Spring Bean的生命周期

Spring Bean的生命周期只有這四個階段薄啥。把這四個階段和每個階段對應的擴展點糅合在一起雖然沒有問題,但是這樣非常凌亂,難以記憶发乔。要徹底搞清楚Spring的生命周期,首先要把這四個階段牢牢記住雪猪。實例化和屬性賦值對應構造方法和setter方法的注入栏尚,初始化和銷毀是用戶能自定義擴展的兩個階段。在這四步之間穿插的各種擴展點浪蹂,稍后會講抵栈。

  1. 實例化 Instantiation
  2. 屬性賦值 Populate
  3. 初始化 Initialization
  4. 銷毀 Destruction

實例化 -> 屬性賦值 -> 初始化 -> 銷毀

主要邏輯都在doCreate()方法中,邏輯很清晰坤次,就是順序調(diào)用以下三個方法古劲,這三個方法與三個生命周期階段一一對應,非常重要缰猴,在后續(xù)擴展接口分析中也會涉及产艾。

  1. createBeanInstance() -> 實例化
  2. populateBean() -> 屬性賦值
  3. initializeBean() -> 初始化

源碼如下,能證明實例化滑绒,屬性賦值和初始化這三個生命周期的存在闷堡。關于本文的Spring源碼都將忽略無關部分,便于理解:

// 忽略了無關代碼
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
      throws BeanCreationException {

   // Instantiate the bean.
   BeanWrapper instanceWrapper = null;
   if (instanceWrapper == null) {
       // 實例化階段疑故!
      instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
   }

   // Initialize the bean instance.
   Object exposedObject = bean;
   try {
       // 屬性賦值階段杠览!
      populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
       // 初始化階段!
      exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
   }

   }

至于銷毀纵势,是在容器關閉時調(diào)用的踱阿,詳見ConfigurableApplicationContext#close()

常用擴展點

Spring生命周期相關的常用擴展點非常多,所以問題不是不知道钦铁,而是記不住或者記不牢软舌。其實記不住的根本原因還是不夠了解,這里通過源碼+分類的方式幫大家記憶牛曹。

第一大類:影響多個Bean的接口

實現(xiàn)了這些接口的Bean會切入到多個Bean的生命周期中佛点。正因為如此,這些接口的功能非常強大黎比,Spring內(nèi)部擴展也經(jīng)常使用這些接口超营,例如自動注入以及AOP的實現(xiàn)都和他們有關。

  • BeanPostProcessor
  • InstantiationAwareBeanPostProcessor

這兩兄弟可能是Spring擴展中最重要的兩個接口阅虫!InstantiationAwareBeanPostProcessor作用于實例化階段的前后糟描,BeanPostProcessor作用于初始化階段的前后。正好和第一书妻、第三個生命周期階段對應船响。通過圖能更好理解:

image

InstantiationAwareBeanPostProcessor實際上繼承了BeanPostProcessor接口躬拢,嚴格意義上來看他們不是兩兄弟,而是兩父子见间。但是從生命周期角度我們重點關注其特有的對實例化階段的影響聊闯,圖中省略了從BeanPostProcessor繼承的方法。

InstantiationAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor源碼分析:
  • postProcessBeforeInstantiation調(diào)用點米诉,忽略無關代碼:
@Override
    protected 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方法調(diào)用點菱蔬,這里就不跟進了,
            // 有興趣的同學可以自己看下史侣,就是for循環(huán)調(diào)用所有的InstantiationAwareBeanPostProcessor
            Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
            if (bean != null) {
                return bean;
            }
        }

        try {   
            // 上文提到的doCreateBean方法拴泌,可以看到
            // postProcessBeforeInstantiation方法在創(chuàng)建Bean之前調(diào)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之前調(diào)用惊橱,也就是在bean實例化之前調(diào)用的蚪腐,英文源碼注釋解釋道該方法的返回值會替換原本的Bean作為代理,這也是Aop等功能實現(xiàn)的關鍵點税朴。

  • postProcessAfterInstantiation調(diào)用點回季,忽略無關代碼:
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()
    // 方法作為屬性賦值的前置檢查條件,在屬性賦值之前執(zhí)行正林,能夠影響是否進行屬性賦值泡一!
   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;
            }
         }
      }
   }

   // 忽略后續(xù)的屬性賦值操作代碼
}

可以看到該方法在屬性賦值方法內(nèi),但是在真正執(zhí)行賦值操作之前觅廓。其返回值為boolean鼻忠,返回false時可以阻斷屬性賦值階段(continueWithPropertyPopulation = false;)。

關于BeanPostProcessor執(zhí)行階段的源碼穿插在下文Aware接口的調(diào)用時機分析中杈绸,因為部分Aware功能的就是通過他實現(xiàn)的!只需要先記住BeanPostProcessor在初始化前后調(diào)用就可以了帖蔓。

第二大類:只調(diào)用一次的接口

這一大類接口的特點是功能豐富,常用于用戶自定義擴展蝇棉。
第二大類中又可以分為兩類:

  1. Aware類型的接口
  2. 生命周期接口
無所不知的Aware

Aware類型的接口的作用就是讓我們能夠拿到Spring容器中的一些資源讨阻〗嬗溃基本都能夠見名知意篡殷,Aware之前的名字就是可以拿到什么資源,例如BeanNameAware可以拿到BeanName埋涧,以此類推板辽。調(diào)用時機需要注意:所有的Aware方法都是在初始化階段之前調(diào)用的!
Aware接口眾多棘催,這里同樣通過分類的方式幫助大家記憶劲弦。
Aware接口具體可以分為兩組,至于為什么這么分醇坝,詳見下面的源碼分析邑跪。如下排列順序同樣也是Aware接口的執(zhí)行順序,能夠見名知意的接口不再解釋。

Aware Group1

  1. BeanNameAware
  2. BeanClassLoaderAware
  3. BeanFactoryAware

Aware Group2

  1. EnvironmentAware
  2. EmbeddedValueResolverAware 這個知道的人可能不多画畅,實現(xiàn)該接口能夠獲取Spring EL解析器砸琅,用戶的自定義注解需要支持spel表達式的時候可以使用,非常方便轴踱。
  3. ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware) 這幾個接口可能讓人有點懵症脂,實際上這幾個接口可以一起記,其返回值實質(zhì)上都是當前的ApplicationContext對象淫僻,因為ApplicationContext是一個復合接口诱篷,如下:
public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
        MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {}

這里涉及到另一道面試題,ApplicationContext和BeanFactory的區(qū)別雳灵,可以從ApplicationContext繼承的這幾個接口入手棕所,除去BeanFactory相關的兩個接口就是ApplicationContext獨有的功能,這里不詳細說明细办。

Aware調(diào)用時機源碼分析

詳情如下橙凳,忽略了部分無關代碼。代碼位置就是我們上文提到的initializeBean方法詳情笑撞,這也說明了Aware都是在初始化階段之前調(diào)用的岛啸!

    // 見名知意,初始化階段調(diào)用的方法
    protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {

        // 這里調(diào)用的是Group1中的三個Bean開頭的Aware
        invokeAwareMethods(beanName, bean);

        Object wrappedBean = bean;

        // 這里調(diào)用的是Group2中的幾個Aware茴肥,
        // 而實質(zhì)上這里就是前面所說的BeanPostProcessor的調(diào)用點坚踩!
        // 也就是說與Group1中的Aware不同,這里是通過BeanPostProcessor(ApplicationContextAwareProcessor)實現(xiàn)的瓤狐。
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
        // 下文即將介紹的InitializingBean調(diào)用點
        invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
        // BeanPostProcessor的另一個調(diào)用點
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);

        return wrappedBean;
    }

可以看到并不是所有的Aware接口都使用同樣的方式調(diào)用瞬铸。Bean××Aware都是在代碼中直接調(diào)用的,而ApplicationContext相關的Aware都是通過BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization()實現(xiàn)的础锐。感興趣的可以自己看一下ApplicationContextAwareProcessor這個類的源碼嗓节,就是判斷當前創(chuàng)建的Bean是否實現(xiàn)了相關的Aware方法,如果實現(xiàn)了會調(diào)用回調(diào)方法將資源傳遞給Bean皆警。
至于Spring為什么這么實現(xiàn)拦宣,應該沒什么特殊的考量。也許和Spring的版本升級有關信姓⊥宜恚基于對修改關閉,對擴展開放的原則意推,Spring對一些新的Aware采用了擴展的方式添加豆瘫。

BeanPostProcessor的調(diào)用時機也能在這里體現(xiàn),包圍住invokeInitMethods方法菊值,也就說明了在初始化階段的前后執(zhí)行外驱。

關于Aware接口的執(zhí)行順序育灸,其實只需要記住第一組在第二組執(zhí)行之前就行了。每組中各個Aware方法的調(diào)用順序其實沒有必要記昵宇,有需要的時候點進源碼一看便知描扯。

簡單的兩個生命周期接口

至于剩下的兩個生命周期接口就很簡單了,實例化和屬性賦值都是Spring幫助我們做的趟薄,能夠自己實現(xiàn)的有初始化和銷毀兩個生命周期階段绽诚。

  1. InitializingBean 對應生命周期的初始化階段,在上面源碼的invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);方法中調(diào)用杭煎。
    有一點需要注意恩够,因為Aware方法都是執(zhí)行在初始化方法之前,所以可以在初始化方法中放心大膽的使用Aware接口獲取的資源羡铲,這也是我們自定義擴展Spring的常用方式蜂桶。
    除了實現(xiàn)InitializingBean接口之外還能通過注解或者xml配置的方式指定初始化方法,至于這幾種定義方式的調(diào)用順序其實沒有必要記也切。因為這幾個方法對應的都是同一個生命周期扑媚,只是實現(xiàn)方式不同,我們一般只采用其中一種方式雷恃。
  2. DisposableBean 類似于InitializingBean疆股,對應生命周期的銷毀階段,以ConfigurableApplicationContext#close()方法作為入口倒槐,實現(xiàn)是通過循環(huán)取所有實現(xiàn)了DisposableBean接口的Bean然后調(diào)用其destroy()方法 旬痹。感興趣的可以自行跟一下源碼。

擴展閱讀: BeanPostProcessor 注冊時機與執(zhí)行順序

注冊時機

我們知道BeanPostProcessor也會注冊為Bean讨越,那么Spring是如何保證BeanPostProcessor在我們的業(yè)務Bean之前初始化完成呢两残?
請看我們熟悉的refresh()方法的源碼,省略部分無關代碼:

@Override
    public 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初始化的調(diào)用點
                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.
                // 所有單例非懶加載Bean的調(diào)用點
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

                // Last step: publish corresponding event.
                finishRefresh();
            }

    }

可以看出把跨,Spring是先執(zhí)行registerBeanPostProcessors()進行BeanPostProcessors的注冊人弓,然后再執(zhí)行finishBeanFactoryInitialization初始化我們的單例非懶加載的Bean。

執(zhí)行順序

BeanPostProcessor有很多個着逐,而且每個BeanPostProcessor都影響多個Bean崔赌,其執(zhí)行順序至關重要,必須能夠控制其執(zhí)行順序才行滨嘱。關于執(zhí)行順序這里需要引入兩個排序相關的接口:PriorityOrdered峰鄙、Ordered

  • PriorityOrdered是一等公民浸间,首先被執(zhí)行太雨,PriorityOrdered公民之間通過接口返回值排序

  • Ordered是二等公民,然后執(zhí)行魁蒜,Ordered公民之間通過接口返回值排序

  • 都沒有實現(xiàn)是三等公民囊扳,最后執(zhí)行

在以下源碼中吩翻,可以很清晰的看到Spring注冊各種類型BeanPostProcessor的邏輯,根據(jù)實現(xiàn)不同排序接口進行分組锥咸。優(yōu)先級高的先加入狭瞎,優(yōu)先級低的后加入。

// First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
// 首先搏予,加入實現(xiàn)了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessors熊锭,順便根據(jù)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,加入實現(xiàn)了Ordered接口的BeanPostProcessors雪侥,順便根據(jù)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.
// 最后加入其他常規(guī)的BeanPostProcessors
            boolean 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();
            }

根據(jù)排序接口返回值排序碗殷,默認升序排序,返回值越低優(yōu)先級越高速缨。

    /**
     * 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锌妻、Ordered接口作為Spring整個框架通用的排序接口,在Spring中應用廣泛旬牲,也是非常重要的接口仿粹。

總結

Spring Bean的生命周期分為四個階段多個擴展點。擴展點又可以分為影響多個Bean影響單個Bean原茅。整理如下:
四個階段

  • 實例化 Instantiation
  • 屬性賦值 Populate
  • 初始化 Initialization
  • 銷毀 Destruction

多個擴展點

  • 影響多個Bean
    • BeanPostProcessor
    • InstantiationAwareBeanPostProcessor
  • 影響單個Bean
    • Aware
      • Aware Group1
        • BeanNameAware
        • BeanClassLoaderAware
        • BeanFactoryAware
      • Aware Group2
        • EnvironmentAware
        • EmbeddedValueResolverAware
        • ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\ApplicationEventPublisherAware\MessageSourceAware)
    • 生命周期
      • InitializingBean
      • DisposableBean

原文鏈接:http://www.reibang.com/p/1dec08d290c1

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