Spring作為目前Java最流行、最強大的輕量級架構。Spring Bean的生命周期也是面試高頻題,了解Spring Bean周期也能更好地幫助我們解決日常開發中的問題。程式員應該都知道Spring的基礎容器是ApplicationContext。應很多粉絲的強烈建議,本文我來分析分析 ApplicationContext中Bean的生命周期。ApplicationContext是頂層容器接口BeanFactory的實作類,是以,我們了解了ApplicationContext的生命周期邏輯,也基本上了解了其他類型容器的生命周期邏輯。
1 Spring生命周期流程圖
下面先來看一張Spring Bean完整的生命周期流程圖,下圖描述的是從Spring容器初始化Bean開始直到Spring容器銷毀Bean,所經曆的關鍵節點。
從上圖可以看出,Spring Bean的生命周期管理的基本思路是:在Bean出現之前,先準備操作Bean的BeanFactory,然後操作完Bean,所有的Bean也還會交給BeanFactory進行管理。在所有Bean操作準備BeanPostProcessor作為回調。在Bean的完整生命周期管理過程中,經曆了以下主要幾個步驟:
1.1 Bean建立前的準備階段
步驟1: Bean容器在配置檔案中找到Spring Bean的定義以及相關的配置,如init-method和destroy-method指定的方法。
步驟2: 執行個體化回調相關的後置處理器如BeanFactoryPostProcessor、BeanPostProcessor、InstantiationAwareBeanPostProcessor等
1.2 建立Bean的執行個體
步驟3: Srping 容器使用Java反射API建立Bean的執行個體。
步驟4:掃描Bean聲明的屬性并解析。
1.3 開始依賴注入
步驟5:開始依賴注入,解析所有需要指派的屬性并指派。
步驟6:如果Bean類實作BeanNameAware接口,則将通過傳遞Bean的名稱來調用setBeanName()方法。
步驟7:如果Bean類實作BeanFactoryAware接口,則将通過傳遞BeanFactory對象的執行個體來調用setBeanFactory()方法。
步驟8:如果有任何與BeanFactory關聯的BeanPostProcessors對象已加載Bean,則将在設定Bean屬性之前調用postProcessBeforeInitialization()方法。
步驟9:如果Bean類實作了InitializingBean接口,則在設定了配置檔案中定義的所有Bean屬性後,将調用afterPropertiesSet()方法。
1.4 緩存到Spring容器
步驟10: 如果配置檔案中的Bean定義包含init-method屬性,則該屬性的值将解析為Bean類中的方法名稱,并将調用該方法。
步驟11:如果為Bean Factory對象附加了任何Bean 後置處理器,則将調用postProcessAfterInitialization()方法。
1.5 銷毀Bean的執行個體
步驟12:如果Bean類實作DisposableBean接口,則當Application不再需要Bean引用時,将調用destroy()方法。
步驟13:如果配置檔案中的Bean定義包含destroy-method屬性,那麼将調用Bean類中的相應方法定義。
2 代碼實戰示範
下面我們用一個簡單的Bean來示範并觀察一下Spring Bean完整的生命周期。
2.1 準備Author類
1、首先是一個簡單的Bean,調用Bean自身的方法和Bean級生命周期接口方法,為了友善示範,它實作了BeanNameAware、BeanFactoryAware、InitializingBean和DiposableBean這4個接口,同時添加2個init-method和destory-method方法,對應配置檔案中的init-method和destroy-method。具體代碼如下:
package com.tom.lifecycle;
import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.*;
@Slf4j
@Data
public class Author implements BeanFactoryAware, BeanNameAware, InitializingBean, DisposableBean {
private String name;
private String address;
private int age;
private BeanFactory beanFactory;
private String beanName;
public Author() {
log.info("【構造器】調用Tom類的構造器執行個體化");
}
public void setName(String name) {
log.info("【注入屬性】name");
this.name = name;
}
public void setAddress(String address) {
log.info("【注入屬性】address");
this.address = address;
}
public void setAge(int age) {
log.info("【注入屬性】age");
this.age = age;
}
// 實作BeanFactoryAware接口的方法
public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
log.info("【BeanFactoryAware接口】調用setBeanFactory方法");
this.beanFactory = beanFactory;
}
// 實作BeanNameAware接口的方法
public void setBeanName(String beanName) {
log.info("【BeanNameAware接口】調用setBeanName方法");
this.beanName = beanName;
}
// 實作DiposibleBean接口的方法
public void destroy() throws Exception {
log.info("【DiposibleBean接口】調用destroy方法");
}
// 實作InitializingBean接口的方法
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
log.info("【InitializingBean接口】調用afterPropertiesSet方法");
}
// 通過<bean>的init-method屬性指定的初始化方法
public void beanInit() {
log.info("【init-method】調用<bean>的init-method屬性指定的初始化方法");
}
// 通過<bean>的destroy-method屬性指定的初始化方法
public void beanDestory() {
log.info("【destroy-method】調用<bean>的destroy-method屬性指定的初始化方法");
}
}
在配置Spring配置檔案中加入如下内容:
<bean id="author" class="com.tom.lifecycle.Author"
init-method="beanInit"
destroy-method="beanDestory"
scope="singleton"
p:name="Tom" p:address="湖南長沙" p:age="18"/>
2.2 示範BeanFactoryPostProcessor的執行
1.建立GPBeanFactoryPostProcessor類,并實作BeanFactoryPostProcessor接口,具體代碼如下:
package com.tom.lifecycle;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
@Slf4j
public class GPBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor{
public GPBeanFactoryPostProcessor() {
super();
log.info("調用BeanFactoryPostProcessor實作類構造器!!");
}
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {
log.info("BeanFactoryPostProcessor調用postProcessBeanFactory方法");
BeanDefinition bd = configurableListableBeanFactory.getBeanDefinition("author");
bd.getPropertyValues().addPropertyValue("age", "16");
}
}
2.在配置Spring配置檔案中加入如下内容:
<bean id="beanFactoryPostProcessor" class="com.tom.lifecycle.GPBeanFactoryPostProcessor" />
3.編寫測試類BeanLifeCycleTest,具體代碼如下:
package com.tom.lifecycle;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
@Slf4j
public class BeanLifeCycleTest {
public static void main(String[] args) {
log.info("====== 開始初始化Spring容器 ========");
ApplicationContext factory = new ClassPathXmlApplicationContext("application-beans.xml");
log.info("====== 初始化Spring容器成功 ========");
//擷取Author執行個體
Author author = factory.getBean("author", Author.class);
log.info(author.toString());
log.info("====== 開始銷毀Spring容器 ========");
((ClassPathXmlApplicationContext) factory).registerShutdownHook();
}
}
4.運作結果
運作結果如下:
15:49:12.477 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - 調用BeanPostProcessor實作類構造器!!
15:49:12.494 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【構造器】調用Tom類的構造器執行個體化
15:49:12.527 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】address
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】age
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】name
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【BeanNameAware接口】調用setBeanName方法
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【BeanFactoryAware接口】調用setBeanFactory方法
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - BeanPostProcessor接口方法postProcessBeforeInitialization對屬性進行更改
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【InitializingBean接口】調用afterPropertiesSet方法
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【init-method】調用<bean>的init-method屬性指定的初始化方法
15:49:12.528 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - BeanPostProcessor接口方法postProcessAfterInitialization對屬性進行更改
15:49:12.531 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - ====== 初始化Spring容器成功 ========
15:49:12.531 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - Author(name=Tom, address=湖南長沙, age=18, beanFactory=org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@26653222: defining beans [beanPostProcessor,author]; root of factory hierarchy, beanName=author)
15:49:12.531 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - ====== 開始銷毀Spring容器 ========
15:49:12.532 [Thread-0] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【DiposibleBean接口】調用destroy方法
15:49:12.533 [Thread-0] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【destroy-method】調用<bean>的destroy-method屬性指定的初始化方法
我們看到,整個執行和我們一開始繪制的流程圖一緻。但是為什麼我們要實作BeanFactoryPostProcessor接口呢?我們進入到BeanFactoryPostProcessor的源碼如下:
package org.springframework.beans.factory.config;
import org.springframework.beans.BeansException;
public interface BeanFactoryPostProcessor {
void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory var1) throws BeansException;
}
BeanFactoryPostProcessor接口隻有一個postProcessBeanFactory()方法,BeanFactoryPostProcessor:在BeanFactory标準初始化之後可以進行修改。将加載所有Bean定義,但是還沒有執行個體化Bean。這個方法允許重新覆寫或者添加屬性甚至快速的初始化bean。初次看到可能不知道postProcessBeanFactory()到底是幹嘛的。要想透徹了解這個方法的作用,下面來進入到BeanFactoryPostProcessor的源碼,了解一下postProcessBeanFactory()的參數,我們可以利用這些參數做一些操作。
通過參數來看,隻有一個ConfigurableListableBeanFactory類,這個類的可以提供分析、修改Bean定義和預先執行個體化單例的功能。我們再進入到ConfigurableListableBeanFactory的源碼中:
public interface ConfigurableListableBeanFactory extends ListableBeanFactory, AutowireCapableBeanFactory, ConfigurableBeanFactory {
//忽略被給定注入依賴類型 ,例如String
void ignoreDependencyType(Class<?> var1);
//略被給定注入依賴接口 。這個通常被使用由ApplicationContext去注冊依賴,可以以多種方式實作。例如BeanFactory通過BeanFactoryAware,ApplicationContext 通過ApplicationContextAware。預設情況下,僅BeanFactoryAware接口是被忽略,需要忽略其他接口,調用此方法
void ignoreDependencyInterface(Class<?> var1);
//注冊一個特定類型依賴伴随着相應的Autowired值。這個是準備被用于應該可以Autowire而不是在這個工廠被定義的Bean的工廠/上下文引用。例如 将ApplicationContext類型的依賴項解析為Bean所在的ApplicationContext執行個體。注意~在普通的BeanFactory中沒有注冊這樣的預設類型,甚至連BeanFactory接口本身都沒有
void registerResolvableDependency(Class<?> var1, Object var2);
//确認這個被指定的Bean是否是一個Autowire候選,将被注入到其他聲明比對類型的依賴的Bean中
boolean isAutowireCandidate(String var1, DependencyDescriptor var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;
//根據指定的beanName傳回被注冊的Bean定義,允許通路其屬性值和構造函數參數值(可以在BeanFactory後期處理期間被修改)。這個被傳回的BeanDefinition對象不應該是副本而是原始在工廠被注冊的。這意味着如果需要它可以被轉換為更具體的實作類型。注意這個方法隻能獲得本地工廠BeanDefinition
BeanDefinition getBeanDefinition(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;
//當機全部Bean定義,給被注冊的Bean定義發信号告訴它們今後不再被修改和進一步後續處理。它允許Factory去積極緩存Bean定義中繼資料
void freezeConfiguration();
//傳回該工廠的BeanDefinnition是否被當機
boolean isConfigurationFrozen();
//確定所有非懶加載的單例Bean被執行個體化,包括FactoryBean
void preInstantiateSingletons() throws BeansException;
}
通過以上示範和分析,我們應該大概能夠了解ConfigurableListableBeanFactory的作用,基本就都是對于Bean定義的操作。至此我們還沒有看到BeanPostProcessor 和InstantiationAwareBeanPostProcessor的調用。下面我們把BeanPostProcessor 和InstantiationAwareBeanPostProcessor的實作補充上來,再看完整的執行流程
2.3 實作BeanPostProcessor
建立GPBeanPostProcessor類,并實作BeanPostProcessor 接口,具體代碼如下:
package com.tom.lifecycle;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
@Slf4j
public class GPBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
public GPBeanPostProcessor(){
log.info("調用BeanPostProcessor實作類構造器!!");
}
public Object postProcessBeforeInitialization(Object o, String s) throws BeansException {
log.info("BeanPostProcessor接口方法postProcessBeforeInitialization對屬性進行更改");
return o;
}
public Object postProcessAfterInitialization(Object o, String s) throws BeansException {
log.info("BeanPostProcessor接口方法postProcessAfterInitialization對屬性進行更改");
return o;
}
}
ApplicationContext 可以在BeanDefinition中自動檢測到實作了BeanPostProcessor的Bean,并且把這些Bean應用于随後的Bean建立。普通的BeanFactory允許對後處理器進行程式化注冊,通過工廠應用于所有Bean建立。BeanPostProcessor接口中主要有兩個方法:
方法名 | 解釋 |
---|---|
postProcessBeforeInitialization | 在Bean執行個體化回調(例如InitializingBean的afterPropertiesSet 或者一個定制的init-method)之前應用此BeanPostProcessor |
postProcessAfterInitialization | 在bean執行個體化回調(例如InitializingBean的afterPropertiesSet 或者一個定制的init-method)之後應用此BeanPostProcessor |
2.4 實作InstantiationAwareBeanPostProcessor
建立GPInstantiationAwareBeanPostProcessor類,并實作InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter接口,具體代碼如下:
package com.tom.lifecycle;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.PropertyValues;
import org.springframework.beans.factory.config.InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter;
import java.beans.PropertyDescriptor;
@Slf4j
public class GPInstantiationAwareBeanPostProcessor extends InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter {
public GPInstantiationAwareBeanPostProcessor() {
super();
log.info("調用InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter實作類構造器!!");
}
// 接口方法、執行個體化Bean之前調用
@Override
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class beanClass,String beanName) throws BeansException {
log.info("InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessBeforeInstantiation方法");
return null;
}
// 接口方法、執行個體化Bean之後調用
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
log.info("InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessAfterInitialization方法");
return bean;
}
// 接口方法、設定某個屬性時調用
@Override
public PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeansException {
log.info("InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessPropertyValues方法");
return pvs;
}
}
實作InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter的Bean之後,可以在執行個體化成功之後,做一些校驗或者補充些内容或者把Bean包裝代理注入。實作InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter的Bean之後,不會影響容器正常處理每一個執行個體化的Bean,其子類僅僅隻是根據需要覆寫父類的方法。
注意,隻有在實際需要 InstantiationAwareBeanPostProcessor 功能時才推薦此基類。如果我們所需要的隻是簡單的BeanPostProcessor功能,那麼直接實作更簡單的接口即可。
下面詳細介紹一下InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter接口中的所有方法:
postProcessBeforeInstantiation | 在執行個體化目标Bean之前應用此BeanPostProcessor。這個傳回的Bean也許是一個代理代替目标Bean,有效地抑制目标Bean的預設執行個體化。如果此方法傳回一個非空對象,則Bean的建立過程将被短路。唯一的進一步處理被應用是BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization(java.lang.Object, java.lang.String)方法(改變了Bean的生命周期執行個體化之後直接進入BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization)回調來自于配置好的BeanPostProcessors。這個回調将僅被應用于有Bean Class的BeanDefintions。特别是,它不會應用于采用”factory-method“的Bean。後處理器可以實作擴充的SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor接口,以便預測它們将傳回的Bean對象的類型 |
postProcessPropertyValues | 在工廠将給定的屬性值應用到給定的Bean之前,對給定的屬性值進行後處理。允許檢查全部依賴是否已經全部滿足,例如基于一個@Required在Bean屬性的Setter方法上。還允許替換要應用的屬性值,通常通過基于原始的PropertyValues建立一個新的MutablePropertyValues執行個體,添加或删除特定的值 |
在Bean初始化回調(如InitializingBean的afterPropertiesSet或者定制的init-method)之後,應用這個BeanPostProcessor去給一個新的Bean執行個體。Bean已經配置了屬性值,傳回的Bean執行個體可能已經被包裝。<br/>如果是FactoryBean,這個回調将為FactoryBean執行個體和其他被FactoryBean建立的對象所調用。這個post-processor可以通過相應的FactoryBean執行個體去檢查決定是否應用FactoryBean或者被建立的對象或者兩個都有。這個回調在一個由InstantiationAwareBeanPostProcessor短路的觸發之後将被調用 |
2.5 修改配置檔案
完整的配置檔案内容如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
xsi:schemaLocation="
http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd">
<bean id="beanPostProcessor" class="com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor" />
<bean id="beanFactoryPostProcessor" class="com.tom.lifecycle.GPBeanFactoryPostProcessor" />
<bean id="instantiationAwareBeanPostProcessor" class="com.tom.lifecycle.GPInstantiationAwareBeanPostProcessor" />
<bean id="author" class="com.tom.lifecycle.Author"
init-method="beanInit"
destroy-method="beanDestory"
scope="singleton"
p:name="Tom" p:address="湖南長沙" p:age="18"/>
</beans>
2.6 運作結果
最後,我們再次運作BeanLifeCycleTest測試類,看到如下運作結果:
15:56:20.030 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanFactoryPostProcessor - 調用BeanFactoryPostProcessor實作類構造器!!
15:56:20.045 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanFactoryPostProcessor - BeanFactoryPostProcessor調用postProcessBeanFactory方法
15:56:20.046 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - 調用BeanPostProcessor實作類構造器!!
15:56:20.047 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPInstantiationAwareBeanPostProcessor - 調用InstantiationAwareBeanPostProcessorAdapter實作類構造器!!
15:56:20.051 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPInstantiationAwareBeanPostProcessor - InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessBeforeInstantiation方法
15:56:20.052 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【構造器】調用Tom類的構造器執行個體化
15:56:20.069 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPInstantiationAwareBeanPostProcessor - InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessPropertyValues方法
15:56:20.092 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】address
15:56:20.092 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】age
15:56:20.092 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【注入屬性】name
15:56:20.092 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【BeanNameAware接口】調用setBeanName方法
15:56:20.092 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【BeanFactoryAware接口】調用setBeanFactory方法
15:56:20.093 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - BeanPostProcessor接口方法postProcessBeforeInitialization對屬性進行更改
15:56:20.093 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【InitializingBean接口】調用afterPropertiesSet方法
15:56:20.093 [main] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【init-method】調用<bean>的init-method屬性指定的初始化方法
15:56:20.093 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPBeanPostProcessor - BeanPostProcessor接口方法postProcessAfterInitialization對屬性進行更改
15:56:20.093 [main] INFO com.tom.lifecycle.GPInstantiationAwareBeanPostProcessor - InstantiationAwareBeanPostProcessor調用postProcessAfterInitialization方法
15:56:20.097 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - ====== 初始化Spring容器成功 ========
15:56:20.098 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - Author(name=Tom, address=湖南長沙, age=16, beanFactory=org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@26653222: defining beans [beanPostProcessor,beanFactoryPostProcessor,instantiationAwareBeanPostProcessor,author]; root of factory hierarchy, beanName=author)
15:56:20.098 [main] INFO com.tom.lifecycle.BeanLifeCycleTest - ====== 開始銷毀Spring容器 ========
15:56:20.099 [Thread-0] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【DiposibleBean接口】調用destroy方法
15:56:20.100 [Thread-0] INFO com.tom.lifecycle.Author - 【destroy-method】調用<bean>的destroy-method屬性指定的初始化方法
3 Spring Bean生命周期運作時序圖
最後我們來看一下完整的執行時序圖:
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