Spring创建Bean的生命周期详析

2022-11-13 17:11:54 spring 创建生命周期

BeanDefinition
BeanDefinitionReader
AnnotatedBeanDefinitionReader
XmlBeanDefinitionReader
ClassPathBeanDefinitionScanner
BeanFactory
ApplicationContext
AnnotationConfigApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext
资源加载
事件发布
类型转化
PropertyEditor
ConversionService
TypeConverter
OrderComparator
BeanPostProcessor
BeanFactoryPostProcessor
FactoryBean
ExcludeFilter 和 IncludeFilter
MetadataReader、ClaSSMetadata、AnnotationMetadata

5.Spring之Bean生命周期源码解析

生成BeanDefinition
合并BeanDefinition
加载类
实例化前
实例化
BeanDefinition的后置处理
实例化后

6.处理属性

7.执行Aware

8.初始化前

初始化
初始化后

9.总结BeanPostProcessor

1.Bean 的创建生命周期

UserService.class —> 无参构造方法（推断构造方法） —> 普通对象 —> 依赖注入（为带有@Autowired的属性赋值） —> 初始化前（执行带有@PostConstruct的方法） —> 初始化（执行实现了InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法） —> 初始化后（执行AOP相关逻辑） —> 代理对象 —> Bean

类似于：男孩 —> 依赖注入 —> 男人

大致过程如下：

利用该类的构造方法来实例化得到一个对象（但是如何一个类中有多个构造方法，Spring 则会进行选择，这个叫做推断构造方法）
得到一个对象后，Spring 会判断该对象中是否存在被@Autowired注解了的属性，把这些属性找出来并由 Spring 进行赋值（依赖注入）
依赖注入后，Spring 会判断该对象是否实现了 BeanNameAware 接口、BeanClassLoaderAware接口、BeanFactoryAware 接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中所定义的 setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法，那么 Spring 就会调用这些方法并传入相应的参数（Aware回调）
Aware 回调后，Spring 会判断该对象中是否存在某个方法被@PostConstruct注解了，如果存在，Spring 会调用当前对象的此方法（初始化前）
紧接着，Spring 会判断该对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了，就表示当前对象必须实现该接口中的afterPropertiesSet()方法，那么 Spring 就会调用当前对象中的afterPropertiesSet()方法（初始化）
最后，Spring 会判断当前对象需不需要进行 AOP，如果不需要那么Bean就创建完了，如果需要进行AOP，则会进行动态代理并生成一个代理对象作为Bean（初始化后）

当Spring根据UserService类来创建一个Bean时：

如果不用进行AOP，那么Bean就是UserService类的构造方法所得到的对象。
如果需要进行AOP，那么Bean就是UserService的代理类所实例化得到的对象，而不是UserService本身所得到的对象。

Bean对象创建出来后：

如果当前Bean是单例Bean，那么会把该Bean对象存入一个Map<String, Object>，Map的key为beanName，value为Bean对象。这样下次getBean时就可以直接从Map中拿到对应的Bean对象了。（实际上，在Spring源码中，这个Map就是单例池）
如果当前Bean是原型Bean，那么后续没有其他动作，不会存入一个Map，下次getBean时会再次执行上述创建过程，得到一个新的Bean对象。

推断构造方法：

如果一个类里面有无参的构造方法，那么Spring默认就会用这个无参的构造方法。
如果一个类里面只有一个有参的构造方法，那么Spring就会用这个有参的构造方法。
如果一个类里面有多个有参的构造方法，并且没有无参的构造方法，那么Spring会报错。
如果想要指定Spring用哪个构造方法，可以在该构造方法上加@Autowired。

@Bean会覆盖@Compoment

注意：

如果Spring选择了一个有参的构造方法，Spring在调用这个有参构造方法时，需要传入参数，那这个参数是怎么来的呢？

Spring会根据入参的类型和入参的名字去Spring容器中找Bean对象（以单例Bean为例，Spring会从单例池的那个Map中去找）：

先根据入参类型找，如果只找到一个，那就直接用来作为入参
如果根据类型找到多个，则再根据入参名字来确定唯一一个
如果最终没有找到，则会报错，无法创建当前Bean对象

确定用哪个构造方法，确定入参的Bean对象，这个过程就叫做推断构造方法。

2.Spring AOP 大致流程

AOP就是进行动态代理，在创建一个Bean的过程中，Spring在最后一步会去判断当前正在创建的这个Bean是不是需要进行AOP，如果需要则会进行动态代理。

如何判断当前Bean对象需不需要进行 AOP 操作：

先从Spring容器里面找出所有的切面Bean。
遍历每一个切面Bean，再遍历每个切面Bean中的每一个方法，看看是否写了@Before、@After 等注解。
如果写了，则判断该方法所对应的Pointcut是否和当前Bean对象的类相匹配
如果匹配，则表示当前Bean对象是需要进行 AOP 操作的。

上面第三步找到匹配的之后，会将匹配的所有方法缓存起来，后面在执行切面方法的时候，可以快速从缓存中拿出来，提高执行效率。

利用cglib进行AOP的大致流程：

生成代理类UserServiceProxy，代理类继承UserService
代理类中重写了父类的方法，比如UserService中的test()方法代理类中还会有一个target属性，该属性的值为被代理的对象（也就是通过UserService类推断构造方法实例化出来的对象，进行了依赖注入、初始化等步骤的对象）
代理类中的test()方法被执行时的逻辑如下：
- 执行切面逻辑（@Before）
- 调用target.test()

当我们从Spring容器得到UserService的Bean对象时，拿到的就是UserServiceProxy所生成的对象，也就是代理对象。

调用UserService代理对象.test( ) —> 执行切面逻辑 —> target.test( )，注意target对象不是代理对象，而是被代理的对象。

UserServiceProxy（代理类） ---> 代理对象 ---> 代理对象.target = 普通对象
代理对象.test();

class UserServiceProxy extends UserService {
  
  UserService target;
  
  public void test() {
    // 执行切面逻辑 @Before --> 从匹配的切面方法的缓存中拿出来
    
    target.test(); // 调用普通对象的test方法
    
  }
  
}

3.Spring 事务

当我们在某个方法上加了@Transactional注解后，就表示该方法在调用时会开启Spring事务，而这个方法所在的类所对应的Bean对象会是该类的代理对象。

Spring事务的代理对象执行某个方法时的步骤：

判断当前执行的方法是否存在@Transactional注解
如果存在，则利用事务管理器（TransactionMananger）创建一个数据库连接
修改数据库连接的 autocommit 为 false
执行 target.test()，执行程序员所写的业务逻辑代码，也就是执行 sql
执行完了之后如果没有出现异常，则提交，否则回滚

Spring事务是否会失效的判断标准：某个加了@Transactional注解的方法被调用时，要判断到底是不是直接被代理对象调用的，如果是则事务会生效，如果不是则会失效。

UserServiceProxy（代理类） ---> 代理对象 ---> 代理对象.target = 普通对象
代理对象.test();

class UserServiceProxy extends UserService {
  
  UserService target;
  
  public void test() {
    // 1.先看看方法上面有没有加@Transactional
    // 2.通过事务管理器dataSource，创建一个数据库连接conn
    // 3.设置conn.autocommit = false，表示不自动提交事务
    
    target.test(); // 调用普通对象的test方法
    
    conn.commit(); // 如果方法都执行成功，那就手动提交事务
    conn.rollback(); // 如果某个方法执行失败，那就会回滚事务
    
  }
  
}

4.Spring 源码阅读前戏

BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定义，BeanDefinition中存在很多属性用来描述一个Bean的特点。

比如：

class，表示Bean类型
scope，表示Bean的作用域，单例或原型等
lazyInit：表示Bean是否是懒加载
initMethodName：表示Bean初始化时要执行的方法
destroyMethodName：表示Bean销毁时要执行的方法还有很多…

声明式定义 Bean：

可以通过以下几种方式来定义Bean：

<bean/>
@Bean
@Component（@Service、@Controller）

也可以通过编程式定义 Bean

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

// 生成一个BeanDefinition对象，并设置beanClass为User.class，并注册到ApplicationContext中
AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
beanDefinition.setBeanClass(User.class);
context.reGISterBeanDefinition("user", beanDefinition);

System.out.println(context.getBean("user"));

还可以通过BeanDefinition设置一个Bean的其他属性

beanDefinition.setScope("prototype"); // 设置作用域
beanDefinition.setInitMethodName("init"); // 设置初始化方法
beanDefinition.setLazyInit(true); // 设置懒加载

声明式定义和编程式定义的Bean，最终都会被Spring解析为对应的BeanDefinition对象，并放入Spring容器中。

BeanDefinitionReader

接下来介绍几种在Spring源码中常见的BeanDefinition读取器（BeanDefinitionReader）

AnnotatedBeanDefinitionReader

可以直接把某个类转换为BeanDefinition，并且会解析该类上的注解，比如：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

AnnotatedBeanDefinitionReader annotatedBeanDefinitionReader = new AnnotatedBeanDefinitionReader(context);

// 将User.class解析为BeanDefinition
annotatedBeanDefinitionReader.register(User.class);

System.out.println(context.getBean("user"));

它能解析的注解有：@Conditional，@Scope、@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description

XmlBeanDefinitionReader

可以解析<bean/>标签

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(context);
        int i = xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("spring.xml");

        System.out.println(context.getBean("user"));

ClassPathBeanDefinitionScanner

ClassPathBeanDefinitionScanner是扫描器，它的作用和BeanDefinitionReader类似，可以进行扫描，扫描某个包路径，对扫描到的类进行解析，比如，扫描到的类上如果存在 @Component 注解，那么就会把这个类解析成为一个BeanDefinition

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
        context.refresh();

        ClassPathBeanDefinitionScanner scanner = new ClassPathBeanDefinitionScanner(context);
        scanner.scan("cn.xx");

        System.out.println(context.getBean("user"));

BeanFactory

BeanFactory表示Bean工厂，所以很明显，BeanFactory会负责创建Bean，并且提供获取Bean的api。

而ApplicationContext是BeanFactory的一种，在Spring源码中，是这么定义的：

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
  MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
            ...
}

首先，在Java中，接口是可以多继承的，我们发现ApplicationContext继承了ListableBeanFactory 和 HierarchicalBeanFactory，而 ListableBeanFactory 和HierarchicalBeanFactory 都继承至 BeanFactory，所以我们可以认为 ApplicationContext 继承了BeanFactory，相当于苹果继承水果，宝马继承汽车一样，ApplicationContext 也是 BeanFactory 的一种，拥有 BeanFactory 支持的所有功能，不过 ApplicationContext 比 BeanFactory 更加强大，ApplicationContext 还继承了其他接口，也就表示 ApplicationContext 还拥有其他功能，比如MessageSource 表示国际化，ApplicationEventPublisher 表示事件发布，EnvironmentCapable 表示获取环境变量等等，关于 ApplicationContext 后面再详细讨论。

在Spring的源码中，当我们new一个ApplicationContext时，其底层会new一个BeanFactory，当使用ApplicationContext的某些方法时，比如getBean()，底层调用的就是BeanFactory的getBean()方法。

在Spring源码中，BeanFactory接口存在一个非常重要的实现类是：DefaultListableBeanFactory，也是非常核心的。

所以，我们可以直接使用DefaultListableBeanFactory，而不需要使用 ApplicationContext 的某个实现类，比如：

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
        AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(User.class);
        beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);
        System.out.println(beanFactory.getBean("user"));

DefaultListableBeanFactory是非常强大的，支持很多功能，可以通过查看DefaultListableBeanFactory 的类继承结构图：

AliasRegistry：支持别名功能，一个名字可以对应多个别名
BeanDefinitionRegistry：可以注册、保存、移除、获取某个
BeanDefinitionBeanFactory：Bean工厂，可以根据某个bean的名字、或类型、或别名获取某个Bean对象
SingletonBeanRegistry：可以直接注册、获取某个单例Bean
SimpleAliasRegistry：它是一个类，实现了AliasRegistry接口中所定义的功能，支持别名功能
ListableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加了其他功能，可以获取所有BeanDefinition的beanNames，可以根据某个类型获取对应的beanNames，可以根据某个类型获取{类型：对应的Bean}的映射关系
HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基础上，添加了获取父BeanFactory的功能
DefaultSingletonBeanRegistry：它是一个类，实现了SingletonBeanRegistry接口，拥有了直接注册、获取某个单例Bean的功能
ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基础上，添加了设置父BeanFactory、类加载器（表示可以指定某个类加载器进行类的加载）、设置Spring EL表达式解析器（表示该BeanFactory可以解析EL表达式）、设置类型转化服务（表示该BeanFactory可以进行类型转化）、可以添加BeanPostProcessor（表示该BeanFactory支持Bean的后置处理器），可以合并BeanDefinition，可以销毁某个Bean等等功能
FactoryBeanRegistrySupport：支持了FactoryBean的功能
AutowireCapableBeanFactory：是直接继承了BeanFactory，在BeanFactory的基础上，支持在创建Bean的过程中能对Bean进行自动装配
AbstractBeanFactory：实现了ConfigurableBeanFactory接口，继承了FactoryBeanRegistrySupport，这个BeanFactory的功能已经很全面了，但是不能自动装配和获取beanNames
ConfigurableListableBeanFactory：继承了ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactoryAbstract
AutowireCapableBeanFactory：继承了AbstractBeanFactory，实现了AutowireCapableBeanFactory，拥有了自动装配的功能
DefaultListableBeanFactory：继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory，实现了ConfigurableListableBeanFactory接口和BeanDefinitionRegistry接口，所以DefaultListableBeanFactory的功能很强大

ApplicationContext

ApplicationContext 是个接口，实际上也是一个BeanFactory，不过比BeanFactory更加强大，比如：

HierarchicalBeanFactory：拥有获取父BeanFactory的功能
ListableBeanFactory：拥有获取beanNames的功能
ResourcePatternResolver：资源加载器，可以一次性获取多个资源（文件资源等等）
EnvironmentCapable：可以获取运行时环境（没有设置运行时环境的功能）
ApplicationEventPublisher：拥有广播事件的功能（没有添加事件监听器的功能）
MessageSource：拥有国际化功能

ApplicationContext 有两个比较重要的实现类：

AnnotationConfigApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext

ConfigurableApplicationContext：继承了ApplicationContext接口，增加了添加事件监听器、添加BeanFactoryPostProcessor、设置Environment，获取ConfigurableListableBeanFactory等功能
AbstractApplicationContext：实现了ConfigurableApplicationContext接口
GenericApplicationContext：继承了AbstractApplicationContext，实现了BeanDefinitionRegistry接口，拥有所有ApplicationContext的功能，并且可以注册BeanDefinition，注意这个类中有一个属性（DefaultListableBeanFactory beanFactory）
AnnotationConfigRegistry：可以单独注册某个为类为BeanDefinition（可以处理该类上的**@Configuration注解**，已经可以处理**@Bean注解**），同时可以扫描
AnnotationConfigApplicationContext：继承了GenericApplicationContext，实现了AnnotationConfigRegistry接口，拥有了以上所有的功能

ClassPathXmlApplicationContext

它也是继承了AbstractApplicationContext，但是相对于AnnotationConfigApplicationContext而言，功能没有AnnotationConfigApplicationContext强大，比如不能注册BeanDefinition

资源加载

ApplicationContext还拥有资源加载的功能，比如，可以直接利用ApplicationContext获取某个文件的内容：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        Resource resource = context.getResource("file:/Users/xiexu/Library/Mobile Documents/com~apple~CloudDocs/SSM/day01/src/main/java/cn/xx/domain/User.java");
        System.out.println(resource.contentLength());

        Resource resource1 = context.getResource("https://www.baidu.com");
        System.out.println(resource1.contentLength());
        System.out.println(resource1.getURL());

        Resource resource2 = context.getResource("classpath:spring.xml");
        System.out.println(resource2.contentLength());
        System.out.println(resource2.getURL());

				// 可以一次性获取多个
        Resource[] resources = context.getResources("classpath:cn/xx/domain
        propertyEditORMap.put(User.class, StringToUserPropertyEditor.class);
        customEditorConfigurer.setCustomEditors(propertyEditorMap);
        return customEditorConfigurer;
    }

假设现在有如下 Bean：

@Component
public class Test {

    @Value("xiaoming")
    private User user;

    public void test() {
        System.out.println(user);
        System.out.println(user.getName());
    }
}

ConversionService

Spring中提供的类型转化服务，它比PropertyEditor更强大

public class StringToUserConverter implements ConditionalGenericConverter {

    @Override
    public boolean matches(TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
        return sourceType.getType().equals(String.class) && targetType.getType().equals(User.class);
    }

    @Override
    public Set<ConvertiblePair> getConvertibleTypes() {
        return Collections.singleton(new ConvertiblePair(String.class, User.class));
    }

    @Override
    public Object convert(Object source, TypeDescriptor sourceType, TypeDescriptor targetType) {
        User user = new User();
        user.setName((String) source);
        return user;
    }

}

DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
User value = conversionService.convert("1", User.class);
System.out.println(value);

在Spring中注册ConversionService：

		@Bean
    public ConversionServiceFactoryBean conversionService() {
        ConversionServiceFactoryBean conversionServiceFactoryBean = new ConversionServiceFactoryBean();
        conversionServiceFactoryBean.setConverters(Collections.singleton(new StringToUserConverter()));

        return conversionServiceFactoryBean;
    }

TypeConverter

整合了PropertyEditor和ConversionService的功能，是Spring内部用的：

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
        typeConverter.registerCustomEditor(User.class, new StringToUserPropertyEditor());
        User value = typeConverter.convertIfNecessary("xxx", User.class);
        System.out.println(value);
        System.out.println(value.getName());

SimpleTypeConverter typeConverter = new SimpleTypeConverter();
        DefaultConversionService conversionService = new DefaultConversionService();
        conversionService.addConverter(new StringToUserConverter());
        typeConverter.setConversionService(conversionService);
        User value = typeConverter.convertIfNecessary("xxx", User.class);
        System.out.println(value);
        System.out.println(value.getName());

OrderComparator

OrderComparator是Spring所提供的一种比较器，可以根据@Order注解或实现Ordered接口来进行值的比较，从而可以进行排序。

public class A implements Ordered {

    @Override
    public int getOrder() {
        return 3;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }
}

public class B implements Ordered {

    @Override
    public int getOrder() {
        return 2;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A(); // order=3
        B b = new B(); // order=2

        OrderComparator comparator = new OrderComparator();
        System.out.println(comparator.compare(a, b));  // 1

        List list = new ArrayList<>();
        list.add(a);
        list.add(b);

        // 按order值升序排序
        list.sort(comparator);

        System.out.println(list);  // B，A
    }

}

另外，Spring中还提供了一个OrderComparator的子类：AnnotationAwareOrderComparator，它支持用@Order来指定order值。

比如：

@Order(3)
public class A {

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }

}

@Order(2)
public class B {

    @Override
    public String toString() {
        return this.getClass().getSimpleName();
    }

}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A(); // order=3
        B b = new B(); // order=2

        AnnotationAwareOrderComparator comparator = new AnnotationAwareOrderComparator();
        System.out.println(comparator.compare(a, b)); // 1

        List list = new ArrayList<>();
        list.add(a);
        list.add(b);

        // 按order值升序排序
        list.sort(comparator);

        System.out.println(list); // B，A
    }

}

BeanPostProcessor

BeanPostProcess 表示Bean的后置处理器，我们可以定义一个或多个BeanPostProcessor

@Component
public class XiexuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("user".equals(beanName)) {
            System.out.println("初始化前");
        }
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if ("user".equals(beanName)) {
            System.out.println("初始化后");
        }
        return bean;
    }

}

一个BeanPostProcessor可以在任意一个Bean的初始化前以及初始化后去额外的做一些用户自定义的逻辑，当然，我们可以通过判断beanName来进行针对性处理（针对某个Bean，或某部分Bean）。

我们可以通过定义BeanPostProcessor来干涉Spring创建Bean的过程。

BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor表示Bean工厂的后置处理器，其实和BeanPostProcessor类似，BeanPostProcessor是干涉Bean的创建过程，BeanFactoryPostProcessor是干涉BeanFactory的创建过程。

比如，我们可以这样定义一个BeanFactoryPostProcessor：

@Component
public class XiexuBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("加工beanFactory");
    }
}

可以在postProcessBeanFactory()方法中对BeanFactory进行加工。

FactoryBean

上面提到，我们可以通过BeanPostPorcessor来干涉Spring创建Bean的过程，但是如果我们想一个Bean完完全全由我们自己来创造，也是可以的，比如通过FactoryBean：

@Component
public class XiexuFactoryBean implements FactoryBean {

    @Override
    public Object getObject() throws Exception {
        User user = new User();

        return user;
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return User.class;
    }
}

通过上面这段代码，我们自己创造了一个User对象，并且它将成为Bean。但是通过这种方式创造出来的User的Bean，只会经过初始化后，其他Spring的生命周期步骤是不会经过的，比如依赖注入。

注意：单例池里面还是原来的xiexuFactoryBean，而通过getObject()方法返回的userBean是存放在factoryBeanObjectCache里面（缓存）。

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        // 如果beanName加上&，表示获取的是单例池里面的XiexuFactoryBean
        Object bean1 = context.getBean("&xiexuFactoryBean");
        System.out.println(bean1); // cn.xx.domain.XiexuFactoryBean@2de8284b

        // 如果beanName没有加上&，表示获取的是factoryBeanObjectCache缓存里面的userBean
        Object bean2 = context.getBean("xiexuFactoryBean");
        System.out.println(bean2); // cn.xx.domain.User@396e2f39

有同学可能会想到，通过@Bean也可以自己生成一个对象作为Bean，那么和FactoryBean的区别是什么呢？其实在很多场景下他俩是可以替换的，但是站在原理层面来说，区别也很明显，@Bean定义的Bean是会经过完整的Bean生命周期的。

ExcludeFilter 和 IncludeFilter

这两个Filter是Spring扫描过程中用来过滤的。ExcludeFilter 表示排除过滤器，IncludeFilter 表示包含过滤器。

比如以下配置，表示扫描cn.xx这个包下面的所有类，但是排除UserService类，

就算UserService类上面有@Component注解也不会成为Bean。

@ComponentScan(value = "cn.xx", 
        excludeFilters = {@ComponentScan.Filter(
                type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, 
                classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

再比如以下配置，就算UserService类上没有@Component注解，它也会被扫描成为一个Bean。

@ComponentScan(value = "cn.xx",
        includeFilters = {@ComponentScan.Filter(
                type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
                classes = UserService.class)})
public class AppConfig {
}

FilterType分为：

ANNOTATION：表示是否包含某个注解
ASSIGNABLE_TYPE：表示是否是某个类
ASPECTJ：表示是否符合某个Aspectj表达式
REGEX：表示是否符合某个正则表达式
CUSTOM：自定义

在Spring的扫描逻辑中，默认会添加一个AnnotationTypeFilter给includeFilters，表示默认情况下在Spring扫描过程中会认为类上有@Component注解的就是Bean。

MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

在Spring中需要去解析类的信息，比如类名、类中的方法、类上的注解，这些都可以称之为类的元数据，所以Spring中对类的元数据做了抽象，并提供了一些工具类。

MetadataReader表示类的元数据读取器，默认实现类为SimpleMetadataReader。比如：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        SimpleMetadataReaderFactory simpleMetadataReaderFactory = new SimpleMetadataReaderFactory();

        // 构造一个MetadataReader
        MetadataReader metadataReader = simpleMetadataReaderFactory.getMetadataReader("cn.xx.service.impl.UserServiceImpl");

        // 得到一个ClassMetadata，并获取了类名
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();

        System.out.println(classMetadata.getClassName());

        // 获取一个AnnotationMetadata，并获取类上的注解信息
        AnnotationMetadata annotationMetadata = metadataReader.getAnnotationMetadata();
        for (String annotationType : annotationMetadata.getAnnotationTypes()) {
            System.out.println(annotationType);
        }
    }
}

5.Spring之Bean生命周期源码解析

Spring 扫描底层流程（doScan方法）

扫描包路径，得到包路径下的所有class文件对象（注意，这里不是指Class对象，而是文件对象，可以理解为File对象）
利用ASM技术解析每个class文件对象，得到class元数据信息
如果当前类和某个excludeFilter匹配，那就排除这个类；如果当前类和某个includeFilter匹配，那就获取这个类（默认情况下，Spring会有一个@Component注解的includeFilter）
进一步进行条件注解@Conditional的匹配筛选
都匹配成功后，根据当前类生成一个ScannedGenericBeanDefinition
然后判断如果该类不是顶级类或者静态内部类，则不通过；如果该类是抽象类或者接口类，则不通过；如果该类是抽象类并且该类中有@Lookup注解的方法，则通过。
最终扫描到某些BeanDefinition
遍历每个BeanDefinition，解析每个类的@Scope内容并设置到对应的BeanDefinition中
设置AnnotationBeanNameGenerator生成beanName（解析@Component注解所指定的beanName，如果没有指定则默认生成「该类名字的第一个字母小写」；如果该类的前两个字母都是大写，则beanName就是该类的名字）
给BeanDefinition对象中的属性赋默认值
解析@Lazy、@Primary、@DependsOn、@Role、@Description 等注解并赋值给BeanDefinition对应的属性
判断当前beanName是否存在Spring容器中，如果不存在则把beanName和BeanDefinition注册到Spring容器中（也就是存入beanDefinitionMap）；如果存在则会有两种方案：
- 如果已经存在的BeanDefinition对应的类型和扫描到的BeanDefinition对应的类型相同的话（兼容），则直接返回false而不会抛出异常。
- 如果已经存在的BeanDefinition对应的类型和扫描到的BeanDefinition对应的类型不相同的话（不兼容），则会报错并抛出异常。
扫描结束。

生成BeanDefinition

首先通过ResourcePatternResolver获得指定包路径下的所有.class文件（Spring源码中将此文件包装成了Resource对象）
遍历每个Resource对象利用MetadataReaderFactory解析Resource对象得到MetadataReader（在Spring源码中MetadataReaderFactory具体的实现类为CachingMetadataReaderFactory，MetadataReader的具体实现类为SimpleMetadataReader）
利用MetadataReader进行excludeFilters和includeFilters，以及条件注解@Conditional的筛选（某个类上是否存在@Conditional注解，如果存在则调用注解中所指定的类的match方法进行匹配，匹配成功则通过筛选，匹配失败则pass掉）
筛选通过后，基于metadataReader生成ScannedGenericBeanDefinition再基于metadataReader判断对应的类是不是接口或抽象类
如果筛选通过，就表示扫描到了一个Bean，将ScannedGenericBeanDefinition加入结果集

注意：

上面说的是通过扫描得到BeanDefinition对象，我们还可以通过直接定义BeanDefinition，或解析spring.xml文件的<bean>，或者@Bean注解得到BeanDefinition对象。

MetadataReader 表示类的元数据读取器，主要包含了一个AnnotationMetadata，功能有

获取类的名字
获取父类的名字
获取所实现的所有接口名
获取所有内部类的名字
判断是不是抽象类
判断是不是接口
判断是不是一个注解
获取拥有某个注解的方法集合
获取类上添加的所有注解信息
获取类上添加的所有注解类型集合

注意：

CachingMetadataReaderFactory解析某个.class文件得到MetadataReader对象是利用 ASM 技术，并没有加载这个类到JVM中。并且最终得到的ScannedGenericBeanDefinition对象，它的 beanClass 属性存储的是当前类的名字，而不是class对象。（beanClass属性的类型是Object，它即可以存储类的名字，也可以存储类对象）

合并BeanDefinition

通过扫描得到所有的BeanDefinition之后，就可以根据BeanDefinition创建Bean对象了。在Spring中支持父子BeanDefinition，和Java子父类类似。

父子BeanDefinition实际上用得比较少，例如：这么定义的情况下，child是单例Bean。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child"/>

但如果是下面这样，child就是原型Bean了。

<bean id="parent" class="com.zhouyu.service.Parent" scope="prototype"/>
<bean id="child" class="com.zhouyu.service.Child" parent="parent"/>

因为child的父BeanDefinition是parent，所以会继承parent上所定义的scope属性。

所以在根据child来生成Bean对象之前，需要进行BeanDefinition的合并，才能得到完整的child的BeanDefinition。

加载类

BeanDefinition合并之后，就可以去创建Bean对象了，而创建Bean就必须实例化对象，而实例化就必须先加载当前BeanDefinition所对应的class，在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean()方法中，一开始就会调用：

public boolean hasBeanClass() {
		// 判断当前BeanDefinition的beanClass属性，是不是Class类型
		return (this.beanClass instanceof Class);
	}

如果beanClass属性的类型是Class，那么就直接返回；如果不是，则会根据类名进行加载（doResolveBeanClass方法所做的事情）

	@Override
	@Nullable
	public ClassLoader getBeanClassLoader() {
		return this.beanClassLoader;
	}

	@Nullable
	private ClassLoader beanClassLoader = ClassUtils.getDefaultClassLoader();

先利用BeanFactory所设置的类加载器来加载类，如果没有设置，则默认使用ClassUtils.getDefaultClassLoader()所返回的类加载器来进行加载。


	@Nullable
	public static ClassLoader getDefaultClassLoader() {
		ClassLoader cl = null;

		
		try {
			cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
		} catch (Throwable ex) {
		}

		// 如果线程上下文中的类加载器为空，那就获取ClassUtils类所对应的类加载器
		if (cl == null) {
			cl = ClassUtils.class.getClassLoader();
			if (cl == null) { // 如果类加载器等于null，就说明是引导类加载器
				// ClassUtils类是被Bootstrap类加载器加载的，则获取系统类加载器
				try {
					cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
				} catch (Throwable ex) {
				}
			}
		}
		// 返回类加载器
		return cl;
	}

ClassUtils.getDefaultClassLoader()

优先返回当前线程中的类加载器
如果当前线程中的类加载器为空，则返回ClassUtils类的类加载器
如果ClassUtils类的类加载器为空，那么表示是Bootstrap类加载器加载的ClassUtils类，那么则返回系统类加载器

实例化前

当前BeanDefinition对应的类加载成功后，就可以实例化对象了，但是…

在实例化对象之前，Spring提供了一个扩展点，允许用户来控制是否在某些Bean实例化之前做一些启动动作。

这个扩展点叫InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation( )。

比如：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

 @Override
 public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
    if ("userService".equals(beanName)) {
     System.out.println("实例化前");
    }
    return null;
  }
  
}

以上代码会导致，在userService这个Bean实例化前，会进行打印。

注意：postProcessBeforeInstantiation()是有返回值的，如果这么实现：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

 @Override
 public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
    if ("userService".equals(beanName)) {
     System.out.println("实例化前");
     return new UserService();
    }
  	return null;
 }
  
}

userService这个Bean在实例化前会直接返回一个由我们所定义的UserService对象。如果是这样，表示不需要Spring来实例化了，并且后续的Spring依赖注入也不会进行了，会跳过一些步骤，直接执行初始化后这一步。

实例化

在这个步骤中就会根据BeanDefinition去创建一个对象了。

BeanDefinition的后置处理

Bean对象实例化之后，接下来就应该给对象的属性赋值了。在真正给属性赋值之前，Spring又提供了一个扩展点MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition( )，可以对此时的BeanDefinition进行加工，比如：

@Component
public class ZhouyuMergedBeanDefinitionPostProcessor implements MergedBeanDefinitionPostProcessor {

 @Override
 public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {
  if ("userService".equals(beanName)) {
   beanDefinition.getPropertyValues().add("orderService", new OrderService()); // 注入属性
  }
 }
  
}

在Spring源码中，AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 就是一个MergedBeanDefinitionPostProcessor，它的postProcessMergedBeanDefinition()方法中会去查找注入点，并缓存在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor对象的一个Map中（injectionMetadataCache）。

实例化后

在处理完BeanDefinition后，Spring又设计了一个扩展点：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation( )，比如：

@Component
public class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

 @Override
 public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {

  if ("userService".equals(beanName)) {
   UserService userService = (UserService) bean;
   userService.test();
  }

  return true;
 }
}

上述代码就是对userService所实例化出来的对象进行处理。

注意：这个扩展点在Spring源码中基本没有怎么使用。

6.处理属性

这个步骤中，就会处理@Autowired、@Resource、@Value等注解，也是通过**InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties( )**扩展点来实现的。

比如：我们甚至可以实现一个自己的自动注入功能

@Component
public class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

	@Override
	public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) throws BeansException {
		if ("userService".equals(beanName)) {
			for (Field field : bean.getClass().getFields()) {
				if (field.isAnnotationPresent(ZhouyuInject.class)) {
					field.setAccessible(true);
					try {
						field.set(bean, "123");
					} catch (IllegalAccessException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		}

		return pvs;
	}
}

7.执行Aware

完成了属性赋值之后，Spring会执行一些回调，包括：

BeanNameAware：回传beanName给bean对象
BeanClassLoaderAware：回传classLoader给bean对象
BeanFactoryAware：回传beanFactory给对象

8.初始化前

初始化前，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization( )，比如：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

 @Override
 public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  if ("userService".equals(beanName)) {
   System.out.println("初始化前");
  }

  return bean;
 }
}

利用初始化前，可以对已经进行了依赖注入的Bean进行处理。

在Spring源码中：

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor 会在初始化前这个步骤中执行@PostConstruct的方法，
ApplicationContextAwareProcessor 会在初始化前这个步骤中进行其他Aware的回调：
- EnvironmentAware：回传环境变量
- EmbeddedValueResolverAware：回传占位符解析器
- ResourceLoaderAware：回传资源加载器
- ApplicationEventPublisherAware：回传事件发布器
- MessageSourceAware：回传国际化资源
- ApplicationStartupAware：回传应用其他监听对象，可忽略
- ApplicationContextAware：回传Spring容器ApplicationContext

初始化

查看当前Bean对象是否实现了InitializingBean接口，如果实现了就调用其afterPropertiesSet()方法
执行BeanDefinition中指定的初始化方法

初始化后

这是Bean创建生命周期中的最后一个步骤，也是Spring提供的一个扩展点：BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization( )，比如：

@Component
public class ZhouyuBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

 @Override
 public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  if ("userService".equals(beanName)) {
   System.out.println("初始化后");
  }

  return bean;
 }
}

可以在这个步骤中，对Bean进行最终处理，Spring中的AOP就是基于初始化后实现的，初始化后返回的对象才是最终的Bean对象。

9.总结BeanPostProcessor

实例化前：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()

实例化：MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition()

实例化后：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()

自动注入：InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()

Aware对象

初始化前：BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()

初始化

初始化后：BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()

到此这篇关于Spring创建Bean的生命周期详析的文章就介绍到这了,更多相关Spring创建Bean内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

相关文章

Spring创建Bean的生命周期详析

目录

1.Bean 的创建生命周期

2.Spring AOP 大致流程

3.Spring 事务

4.Spring 源码阅读前戏

BeanDefinition

BeanDefinitionReader

AnnotatedBeanDefinitionReader

XmlBeanDefinitionReader

ClassPathBeanDefinitionScanner

BeanFactory

ApplicationContext

AnnotationConfigApplicationContext

ClassPathXmlApplicationContext

资源加载

ConversionService

TypeConverter

OrderComparator

BeanPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor

FactoryBean

ExcludeFilter 和 IncludeFilter

MetadataReader、ClassMetadata、AnnotationMetadata

5.Spring之Bean生命周期源码解析

生成BeanDefinition

合并BeanDefinition

加载类

实例化前

实例化

BeanDefinition的后置处理

实例化后

6.处理属性

7.执行Aware

8.初始化前

初始化

初始化后

9.总结BeanPostProcessor