。

扩展阅读: BeanPostProcessor 注册时机与执行顺序

我们知道BeanPostProcessor也会注册为Bean,那么Spring是如何保证BeanPostProcessor在我们的业务Bean之前初始化完成呢?请看我们熟悉的refresh()方法的源码,省略部分无关代码:

@Overridepublic void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {try {// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.postProcessBeanFactory(beanFactory);// Invoke factory processors registered as beans in the context.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// Register bean processors that intercept bean creation.// 所有BeanPostProcesser初始化的调用点registerBeanPostProcessors(beanFactory);// Initialize message source for this context.initMessageSource();// Initialize event multicaster for this context.initApplicationEventMulticaster();// Initialize other special beans in specific context subclasses.onRefresh();// Check for listener beans and register them.registerListeners();// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.// 所有单例非懒加载Bean的调用点finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);// Last step: publish corresponding event.finishRefresh();}}

可以看出,Spring是先执行registerBeanPostProcessors()进行BeanPostProcessors的注册,然后再执行finishBeanFactoryInitialization初始化我们的单例非懒加载的Bean。

执行顺序

BeanPostProcessor有很多个,而且每个BeanPostProcessor都影响多个Bean,其执行顺序至关重要,必须能够控制其执行顺序才行。关于执行顺序这里需要引入两个排序相关的接口:PriorityOrdered、Ordered

  • PriorityOrdered是一等公民,首先被执行,PriorityOrdered公民之间通过接口返回值排序

  • Ordered是二等公民,然后执行,Ordered公民之间通过接口返回值排序

  • 都没有实现是三等公民,最后执行

在以下源码中,可以很清晰的看到Spring注册各种类型BeanPostProcessor的逻辑,根据实现不同排序接口进行分组。优先级高的先加入,优先级低的后加入。

// First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
// 首先,加入实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessors,顺便根据PriorityOrdered排了序String[] postProcessorNames =beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();// Next, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement Ordered.
// 然后,加入实现了Ordered接口的BeanPostProcessors,顺便根据Ordered排了序postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();// Finally, invoke all other BeanDefinitionRegistryPostProcessors until no further ones appear.
// 最后加入其他常规的BeanPostProcessorsboolean reiterate = true;while (reiterate) {reiterate = false;postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);for (String ppName : postProcessorNames) {if (!processedBeans.contains(ppName)) {currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));processedBeans.add(ppName);reiterate = true;}}sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);currentRegistryProcessors.clear();}

根据排序接口返回值排序,默认升序排序,返回值越低优先级越高。

    /*** Useful constant for the highest precedence value.* @see java.lang.Integer#MIN_VALUE*/int HIGHEST_PRECEDENCE = Integer.MIN_VALUE;/*** Useful constant for the lowest precedence value.* @see java.lang.Integer#MAX_VALUE*/int LOWEST_PRECEDENCE = Integer.MAX_VALUE;

PriorityOrdered、Ordered接口作为Spring整个框架通用的排序接口,在Spring中应用广泛,也是非常重要的接口。

总结

Spring Bean的生命周期分为四个阶段多个扩展点。扩展点又可以分为影响多个Bean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

至此,Spring Bean的生命周期介绍完毕,由于作者水平有限难免有疏漏,欢迎留言纠错。

这篇关于Spring框架—SpringBean生命周期的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/306466

相关文章

Java实现删除文件中的指定内容

《Java实现删除文件中的指定内容》在日常开发中,经常需要对文本文件进行批量处理,其中,删除文件中指定内容是最常见的需求之一,下面我们就来看看如何使用java实现删除文件中的指定内容吧... 目录1. 项目背景详细介绍2. 项目需求详细介绍2.1 功能需求2.2 非功能需求3. 相关技术详细介绍3.1 Ja

springboot项目中整合高德地图的实践

《springboot项目中整合高德地图的实践》:本文主要介绍springboot项目中整合高德地图的实践,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一:高德开放平台的使用二:创建数据库(我是用的是mysql)三:Springboot所需的依赖(根据你的需求再

spring中的ImportSelector接口示例详解

《spring中的ImportSelector接口示例详解》Spring的ImportSelector接口用于动态选择配置类,实现条件化和模块化配置,关键方法selectImports根据注解信息返回... 目录一、核心作用二、关键方法三、扩展功能四、使用示例五、工作原理六、应用场景七、自定义实现Impor

SpringBoot3应用中集成和使用Spring Retry的实践记录

《SpringBoot3应用中集成和使用SpringRetry的实践记录》SpringRetry为SpringBoot3提供重试机制,支持注解和编程式两种方式,可配置重试策略与监听器,适用于临时性故... 目录1. 简介2. 环境准备3. 使用方式3.1 注解方式 基础使用自定义重试策略失败恢复机制注意事项

SpringBoot整合Flowable实现工作流的详细流程

《SpringBoot整合Flowable实现工作流的详细流程》Flowable是一个使用Java编写的轻量级业务流程引擎,Flowable流程引擎可用于部署BPMN2.0流程定义,创建这些流程定义的... 目录1、流程引擎介绍2、创建项目3、画流程图4、开发接口4.1 Java 类梳理4.2 查看流程图4

一文详解如何在idea中快速搭建一个Spring Boot项目

《一文详解如何在idea中快速搭建一个SpringBoot项目》IntelliJIDEA作为Java开发者的‌首选IDE‌,深度集成SpringBoot支持,可一键生成项目骨架、智能配置依赖,这篇文... 目录前言1、创建项目名称2、勾选需要的依赖3、在setting中检查maven4、编写数据源5、开启热

Java对异常的认识与异常的处理小结

《Java对异常的认识与异常的处理小结》Java程序在运行时可能出现的错误或非正常情况称为异常,下面给大家介绍Java对异常的认识与异常的处理,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参... 目录一、认识异常与异常类型。二、异常的处理三、总结 一、认识异常与异常类型。(1)简单定义-什么是

SpringBoot项目配置logback-spring.xml屏蔽特定路径的日志

《SpringBoot项目配置logback-spring.xml屏蔽特定路径的日志》在SpringBoot项目中,使用logback-spring.xml配置屏蔽特定路径的日志有两种常用方式,文中的... 目录方案一:基础配置(直接关闭目标路径日志)方案二:结合 Spring Profile 按环境屏蔽关

Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能

《Java使用HttpClient实现图片下载与本地保存功能》在当今数字化时代,网络资源的获取与处理已成为软件开发中的常见需求,其中,图片作为网络上最常见的资源之一,其下载与保存功能在许多应用场景中都... 目录引言一、Apache HttpClient简介二、技术栈与环境准备三、实现图片下载与保存功能1.

SpringBoot排查和解决JSON解析错误(400 Bad Request)的方法

《SpringBoot排查和解决JSON解析错误(400BadRequest)的方法》在开发SpringBootRESTfulAPI时,客户端与服务端的数据交互通常使用JSON格式,然而,JSON... 目录问题背景1. 问题描述2. 错误分析解决方案1. 手动重新输入jsON2. 使用工具清理JSON3.