浅尝Spring注解开发_Bean生命周期及执行过程

Bean生命周期、自定义初始化方法、BeanPostProcessor后置处理器原理及应用。 Spring注解开发_Bean生命周期及执行过程

浅尝Spring注解开发，基于Spring 4.3.12
包含Bean生命周期、自定义初始化方法、Debug BeanPostProcessor执行过程及在Spring底层中的应用

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Bean生命周期

了解Bean的生命周期，就可以在Bean声明周期的不同阶段进行自定义的操作，满足更复杂的需求。简单的将Bean生命周期分为三个阶段：Bean创建、初始化、销毁

• 对象创建：单实例在容器启动的时候创建对象，多实例在每次获取的时候创建对象
  • 初始化之前：BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()
• 初始化：对象创建完成，并赋值好，调用初始化方法
  • 初始化之后：BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()
• [容器创建完成]
• 销毁：单实例在容器关闭的时候销毁，多实例容器不会管理这个bean，容器不会调用销毁方法

现在可以通过下面方法在初始化和销毁时自定义初始化方法来干涉Bean创建过程。

1. @Bean()注解参数
2. InitializingBean、DisposableBean接口
3. @PostConstruct、@PreDestroy注解
4. BeanPostProcessor接口

1.@Bean生命周期

通过@Bean指定init-method和destroy-method的初始化方法

• 先自定义Bean初始化和销毁方法

  @Component
  public class Car {
  	
  	public Car(){
  		System.out.println("car constructor...");
  	}
  	//现在只是普通方法
  	public void init(){
  		System.out.println("car ... init...");
  	}
  	//现在只是普通方法
  	public void detory(){
  		System.out.println("car ... destory...");
  	}
  
  }
  

• 配置进容器

  • 通过@Bean注解，在@Bean注册进容器时指定自定义方法

  @Configuration
  public class MainConfigOfLifeCycle {
  	
  	//@Scope("prototype")多实例，不管销毁
  	//指定用于初始化和销毁的方法
  	@Bean(initMethod="init",destroyMethod="destory")
  	public Car car(){
  		return new Car();
  	}
  
  }
  

• 测试

  public class IOCTest_LifeCycle {
  	
  	@Test
  	public void test01(){
  		//1、创建ioc容器
  		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
  		System.out.println("容器创建完成...");
  		
  		//applicationContext.getBean("car");
  		//关闭容器
  		applicationContext.close();
  	}
  
  }
  

  输出

  //先创建对象
  car constructor...
  //再自定义初始化方法
  car ... init...
  //创建完成
  容器创建完成...
  //关闭时自定义销毁方法
  car ... destory...
  

2.InitializingBean，DisposableBean生命周期

接口，需实现，通过让Bean实现InitializingBean（定义初始化逻辑），DisposableBean（定义销毁逻辑）;

• 实现接口，自定义初始化Bean

  public class Cat implements InitializingBean,DisposableBean {
  	
  	public Cat(){
  		System.out.println("cat constructor...");
  	}
  
  	//定义销毁逻辑
  	@Override
  	public void destroy() throws Exception {
  		// TODO Auto-generated method stub
  		System.out.println("cat...destroy...");
  	}
  
  	//定义初始化逻辑
  	@Override
  	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
  		// TODO Auto-generated method stub
  		System.out.println("cat...afterPropertiesSet...");
  	}
  
  }
  

• 配置进容器

  • 在@Configuration配置类中使用@Bean
  • 或在Bean类上使用@Component然后再配置类上使用@ComponentScan

  //配置组件
  @Component
  public class Cat implements InitializingBean,DisposableBean {
  	//...
  }
  

  //扫描进容器
  @ComponentScan("com.xxx.bean")
  @Configuration
  public class MainConfigOfLifeCycle {
  	//...
  }
  

• 测试

  public class IOCTest_LifeCycle {
  	
  	@Test
  	public void test01(){
  		//1、创建ioc容器
  		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
  		System.out.println("容器创建完成...");
  		
  		//applicationContext.getBean("car");
  		//关闭容器
  		applicationContext.close();
  	}
  }
  

  输出

  //注意顺序，每个Bean先构造并初始化，然后才进行下一个Bean，关闭时从内向外
  （猫）cat constructor...
  （猫）cat...afterPropertiesSet...
  （车）car constructor...
  （车）car ... init...
  //创建完成
   容器创建完成...
  //关闭时销毁
  （车）car ... destory...
  （猫）cat...destroy...
  

3.@PostConstruct生命周期

可以使用JSR250；

• @PostConstruct：在bean创建完成并且属性赋值完成之后，来执行初始化方法

• @PreDestroy：在容器销毁bean之前通知我们进行清理工作

• 标注注解，自定义初始化Bean

  public class Dog {
  
  	public Dog(){
  		System.out.println("dog constructor...");
  	}
  	
  	//对象创建并赋值之后调用
  	@PostConstruct
  	public void init(){
  		System.out.println("Dog....@PostConstruct...");
  	}
  	
  	//容器移除对象之前
  	@PreDestroy
  	public void detory(){
  		System.out.println("Dog....@PreDestroy...");
  	}
  }
  

• 配置进容器

  • 在@Configuration配置类中使用@Bean
  • 或在Bean类上使用@Component然后再配置类上使用@ComponentScan

  @Component
  public class Dog {
  	//...
  }
  

  //扫描进容器
  @ComponentScan("com.xxx.bean")
  @Configuration
  public class MainConfigOfLifeCycle {
  	//...
  }
  

• 测试

  public class IOCTest_LifeCycle {
  	
  	@Test
  	public void test01(){
  		//1、创建ioc容器
  		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
  		System.out.println("容器创建完成...");
  		
  		//applicationContext.getBean("car");
  		//关闭容器
  		applicationContext.close();
  	}
  
  }
  

  输出

  //注意顺序，每个Bean先构造并初始化，然后才进行下一个Bean，关闭时从内向外
  （猫）cat constructor...
  （猫）cat...afterPropertiesSet...
  （狗）dog constructor...
  （狗）Dog....@PostConstruct...
  （车）car constructor...
  （车）car ... init...
  //创建完成
  容器创建完成...
  //关闭时销毁
  （车）car ... destory...
  （狗）Dog....@PreDestroy...
  （猫）cat...destroy...
  

4.BeanPostProcessor

postProcessBeforeInitialization：在创建Bean实例之后，在自定义初始化之前进行调用

postProcessAfterInitialization：在自定义初始化之后进行调用

BeanPostProcessor接口：bean的后置处理器，需实现，在bean初始化前后进行一些处理工作

• postProcessBeforeInitialization：在（自定义初始化，如InitializingBean[afterPropertiesSet]、init-method等，就是上面那些自定义初始化方法）初始化之前工作（创建Bean实例之后，在自定义初始化之前）

• postProcessAfterInitialization：在（自定义）初始化之后工作

• 实现后置处理器接口

  public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
  
  	//初始化前置方法
  	//bean：新创建的实例，还未初始化
  	//beanName：未初始化的Bean名字
  	@Override
  	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  		// TODO Auto-generated method stub
  		System.out.println("postProcessBeforeInitialization..."+beanName+"=>"+bean);
  		return bean;
  	}
  	//初始化后置方法
  	@Override
  	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  		// TODO Auto-generated method stub
  		System.out.println("postProcessAfterInitialization..."+beanName+"=>"+bean);
  		return bean;
  	}
      
  }
  

• 配置进容器

  • 在@Configuration配置类中使用@Bean
  • 或在Bean类上使用@Component然后再配置类上使用@ComponentScan

  @Component
  public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
  
      //...
  }
  

  //扫描进容器
  @ComponentScan("com.xxx.bean")
  @Configuration
  public class MainConfigOfLifeCycle {
  	//...
  }
  

• 测试

  • 这次没有新增的Bean，只配置了一个后置处理器，
  • 这个后置处理器会对容器中的Bean起作用，包括上面三种自定义初始化Bean

  public class IOCTest_LifeCycle {
  	
  	@Test
  	public void test01(){
  		//1、创建ioc容器
  		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
  		System.out.println("容器创建完成...");
  		
  		//applicationContext.getBean("car");
  		//关闭容器
  		applicationContext.close();
  	}
  
  }
  

  输出

  //对于每一个Bean都要执行一遍
  //1.创建
  //2.BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()
  //3.初始化：对象创建完成，并赋值好，调用初始化方法...
  //4.BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()
  //5.销毁
  
  
  //以其中一个Bean为例：
  //构造对象
  cat constructor...
  //初始化之前
  postProcessBeforeInitialization...cat=>com.xxx.bean.Cat@7d68ef40
  //使用InitializingBean自定义初始化逻辑
  cat...afterPropertiesSet...
  //初始化之后
  postProcessAfterInitialization...cat=>com.xxx.bean.Cat@7d68ef40
  //创建完成
  容器创建完成...
  //关闭时销毁
  cat ... destroy...
  

⭐BeanPostProcessor原理

bean赋值，注入其他组件，@Autowired，生命周期注解功能，@Async，xxxBeanPostProcessor都通过BeanPostProcessor实现

详细视频 https://www.bilibili.com/video/BV1gW411W7wy?p=16

主要方法

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)：给bean进行属性赋值
initializeBean：初始化Bean
{
    applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);初始化前应用后置处理器
    invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);执行自定义初始化
    applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);初始化后应用后置处理器
}
遍历得到容器中所有的BeanPostProcessor；挨个执行beforeInitialization，
一但返回null，跳出for循环

执行过程

了解BeanPostProcessor的执行过程，从AnnotationConfigApplicationContext开始Debug

public class IOCTest_LifeCycle {
	
	@Test
	public void test01(){
		//1、创建ioc容器
		AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
		System.out.println("容器创建完成...");
		
		//applicationContext.getBean("car");
		//关闭容器
		applicationContext.close();
	}
}

1. 先从创建ioc容器开始，进入AnnotationConfigApplicationContext()构造方法，执行里面的refresh()方法刷新容器
   1. refresh()方法里面有一个finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)初始化所有剩余的单实例对象，进入这个方法
2. 这个方法最后一步有一个beanFactory.preInstantiateSingletons()初始化所有单实例Bean，进入这个方法
   1. 触发所有非惰性单例bean的初始化
   2. 里面调用getBean(beanName)，
   3. 进入getBean(beanName)里面再调用doGetBean(name,null,null,false)
   4. 进入doGetBean(name,null,null,false)里面有getSingleton(beanName,new ObjectFactory(){singletonFactory.getObject()})通过匿名内部类调用getObject()
3. 此时通过匿名类getObject()进入下一个调用栈AbstractBeanFactory$1.getObject()，如果是单例，调用createBean(beanName,mbd,args)
4. 进入createBean(beanName,mbd,args)调用doCreateBean(beanName,mbd,args)创建一个实例，过程如下
   1. 进入doCreateBean(beanName,mbd,args)，里面调用一个initializeBean(beanName,exposedObject,mbd)初始化方法，这个方法里面就是调用的后置处理器
   2. 在这个方法上面有populateBean(beanName，mbd,instanceWrapper)方法，这个方法为Bean属性赋值
   3. 进入initializeBean(beanName,exposedObject,mbd)，下面有一个invokeInitMethods(beanName,wrappedBean,mbd)执行初始化方法（就是上面的自定义初始化InitializingBean[afterPropertiesSet]、init-method）
   4. 在invokeInitMethods(beanName,wrappedBean,mbd)[在初始化之前应用 BeanPost 处理器]上面有一个applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean,beanName)下面有一个applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean,beanName)[在初始化之后应用 BeanPost 处理器]，作用是在初始化之前应用所有的BeanPostProcessors在初始化之后应用所有的BeanPostProcessors
5. 进入applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean,beanName)
   1. 里面有getBeanPostProcessors()找到所有BeanPostProcessors遍历，包括Spring系统的BeanPostProcessor如ApplicationContextAwareProcessor、ConfigurationClassPostProcessor等，然后才是自定义的MyBeanPostProcessor，依次执行beanProcessor.postProcessBeforeInitialization()
   2. 如果有执行返回null，就结束遍历，返回null，后面的处理器就不执行了（不应用后续的BeanPostProcessors了）

调用栈

• 获取单例

  

• 创建实例Bean

  

• 给Bean属性赋值和初始化Bean

  

完整流程

Spring底层对 BeanPostProcessor 的使用；

1. 由上图可以看到，Spring中的BeanPostProcessor在实例化过程处于的位置，BeanPostProcessor接口有两个方法需要实现：postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization
2. 前者在实例化及依赖注入完成后、在任何初始化代码（比如配置文件中的init-method）调用之前调用；后者在初始化代码调用之后调用。

⭐BeanPostProcessor在Spring底层的使用

许多注解底层都是基于BeanPostProcessor

BeanPostProcessor接口实现类

向组件中注入IoC容器

在Bean创建过程中，初始化之前，判断是否实现了某Aware接口，如果实现了，就向Bean中注入ApplicationContext容器

• 向Bean中注入IoC容器

  • 实现ApplicationContextAware接口，声明属性，赋值，就可以在组件中使用Ioc容器

    @Component
    public class Dog implements ApplicationContextAware {
    	
    	//声明IoC容器
    	private ApplicationContext applicationContext;
    	
    	public Dog(){
    		System.out.println("dog constructor...");
    	}
    	
    	//对象创建并赋值之后调用
    	@PostConstruct
    	public void init(){
    		System.out.println("Dog....@PostConstruct...");
    	}
    	
    	//容器移除对象之前
    	@PreDestroy
    	public void detory(){
    		System.out.println("Dog....@PreDestroy...");
    	}
    
    	//把applicationContext IoC容器赋值给属性
    	@Override
    	public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		this.applicationContext = applicationContext;
    	}
    }
    

• 原理是通过ApplicationContextAwareProcessor实现

  • ApplicationContextAwareProcessor实现了BeanPostProcessor接口

    

  • 在postProcessBeforeInitialization()方法中

    1. 在Bean初始化之前，判断Bean是否实现了ApplicationContextAware接口，或其他Aware接口
    2. 如果实现了，就调用invokeAwareInterfaces(bean)给Bean注入值
    3. 判断Bean是什么类型Aware，将Bean转成对应类型调用((ApplicationContextAware)bean).setApplicationContext(this.applicationContext)注入IoC容器
    4. 于是就到了上面实现的接口的未实现方法中

数据校验

• BeanValidationPostProcessor也实现了BeanPostProcessor接口
• 在Bean创建完赋值后，同样调用postProcessBeforeInitialization()方法，进行数据校验
  • postProcessBeforeInitialization(){doValidate(bean)}
  • postProcessAfterInitialization(){doValidate(bean)}

自定义初始化注解

• Bean初始化有一种方法是使用@PostConstruct注解，也是通过BeanPostProcessor实现
• InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor处理@PostConstruct和@PreDestroy注解
  • 在postProcessBeforeInitialization()中找到Bean的生命周期注解所标注的方法，如initMethods、destroyMethods
  • 找到之后就执行注解标注的初始化方法metatata.invokeInitMethods(bean,beanName)和element.invoke(target)，利用反射执行。

自动注入注解@Autowired

• 为什么@Autowired能够自动注入值，是通过这个AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现BeanPostProcessors接口
• 在对象创建完之后，处理标注@Autowired标注的所有属性进行注入值