IOC 之分析 bean 的生命周期

待我称王封你为后i 2022-02-12 12:09 262阅读 0赞

在分析 Spring Bean 实例化过程中提到 Spring 并不是一启动容器就开启 bean 的实例化进程，只有当客户端通过显示或者隐式的方式调用 BeanFactory 的 getBean() 方法来请求某个实例对象的时候，它才会触发相应 bean 的实例化进程，当然也可以选择直接使用 ApplicationContext 容器，因为该容器启动的时候会立刻调用注册到该容器所有 bean 定义的实例化方法。当然对于 BeanFactory 容器而言并不是所有的 getBean() 方法都会触发实例化进程，比如 signleton 类型的 bean，该类型的 bean 只会在第一次调用 getBean() 的时候才会触发，而后续的调用则会直接返回容器缓存中的实例对象。

getBean() 只是 bean 实例化进程的入口，真正的实现逻辑其实是在 AbstractAutowireCapableBeanFactory 的 doCreateBean() 实现，实例化过程如下图：

![1240][]

原来我们采用 new 的方式创建一个对象，用完该对象在其脱离作用域后就会被回收，对于后续操作我们无权也没法干涉，但是采用 Spring 容器后，我们完全摆脱了这种命运，Spring 容器将会对其所有管理的 Bean 对象全部给予一个统一的生命周期管理，同时在这个阶段我们也可以对其进行干涉（比如对 bean 进行增强处理，对 bean 进行篡改），如上图。

# bean 实例化 #

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在 doCreateBean() 中首先进行 bean 实例化工作，主要由 createBeanInstance() 实现，该方法返回一个 BeanWrapper 对象。BeanWrapper 对象是 Spring 的一个低级 Bean 基础结构的核心接口，为什么说是低级呢？因为这个时候的 Bean 还不能够被我们使用，连最基本的属性都没有设置。而且在我们实际开发过程中一般都不会直接使用该类，而是通过 BeanFactory 隐式使用。

BeanWrapper 接口有一个默认实现类 BeanWrapperImpl，其主要作用是对 Bean 进行“包裹”，然后对这个包裹的 bean 进行操作，比如后续注入 bean 属性。

在实例化 bean 过程中，Spring 采用“策略模式”来决定采用哪种方式来实例化 bean，一般有反射和 CGLIB 动态字节码两种方式。

InstantiationStrategy 定义了 Bean 实例化策略的抽象接口，其子类 SimpleInstantiationStrategy 提供了基于反射来实例化对象的功能，但是不支持方法注入方式的对象实例化。CglibSubclassingInstantiationStrategy 继承 SimpleInstantiationStrategy，他除了拥有父类以反射实例化对象的功能外，还提供了通过 CGLIB 的动态字节码的功能进而支持方法注入所需的对象实例化需求。默认情况下，Spring 采用 CglibSubclassingInstantiationStrategy。

# 激活 Aware #

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当 Spring 完成 bean 对象实例化并且设置完相关属性和依赖后，则会开始 bean 的初始化进程（initializeBean()），初始化第一个阶段是检查当前 bean 对象是否实现了一系列以 Aware 结尾的的接口。

Aware 接口为 Spring 容器的核心接口，是一个具有标识作用的超级接口，实现了该接口的 bean 是具有被 Spring 容器通知的能力，通知的方式是采用回调的方式。

在初始化阶段主要是感知 BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware ：

private void invokeAwareMethods(final String beanName, final Object bean) {
    	if (bean instanceof Aware) {
    		if (bean instanceof BeanNameAware) {
    			((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
    		}
    		if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
    			ClassLoader bcl = getBeanClassLoader();
    			if (bcl != null) {
    				((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);
    			}
    		}
    		if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
    			((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
    		}
    	}
    }

BeanNameAware：对该 bean 对象定义的 beanName 设置到当前对象实例中  
BeanClassLoaderAware：将当前 bean 对象相应的 ClassLoader 注入到当前对象实例中  
BeanFactoryAware：BeanFactory 容器会将自身注入到当前对象实例中，这样当前对象就会拥有一个 BeanFactory 容器的引用。  
当然，Spring 不仅仅只是提供了上面三个 Aware 接口，而是一系列：

*  **LoadTimeWeaverAware**：加载Spring Bean时织入第三方模块，如AspectJ
 *  **BootstrapContextAware**：资源适配器BootstrapContext，如JCA,CCI
 *  **ResourceLoaderAware**：底层访问资源的加载器
 *  **PortletConfigAware**：PortletConfig
 *  **PortletContextAware**：PortletContext
 *  **ServletConfigAware**：ServletConfig
 *  **ServletContextAware**：ServletContext
 *  **MessageSourceAware**：国际化
 *  **ApplicationEventPublisherAware**：应用事件
 *  **NotificationPublisherAware**：JMX通知

# BeanPostProcessor #

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初始化第二个阶段则是 BeanPostProcessor 增强处理，在该阶段 BeanPostProcessor 会处理当前容器内所有符合条件的实例化后的 bean 对象。它主要是对 Spring 容器提供的 bean 实例对象进行有效的扩展，允许 Spring 在初始化 bean 阶段对其进行定制化修改，如处理标记接口或者为其提供代理实现。

BeanPostProcessor 接口提供了两个方法，在不同的时机执行，分别对应上图的前置处理和后置处理。

public interface BeanPostProcessor {
    	@Nullable
    	 default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
    		return bean;
    	}
    	@Nullable
    	 default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
    		return bean;
    	}
    }

# InitializingBean 和 init-method #

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InitializingBean 是一个接口，它为 Spring Bean 的初始化提供了一种方式，它有一个 afterPropertiesSet() 方法，在 bean 的初始化进程中会判断当前 bean 是否实现了 InitializingBean，如果实现了则调用 afterPropertiesSet() 进行初始化工作。然后再检查是否也指定了 init-method()，如果指定了则通过反射机制调用指定的 init-method()。

protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)
       throws Throwable {
    	Boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
    	if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
    		if (logger.isDebugEnabled()) {
    			logger.debug("Invoking afterPropertiesSet() on bean with name '" + beanName + "'");
    		}
    		if (System.getSecurityManager() != null) {
    			try {
    				AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {
    					((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
    					return null;
    				}
    				, getAccessControlContext());
    			}
    			catch (PrivilegedActionException pae) {
    				throw pae.getException();
    			}
    		} else {
    			((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
    		}
    	}
    	if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) {
    		String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
    		if (StringUtils.hasLength(initMethodName) &&
    		     !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
    		     !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
    			invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
    		}
    	}
    }

对于 Spring 而言，虽然上面两种方式都可以实现初始化定制化，但是更加推崇 init-method 方式，因为对于 InitializingBean 接口而言，他需要 bean 去实现接口，这样就会污染我们的应用程序，显得 Spring 具有一定的侵入性。但是由于 init-method 是采用反射的方式，所以执行效率上相对于 InitializingBean 接口回调的方式可能会低一些。

# DisposableBean 和 destroy-method #

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与 InitializingBean 和 init-method 用于对象的自定义初始化工作相似，DisposableBean和 destroy-method 则用于对象的自定义销毁工作。

当一个 bean 对象经历了实例化、设置属性、初始化阶段,那么该 bean 对象就可以供容器使用了（调用的过程）。当完成调用后，如果是 singleton 类型的 bean ，则会看当前 bean 是否应实现了 DisposableBean 接口或者配置了 destroy-method 属性，如果是的话，则会为该实例注册一个用于对象销毁的回调方法，便于在这些 singleton 类型的 bean 对象销毁之前执行销毁逻辑。

但是，并不是对象完成调用后就会立刻执行销毁方法，因为这个时候 Spring 容器还处于运行阶段，只有当 Spring 容器关闭的时候才会去调用。但是， Spring 容器不会这么聪明会自动去调用这些销毁方法，而是需要我们主动去告知 Spring 容器。

*  对于 BeanFactory 容器而言，我们需要主动调用 destroySingletons() 通知 BeanFactory 容器去执行相应的销毁方法。
 *  对于 ApplicationContext 容器而言调用 registerShutdownHook() 方法。

# 实践验证 #

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下面用一个实例来真实看看看上面执行的逻辑，毕竟理论是不能缺少实践的：

public class lifeCycleBean implements BeanNameAware,BeanFactoryAware,BeanClassLoaderAware,BeanPostProcessor,
            InitializingBean,DisposableBean {
    
        private String test;
    
        public String getTest() {
            return test;
        }
    
        public void setTest(String test) {
            System.out.println("属性注入....");
            this.test = test;
        }
    
        public lifeCycleBean(){
            System.out.println("构造函数调用...");
        }
    
        public void display(){
            System.out.println("方法调用...");
        }
    
        @Override
        public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
            System.out.println("BeanFactoryAware 被调用...");
        }
    
        @Override
        public void setBeanName(String name) {
            System.out.println("BeanNameAware 被调用...");
        }
    
        @Override
        public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {
            System.out.println("BeanClassLoaderAware 被调用...");
        }
    
        @Override
        public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
            System.out.println("BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization 被调用...");
            return bean;
        }
    
        @Override
        public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
            System.out.println("BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization 被调用...");
            return bean;
        }
    
        @Override
        public void destroy() throws Exception {
            System.out.println("DisposableBean destroy 被调动...");
        }
    
        @Override
        public void afterPropertiesSet() throws Exception {
            System.out.println("InitializingBean afterPropertiesSet 被调动...");
        }
    
        public void initMethod(){
            System.out.println("init-method 被调用...");
        }
    
        public void destroyMethdo(){
            System.out.println("destroy-method 被调用...");
        }
    
    }

lifeCycleBean 继承了 BeanNameAware , BeanFactoryAware , BeanClassLoaderAware , BeanPostProcessor ,  
InitializingBean , DisposableBean 六个接口，同时定义了一个 test 属性用于验证属性注入和提供一个 display() 用于模拟调用。 配置如下：

配置 init-method 和 destroy-method。测试方法如下：

// BeanFactory 容器一定要调用该方法进行 BeanPostProcessor 注册
    factory.addBeanPostProcessor(new lifeCycleBean());
    
    lifeCycleBean lifeCycleBean = (lifeCycleBean) factory.getBean("lifeCycle");
    lifeCycleBean.display();
    
    System.out.println("方法调用完成，容器开始关闭....");
    // 关闭容器
    factory.destroySingletons();

运行结果：

构造函数调用...
    构造函数调用...
    属性注入....
    BeanNameAware 被调用...
    BeanClassLoaderAware 被调用...
    BeanFactoryAware 被调用...
    BeanPostProcessor postProcessBeforeInitialization 被调用...
    InitializingBean afterPropertiesSet 被调动...
    init-method 被调用...
    BeanPostProcessor postProcessAfterInitialization 被调用...
    方法调用...
    方法调用完成，容器开始关闭....
    DisposableBean destroy 被调动...
    destroy-method 被调用...

有两个构造函数调用是因为要注入一个 BeanPostProcessor（你也可以另外提供一个 BeanPostProcessor 实例）。

**根据执行的结果已经上面的分析，我们就可以对 Spring Bean 的声明周期过程如下（方法级别）**：

*  Spring 容器根据实例化策略对 Bean 进行实例化。
 *  实例化完成后，如果该 bean 设置了一些属性的话，则利用 set 方法设置一些属性。
 *  如果该 Bean 实现了 BeanNameAware 接口，则调用 setBeanName() 方法。
 *  如果该 bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接口，则调用 setBeanClassLoader() 方法。
 *  如果该 bean 实现了 BeanFactoryAware接口，则调用 setBeanFactory() 方法。
 *  如果该容器注册了 BeanPostProcessor，则会调用postProcessBeforeInitialization() 方法完成 bean 前置处理
 *  如果该 bean 实现了 InitializingBean 接口，则调用 。afterPropertiesSet() 方法。
 *  如果该 bean 配置了 init-method 方法，则调用 init-method 指定的方法。
 *  初始化完成后，如果该容器注册了 BeanPostProcessor 则会调用 postProcessAfterInitialization() 方法完成 bean 的后置处理。
 *  对象完成初始化，开始方法调用。
 *  在容器进行关闭之前，如果该 bean 实现了 DisposableBean 接口，则调用 destroy() 方法。
 *  在容器进行关闭之前，如果该 bean 配置了 destroy-mehod，则调用其指定的方法。
 *  到这里一个 bean 也就完成了它的一生。

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[Java 1]: https://blog.csdn.net/qq_42882671/article/details/85093711
[Link 1]: https://blog.csdn.net/MX_su/article/details/89606765
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