java Spring創建Bean的生命週期詳析

本篇文章為大家帶來了關於java的相關知識，其中主要介紹了關於Spring創建Bean的生命週期的相關問題，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

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1.Bean 的建立生命週期

UserService. class —> 無參構造方法（推斷構造方法） —> 普通物件—> 依賴注入（為具有@Autowired的屬性賦值） —> 初始化前（執行帶有@PostConstruct的方法） —> 初始化（執行實作了InitializingBean介面的afterPropertiesSet方法） —> 初始化後（執行AOP相關邏輯） —> 代理物件—> Bean

類似：男生—> 依賴注入—> 男人

##大致過程如下：

利用該類別的建構方法來實例化得到一個物件（但是如何一個類別中有多個建構方法，Spring 則會進行選擇，這個叫做
• 推斷建構方法）
得到一個物件後，Spring 會判斷該物件中是否存在被
• @Autowired註解了的屬性，把這些屬性找出來並由Spring進行賦值（依賴注入）
依賴注入後，Spring 會判斷該物件是否實作了
• BeanNameAware 介面、BeanClassLoaderAware介面、BeanFactoryAware 接口，如果實作了，就表示目前物件必須實作該介面中所定義的setBeanName()、setBeanClassLoader()、setBeanFactory()方法，那麼Spring 就會呼叫這些方法並傳入對應的參數（Aware回呼）
Aware 回呼後，Spring 會判斷該物件中是否存在某個方法被
• @PostConstruct註解了，如果存在，Spring 會呼叫當前物件的此方法（初始化前）
緊接著，Spring 會判斷該物件是否實現了
• InitializingBean接口，如果實作了，就表示目前物件必須實作該介面中的afterPropertiesSet()方法，那麼Spring 就會呼叫目前物件中的afterPropertiesSet()方法（初始化）
最後，Spring 會判斷當前物件需不需要進行
• AOP，如果不需要那麼Bean就創建完了，如果需要進行AOP，則會進行動態代理並產生一個代理物件作為Bean（初始化後）

#當Spring根據UserService類別來建立一個Bean時：

如果不用進行AOP，那麼Bean就是UserService類別的建構方法所得到的物件。
• 如果需要進行AOP，那麼Bean就是UserService的代理類別所實例化得到的對象，而不是UserService本身所得到的對象。

Bean物件建立出來後：

如果目前Bean是
• 單例Bean，那麼就會把該Bean對象存入一個Map，Map的key為beanName，value為Bean物件。這樣下次getBean時就可以直接從Map拿到對應的Bean物件了。 （實際上，在Spring原始碼中，這個Map就是單例池）
如果當前Bean是原型Bean，那麼後續沒有其他動作，不會存入一個Map，下次getBean時會再執行上述建立過程，得到一個新的Bean物件。

推斷建構方法：

如果一個類別裡面有無參的建構方法，那麼Spring預設就會用這個無參的構造方法。
• 如果一個類別裡面只有一個有參的建構方法，那麼Spring就會用這個有參的建構方法。
• 如果一個類別裡面有多個有參的構造方法，並且沒有無參的構造方法，那麼Spring會報錯。
• 如果想要指定Spring用哪個建構方法，可以在該建構方法上加上
• @Autowired。

@Bean會覆寫@Compoment

#注意：

如果Spring選擇了一個有參的構造方法，Spring在呼叫這個有參構造方法時，需要傳入參數，那這個參數是怎麼來的呢？

Spring會根據入參的類型和入參的名字去Spring容器中找Bean物件（以單例Bean為例，Spring會從單例池的那個Map中去找）：

• 先根據入參類型找，如果只找到一個，那就直接用來作為入參
• 如果根據類型找到多個，則再根據入參名字來確定唯一一個
• 如果最後沒有找到，會報錯，無法建立目前Bean物件

決定用哪個建構方法，決定入參的Bean對象，這個過程就叫做推論建構方法。

2.Spring AOP 大致流程

AOP就是進行動態代理，在創建一個Bean的過程中，Spring在最後一步會去判斷目前正在創建的這個Bean是不是需要進行AOP，如果需要則會進行動態代理。

如何判斷目前Bean物件需不需要進行 AOP 操作：

• #先從Spring容器裡面找出所有的切面Bean。
• 遍歷每一個切面Bean，再遍歷每個切面Bean中的每一個方法，看看是否寫了@Before、@After 等註解。
• 如果寫了，則判斷該方法所對應的Pointcut是否和當前Bean物件的類別相匹配
• 如果匹配，則表示當前Bean物件是需要進行AOP 操作的。

上面第三步驟找到匹配的之後，會將匹配的所有方法快取起來，後面在執行切面方法的時候，可以快速從快取中拿出來，提高執行效率。

利用cglib進行AOP的大致流程：

• #產生代理程式UserServiceProxy，代理類別繼承UserService
• #代理類別中重寫了父類別的方法，例如UserService中的test()方法代理類別中還會有一個target屬性，該屬性的值為被代理的物件（也就是透過UserService類推斷建構方法實例化出來的對象，進行了依賴注入、初始化等步驟的對象）
• 代理類別中的test()方法被執行時的邏輯如下：
  • 執行切面邏輯（@Before）
  • 呼叫target.test()

當我們從Spring容器得到UserService的Bean物件時，拿到的就是UserServiceProxy產生的對象，也就是代理對象。

呼叫UserService代理物件.test( ) —> 執行切面邏輯 —> target.test( )，注意target物件不是代理對象，而是被代理的物件。

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 事務

當我們在某個方法上加了@Transactional註解後，就表示該方法在呼叫時會開啟Spring事務，而這個方法所在的類別所對應的Bean物件會是該類別的代理物件。

Spring交易的代理物件執行某個方法時的步驟：

• #判斷目前執行的方法是否存在@Transactional註解
• 如果存在，則利用事務管理器（TransactionMananger）建立一個資料庫連接
• 修改資料庫連接的autocommit 為false
• 執行 target.test()，執行程式設計師所寫的業務邏輯程式碼，也就是執行sql
• 執行完了之後如果沒有出現異常，則提交，否則回滾

Spring事務是否會失效的判斷標準：某個加了@Transactional註解的方法被呼叫時，要判斷到底是不是直接被代理對象調用的，如果是則事務會生效，如果不是則會失效。

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 原始碼閱讀前戲

BeanDefinition

BeanDefinition表示Bean定義，BeanDefinition中存在著許多屬性用來描述一個Bean的特徵。

例如：

• class，表示Bean類型
• scope，表示Bean的作用域，單例或原型等
• lazyInit：表示Bean是否是懶載入
• initMethodName：表示Bean初始化時要執行的方法
• destroyMethodName：表示Bean銷毀時要執行的方法還有很多…

宣告式定義Bean：

#可以透過以下幾種方式來定義Bean：

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

也可以透過程式定義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"));

也可以透過BeanDefinition設定一個Bean的其他屬性

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

聲明式定義和編程式定義的Bean，最後都會被Spring解析為對應的BeanDefinition對象，並放入Spring容器中。

BeanDefinitionReader

接下來介紹幾個在Spring原始碼中常見的BeanDefinition讀取器（BeanDefinitionReader）

#AnnotatedBeanDefinitionReader

#可以直接把某個類別轉換為BeanDefinition，並且會解析該類別上的註解，例如：

#

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：支援別名功能，一個名字可以對應多個別名
• BeanDefinitionRegistry：可以註冊、儲存、移除、取得某個
• BeanDefinitionBeanFactory：Bean工廠，可以根據某個bean的名字、或類型、或別名取得某個Bean物件
• SingletonBeanRegistry：可以直接註冊、取得某個單例Bean
• SimpleAliasRegistry：它是一個類，實作了AliasRegistry介面中所定義的功能，支援別名功能
• ListableBeanFactory：在BeanFactory的基礎上，增加了其他功能，可以取得所有BeanDefinition的beanNames，可以根據某個類型取得對應的beanNames，可以根據某個類型取得{類型：對應的Bean}的映射關係
• HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基礎上，加入了取得父BeanFactory的功能
• DefaultSingletonBeanRegistry：它是一個類別，實作了SingletonBeanRegistry接口，擁有了直接註冊、取得某個單例Bean的功能
• ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory和SingletonBeanRegistry的基礎上，新增了設定父BeanFactory、類別載入器（表示可以指定某個類別載入器進行類別的載入）、設定Spring EL表達式解析器（表示該BeanFactory可以解析EL表達式）、設定類型轉換服務（表示該BeanFactory可以進行類型轉換）、可以加入BeanPostProcessor（表示該BeanFactory支援Bean的後置處理器），可以合併BeanDefinition，可以銷毀某個Bean等等功能
• FactoryBeanRegistrySupport：支援了FactoryBean的功能
• AutowireCapableBeanFactory：是直接繼承了BeanFactory，在BeanFactory的基礎上，支持在創建Bean的過程中能對Bean進行自動裝配
• AbstractBeanFactory：實現了ConfigurableBeanFactory接口，繼承了FactoryBeanRegistrySupport，這個BeanFactory的功能已經很全面了，但是不能自動裝配和獲取beanNames
• ConfigurableListableBeanFactory：繼承了ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurFactory、ConfigurFactor
AutowireCapableBeanFactory：
• 繼承了AbstractBeanFactory，實現了AutowireCapableBeanFactory，擁有了自動裝配的功能##DefaultListableBeanFactory：
繼承了AbstractAutowireCapableBeanFactory，實作了BeanListy：
• 繼承了AbstractAutowireCapableBean約翰功能很強大
ApplicationContext

ApplicationContext 是個接口，實際上也是一個BeanFactory，不過比BeanFactory更強大，例如：

#HierarchicalBeanFactory：
• 擁有取得父BeanFactory的功能
ListableBeanFactory：
• 擁有取得beanNames的功能
#ResourcePatternResolver：
• 資源載入器，可以一次取得多個資源（檔案資源等等）
EnvironmentCapable：
• 可以取得執行階段環境（沒有設定執行階段環境的功能）
ApplicationEventPublisher：
• 擁有廣播事件的功能（沒有新增事件監聽器的功能）
MessageSource：
• 擁有國際化功能

#ApplicationContext 有兩個比較重要的實現類：

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/*.class");
        for (Resource resource3 : resources) {
            System.out.println(resource3.contentLength());
            System.out.println(resource3.getFilename());
        }

事件发布

先定义一个事件监听器：

		@Bean
    public ApplicationListener applicationListener() {
        return new ApplicationListener() {
            @Override
            public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
                System.out.println("接收到了一个事件");
            }
        };
    }

然后发布一个事件：

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        context.publishEvent("kkk");

类型转化

在Spring源码中，有可能需要把String转成其他类型，所以在Spring源码中提供了一些技术来更方便的做对象的类型转化，关于类型转化的应用场景， 后续看源码的过程中会遇到很多。

PropertyEditor

这其实是JDK中提供的类型转化工具

public class StringToUserPropertyEditor extends PropertyEditorSupport implements PropertyEditor {

    @Override
    public void setAsText(String text) throws IllegalArgumentException {
        User user = new User();
        user.setName(text);
        this.setValue(user);
    }

}

StringToUserPropertyEditor propertyEditor = new StringToUserPropertyEditor();
propertyEditor.setAsText("1");
User value = (User) propertyEditor.getValue();
System.out.println(value);

在Spring容器中注册 PropertyEditor：

		@Bean
    public CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer() {
        CustomEditorConfigurer customEditorConfigurer = new CustomEditorConfigurer();
        Map<Class<?>, Class<? extends PropertyEditor>> propertyEditorMap = new HashMap<>();

        /**
         * 表示StringToUserPropertyEditor可以将String转化成User类型，
         * 在Spring源码中，如果发现当前对象是String，而需要的类型是User，
         * 就会使用该PropertyEditor来做类型转化
         */
        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。

/** * 获取默认的类加载器 */@Nullablepublic static ClassLoader getDefaultClassLoader() {ClassLoader cl = null;/** * 优先获取线程中的类加载器 * 一开始，tomcat会将自定义的类加载器设置到线程上下文中， * 然后当你走到这一步的时候，就可以获取到线程中的tomcat自定义类加载器 */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 4.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：

@Componentpublic 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：

@Componentpublic 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。

5.实例化

在这个步骤中就会根据BeanDefinition去创建一个对象了。

6.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：

@Componentpublic 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）。

7.实例化后

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

@Componentpublic 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。

8.自动注入 9.处理属性

/** * 这里会调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法，会直接给对象中的属性赋值 * AutowiredAnnotationBeanPostProcessor内部并不会处理pvs，直接返回了 * 并不会处理pvs指的是： * 如果当前bean的某些属性已经通过postProcessMergedBeanDefinition方法注入了，那么该属性上面的@Autowired注解应该是无效的， * 因为程序员已经将自定义的值设置到属性里面去了 */

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

@Componentpublic class ZhouyuInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {@Overridepublic 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;}}

10.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 11.初始化前

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

@Componentpublic 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 12.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 13.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：

@Componentpublic 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。

14.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()

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以上是java Spring創建Bean的生命週期詳析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！