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Spring中Bean加载流程

一丝轻风、 2024-09-21 00:01:02
简介Spring中Bean加载流程

在这里插入图片描述
上面是跟踪了 getBean 的调用链创建的流程图,为了能够很好地理解 Bean 加载流程,省略一些异常、日志和分支处理和一些特殊条件的判断。

从上面的流程图中,可以看到一个 Bean 加载会经历这么几个阶段(用绿色标记):


 - 获取 BeanName,对传入的 name 进行解析,转化为可以从 Map 中获取到 BeanDefinition 的 bean name。
 - 合并 Bean 定义,对父类的定义进行合并和覆盖,如果父类还有父类,会进行递归合并,以获取完整的 Bean 定义信息。
 - 实例化,使用构造或者工厂方法创建 Bean 实例。
 - 属性填充,寻找并且注入依赖,依赖的 Bean 还会递归调用 getBean 方法获取。
 - 初始化,调用自定义的初始化方法。
 - 获取最终的 Bean,如果是 FactoryBean 需要调用 getObject 方法,如果需要类型转换调用 TypeConverter 进行转化。

整个流程最为复杂的是对循环依赖的解决方案,后续会进行重点分析。

  1. 细节分析
    3.1. 转化 BeanName
    而在我们解析完配置后创建的 Map,使用的是 beanName 作为 key。见 DefaultListableBeanFactory:

/** Map of bean definition objects, keyed by bean name */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(256);
BeanFactory.getBean 中传入的 name,有可能是这几种情况:

bean name,可以直接获取到定义 BeanDefinition。
alias name,别名,需要转化。
factorybean name, 带 & 前缀,通过它获取 BeanDefinition 的时候需要去除 & 前缀。
为了能够获取到正确的 BeanDefinition,需要先对 name 做一个转换,得到 beanName。

name转beanName
见 AbstractBeanFactory.doGetBean:

protected T doGetBean … {

// 转化工作 
final String beanName = transformedBeanName(name);
...

}
如果是 alias name,在解析阶段,alias name 和 bean name 的映射关系被注册到 SimpleAliasRegistry 中。从该注册器中取到 beanName。见 SimpleAliasRegistry.canonicalName:

public String canonicalName(String name) {

resolvedName = this.aliasMap.get(canonicalName);

}
如果是 factorybean name,表示这是个工厂 bean,有携带前缀修饰符 & 的,直接把前缀去掉。见 BeanFactoryUtils.transformedBeanName :

public static String transformedBeanName(String name) {
Assert.notNull(name, “‘name’ must not be null”);
String beanName = name;
while (beanName.startsWith(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX)) {
beanName = beanName.substring(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX.length());
}
return beanName;
}
3.2. 合并 RootBeanDefinition
我们从配置文件读取到的 BeanDefinition 是 GenericBeanDefinition。它的记录了一些当前类声明的属性或构造参数,但是对于父类只用了一个 parentName 来记录。

public class GenericBeanDefinition extends AbstractBeanDefinition {

private String parentName;

}
接下来会发现一个问题,在后续实例化 Bean 的时候,使用的 BeanDefinition 是 RootBeanDefinition 类型而非 GenericBeanDefinition。这是为什么?

答案很明显,GenericBeanDefinition 在有继承关系的情况下,定义的信息不足:

如果不存在继承关系,GenericBeanDefinition 存储的信息是完整的,可以直接转化为 RootBeanDefinition。
如果存在继承关系,GenericBeanDefinition 存储的是 增量信息 而不是 全量信息。
为了能够正确初始化对象,需要完整的信息才行。需要递归 合并父类的定义:

合并BeanDefinition
见 AbstractBeanFactory.doGetBean :

protected T doGetBean … {

// 合并父类定义
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
    
...
    
// 使用合并后的定义进行实例化
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
    
...

}
在判断 parentName 存在的情况下,说明存在父类定义,启动合并。如果父类还有父类怎么办?递归调用,继续合并。

见AbstractBeanFactory.getMergedBeanDefinition 方法:

protected RootBeanDefinition getMergedBeanDefinition(
        String beanName, BeanDefinition bd, BeanDefinition containingBd)
        throws BeanDefinitionStoreException {

    ...
    
    String parentBeanName = transformedBeanName(bd.getParentName());

    ...
    
    // 递归调用,继续合并父类定义
    pbd = getMergedBeanDefinition(parentBeanName);
    
    ...

    // 使用合并后的完整定义,创建 RootBeanDefinition
    mbd = new RootBeanDefinition(pbd);
    
    // 使用当前定义,对 RootBeanDefinition 进行覆盖
    mbd.overrideFrom(bd);

    ...
    return mbd;

}

每次合并完父类定义后,都会调用 RootBeanDefinition.overrideFrom 对父类的定义进行覆盖,获取到当前类能够正确实例化的 全量信息。

3.3. 处理循环依赖
什么是循环依赖?

举个例子,这里有三个类 A、B、C,然后 A 关联 B,B 关联 C,C 又关联 A,这就形成了一个循环依赖。如果是方法调用是不算循环依赖的,循环依赖必须要持有引用。

循环依赖
循环依赖根据注入的时机分成两种类型:

构造器循环依赖。依赖的对象是通过构造器传入的,发生在实例化 Bean 的时候。
设值循环依赖。依赖的对象是通过 setter 方法传入的,对象已经实例化,发生属性填充和依赖注入的时候。
如果是构造器循环依赖,本质上是无法解决的。比如我们准调用 A 的构造器,发现依赖 B,于是去调用 B 的构造器进行实例化,发现又依赖 C,于是调用 C 的构造器去初始化,结果依赖 A,整个形成一个死结,导致 A 无法创建。

如果是设值循环依赖,Spring 框架只支持单例下的设值循环依赖。Spring 通过对还在创建过程中的单例,缓存并提前暴露该单例,使得其他实例可以引用该依赖。

3.3.1. 原型模式的循环依赖
Spring 不支持原型模式的任何循环依赖。检测到循环依赖会直接抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。

使用了一个 ThreadLocal 变量 prototypesCurrentlyInCreation 来记录当前线程正在创建中的 Bean 对象,见 AbtractBeanFactory#prototypesCurrentlyInCreation:

/** Names of beans that are currently in creation */
private final ThreadLocal prototypesCurrentlyInCreation =
new NamedThreadLocal(“Prototype beans currently in creation”);
在 Bean 创建前进行记录,在 Bean 创建后删除记录。见 AbstractBeanFactory.doGetBean:


if (mbd.isPrototype()) {
// It’s a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {

    // 添加记录
    beforePrototypeCreation(beanName);
    prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
    // 删除记录
    afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);

}

见 AbtractBeanFactory.beforePrototypeCreation 的记录操作:

protected void beforePrototypeCreation(String beanName) {
    Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get();
    if (curVal == null) {
        this.prototypesCurrentlyInCreation.set(beanName);
    }
    else if (curVal instanceof String) {
        Set<String> beanNameSet = new HashSet<String>(2);
        beanNameSet.add((String) curVal);
        beanNameSet.add(beanName);
        this.prototypesCurrentlyInCreation.set(beanNameSet);
    }
    else {
        Set<String> beanNameSet = (Set<String>) curVal;
        beanNameSet.add(beanName);
    }
}

见 AbtractBeanFactory.beforePrototypeCreation 的删除操作:

protected void afterPrototypeCreation(String beanName) {
    Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get();
    if (curVal instanceof String) {
        this.prototypesCurrentlyInCreation.remove();
    }
    else if (curVal instanceof Set) {
        Set<String> beanNameSet = (Set<String>) curVal;
        beanNameSet.remove(beanName);
        if (beanNameSet.isEmpty()) {
            this.prototypesCurrentlyInCreation.remove();
        }
    }
}

为了节省内存空间,在单个元素时 prototypesCurrentlyInCreation 只记录 String 对象,在多个依赖元素后改用 Set 集合。这里是 Spring 使用的一个节约内存的小技巧。

了解了记录的写入和删除过程好了,再来看看读取以及判断循环的方式。这里要分两种情况讨论。

构造函数循环依赖。
设置循环依赖。
这两个地方的实现略有不同。

如果是构造函数依赖的,比如 A 的构造函数依赖了 B,会有这样的情况。实例化 A 的阶段中,匹配到要使用的构造函数,发现构造函数有参数 B,会使用 BeanDefinitionValueResolver 来检索 B 的实例。见 BeanDefinitionValueResolver.resolveReference:

private Object resolveReference(Object argName, RuntimeBeanReference ref) {

...
Object bean = this.beanFactory.getBean(refName);
...

}
我们发现这里继续调用 beanFactory.getBean 去加载 B。

如果是设值循环依赖的的,比如我们这里不提供构造函数,并且使用了 @Autowire 的方式注解依赖(还有其他方式不举例了):

public class A {
@Autowired
private B b;

}
加载过程中,找到无参数构造函数,不需要检索构造参数的引用,实例化成功。接着执行下去,进入到属性填充阶段 AbtractBeanFactory.populateBean ,在这里会进行 B 的依赖注入。

为了能够获取到 B 的实例化后的引用,最终会通过检索类 DependencyDescriptor 中去把依赖读取出来,见 DependencyDescriptor.resolveCandidate :

public Object resolveCandidate(String beanName, Class<?> requiredType, BeanFactory beanFactory)
throws BeansException {
return beanFactory.getBean(beanName, requiredType);
}
发现 beanFactory.getBean 方法又被调用到了。

在这里,两种循环依赖达成了同一。无论是构造函数的循环依赖还是设置循环依赖,在需要注入依赖的对象时,会继续调用 beanFactory.getBean 去加载对象,形成一个递归操作。

而每次调用 beanFactory.getBean 进行实例化前后,都使用了 prototypesCurrentlyInCreation 这个变量做记录。按照这里的思路走,整体效果等同于 建立依赖对象的构造链。

prototypesCurrentlyInCreation 中的值的变化如下:

原型模式的循环依赖
调用判定的地方在 AbstractBeanFactory.doGetBean 中,所有对象的实例化均会从这里启动。

// Fail if we’re already creating this bean instance:
// We’re assumably within a circular reference.
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
判定的实现方法为 AbstractBeanFactory.isPrototypeCurrentlyInCreation :

protected boolean isPrototypeCurrentlyInCreation(String beanName) {
Object curVal = this.prototypesCurrentlyInCreation.get();
return (curVal != null &&
(curVal.equals(beanName) || (curVal instanceof Set && ((Set<?>) curVal).contains(beanName))));
}
所以在原型模式下,构造函数循环依赖和设值循环依赖,本质上使用同一种方式检测出来。Spring 无法解决,直接抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。

3.3.2. 单例模式的构造循环依赖
Spring 也不支持单例模式的构造循环依赖。检测到构造循环依赖也会抛出 BeanCurrentlyInCreationException 异常。

和原型模式相似,单例模式也用了一个数据结构来记录正在创建中的 beanName。见 DefaultSingletonBeanRegistry:

/** Names of beans that are currently in creation */
private final Set singletonsCurrentlyInCreation =
Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<String, Boolean>(16));
会在创建前进行记录,创建化后删除记录。

见 DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {

    // 记录正在加载中的 beanName
    beforeSingletonCreation(beanName);
    ...
    // 通过 singletonFactory 创建 bean
    singletonObject = singletonFactory.getObject();
    ...
    // 删除正在加载中的 beanName
    afterSingletonCreation(beanName);

}
记录和判定的方式见 DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation :

protected void beforeSingletonCreation(String beanName) {
    if (!this.inCreationCheckExclusions.contains(beanName) && !this.singletonsCurrentlyInCreation.add(beanName)) {
        throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
    }
}

这里会尝试往 singletonsCurrentlyInCreation 记录当前实例化的 bean。我们知道 singletonsCurrentlyInCreation 的数据结构是 Set,是不允许重复元素的,所以一旦前面记录了,这里的 add 操作将会返回失败。

比如加载 A 的单例,和原型模式类似,单例模式也会调用匹配到要使用的构造函数,发现构造函数有参数 B,然后使用 BeanDefinitionValueResolver 来检索 B 的实例,根据上面的分析,继续调用 beanFactory.getBean 方法。

所以拿 A,B,C 的例子来举例 singletonsCurrentlyInCreation 的变化,这里可以看到和原型模式的循环依赖判断方式的算法是一样:

单例模式的构造循环依赖
加载 A。记录 singletonsCurrentlyInCreation = [a],构造依赖 B,开始加载 B。
加载 B,记录 singletonsCurrentlyInCreation = [a, b],构造依赖 C,开始加载 C。
加载 C,记录 singletonsCurrentlyInCreation = [a, b, c],构造依赖 A,又开始加载 A。
加载 A,执行到 DefaultSingletonBeanRegistry.beforeSingletonCreation ,singletonsCurrentlyInCreation 中 a 已经存在了,检测到构造循环依赖,直接抛出异常结束操作。
3.3.3. 单例模式的设值循环依赖
单例模式下,构造函数的循环依赖无法解决,但设值循环依赖是可以解决的。

这里有一个重要的设计:提前暴露创建中的单例。

我们理解一下为什么要这么做。

还是拿上面的 A、B、C 的的设值依赖做分析,

=> 1. A 创建 -> A 构造完成,开始注入属性,发现依赖 B,启动 B 的实例化

=> 2. B 创建 -> B 构造完成,开始注入属性,发现依赖 C,启动 C 的实例化

=> 3. C 创建 -> C 构造完成,开始注入属性,发现依赖 A

重点来了,在我们的阶段 1中, A 已经构造完成,Bean 对象在堆中也分配好内存了,即使后续往 A 中填充属性(比如填充依赖的 B 对象),也不会修改到 A 的引用地址。

所以,这个时候是否可以 提前拿 A 实例的引用来先注入到 C ,去完成 C 的实例化,于是流程变成这样。

=> 3. C 创建 -> C 构造完成,开始注入依赖,发现依赖 A,发现 A 已经构造完成,直接引用,完成 C 的实例化。

=> 4. C 完成实例化后,B 注入 C 也完成实例化,A 注入 B 也完成实例化。

这就是 Spring 解决单例模式设值循环依赖应用的技巧。流程图为:

单例模式创建流程
为了能够实现单例的提前暴露。Spring 使用了三级缓存,见 DefaultSingletonBeanRegistry:

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(256);

/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);
这三个缓存的区别如下:

singletonObjects,单例缓存,存储已经实例化完成的单例。
singletonFactories,生产单例的工厂的缓存,存储工厂。
earlySingletonObjects,提前暴露的单例缓存,这时候的单例刚刚创建完,但还会注入依赖。
从 getBean(“a”) 开始,添加的 SingletonFactory 具体实现如下:

protected Object doCreateBean … {

...
addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
    @Override
    public Object getObject() throws BeansException {
        return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
    }
});
...

}
可以看到如果使用该 SingletonFactory 获取实例,使用的是 getEarlyBeanReference 方法,返回一个未初始化的引用。

读取缓存的地方见 DefaultSingletonBeanRegistry :

protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
}
先尝试从 singletonObjects 和 singletonFactory 读取,没有数据,然后尝试 singletonFactories 读取 singletonFactory,执行 getEarlyBeanReference 获取到引用后,存储到 earlySingletonObjects 中。

这个 earlySingletonObjects 的好处是,如果此时又有其他地方尝试获取未初始化的单例,可以从 earlySingletonObjects 直接取出而不需要再调用 getEarlyBeanReference。

从流程图上看,实际上注入 C 的 A 实例,还在填充属性阶段,并没有完全地初始化。等递归回溯回去,A 顺利拿到依赖 B,才会真实地完成 A 的加载。

3.4. 创建实例
获取到完整的 RootBeanDefintion 后,就可以拿这份定义信息来实例具体的 Bean。

具体实例创建见 AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBeanInstance ,返回 Bean 的包装类 BeanWrapper,一共有三种策略:

使用工厂方法创建,instantiateUsingFactoryMethod 。
使用有参构造函数创建,autowireConstructor。
使用无参构造函数创建,instantiateBean。
使用工厂方法创建,会先使用 getBean 获取工厂类,然后通过参数找到匹配的工厂方法,调用实例化方法实现实例化,具体见ConstructorResolver.instantiateUsingFactoryMethod :

public BeanWrapper instantiateUsingFactoryMethod … (

String factoryBeanName = mbd.getFactoryBeanName();

factoryBean = this.beanFactory.getBean(factoryBeanName);

// 匹配正确的工厂方法

beanInstance = this.beanFactory.getInstantiationStrategy().instantiate(…);

bw.setBeanInstance(beanInstance);
return bw;
}
使用有参构造函数创建,整个过程比较复杂,涉及到参数和构造器的匹配。为了找到匹配的构造器,Spring 花了大量的工作,见 ConstructorResolver.autowireConstructor :

public BeanWrapper autowireConstructor … {

Constructor<?> constructorToUse = null;

// 匹配构造函数的过程

beanInstance = this.beanFactory.getInstantiationStrategy().instantiate(…);

bw.setBeanInstance(beanInstance);
return bw;
}
使用无参构造函数创建是最简单的方式,见 AbstractAutowireCapableBeanFactory.instantiateBean:

protected BeanWrapper instantiateBean … {

beanInstance = getInstantiationStrategy().instantiate(…);

BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(beanInstance);
initBeanWrapper(bw);
return bw;

}
我们发现这三个实例化方式,最后都会走 getInstantiationStrategy().instantiate(…),见实现类 SimpleInstantiationStrategy.instantiate:

public Object instantiate … {
if (bd.getMethodOverrides().isEmpty()) {

return BeanUtils.instantiateClass(constructorToUse);
}
else {
// Must generate CGLIB subclass.
return instantiateWithMethodInjection(bd, beanName, owner);
}
}
虽然拿到了构造函数,并没有立即实例化。因为用户使用了 replace 和 lookup 的配置方法,用到了动态代理加入对应的逻辑。如果没有的话,直接使用反射来创建实例。

创建实例后,就可以开始注入属性和初始化等操作。

但这里的 Bean 还不是最终的 Bean。返回给调用方使用时,如果是 FactoryBean 的话需要使用 getObject 方法来创建实例。见 AbstractBeanFactory.getObjectFromBeanInstance ,会执行到 doGetObjectFromFactoryBean :

private Object doGetObjectFromFactoryBean … {

object = factory.getObject();

return object;
}
3.5. 注入属性
实例创建完后开始进行属性的注入,如果涉及到外部依赖的实例,会自动检索并关联到该当前实例。

Ioc 思想体现出来了。正是有了这一步操作,Spring 降低了各个类之间的耦合。

属性填充的入口方法在AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean。

protected void populateBean … {
PropertyValues pvs = mbd.getPropertyValues();

...
// InstantiationAwareBeanPostProcessor 前处理
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
    if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
        InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
        if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
            continueWithPropertyPopulation = false;
            break;
        }
    }
}
...

// 根据名称注入
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
    autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
}

// 根据类型注入
if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
    autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
}

... 
// InstantiationAwareBeanPostProcessor 后处理
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
    if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
        InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
        pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
        if (pvs == null) {
            return;
        }
    }
}

...

// 应用属性值
applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);

}
可以看到主要的处理环节有:

应用 InstantiationAwareBeanPostProcessor 处理器,在属性注入前后进行处理。假设我们使用了 @Autowire 注解,这里会调用到 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 来对依赖的实例进行检索和注入的,它是 InstantiationAwareBeanPostProcessor 的子类。
根据名称或者类型进行自动注入,存储结果到 PropertyValues 中。
应用 PropertyValues,填充到 BeanWrapper。这里在检索依赖实例的引用的时候,会递归调用 BeanFactory.getBean 来获得。
3.6. 初始化
3.6.1. 触发 Aware
如果我们的 Bean 需要容器的一些资源该怎么办?比如需要获取到 BeanFactory、ApplicationContext 等等。

Spring 提供了 Aware 系列接口来解决这个问题。比如有这样的 Aware:

BeanFactoryAware,用来获取 BeanFactory。
ApplicationContextAware,用来获取 ApplicationContext。
ResourceLoaderAware,用来获取 ResourceLoaderAware。
ServletContextAware,用来获取 ServletContext。
Spring 在初始化阶段,如果判断 Bean 实现了这几个接口之一,就会往 Bean 中注入它关心的资源。

见 AbstractAutowireCapableBeanFactory.invokeAwareMethos :

private void invokeAwareMethods(final String beanName, final Object bean) {
if (bean instanceof Aware) {
if (bean instanceof BeanNameAware) {
((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
}
if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(getBeanClassLoader());
}
if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
}
}
}
3.6.2. 触发 BeanPostProcessor
在 Bean 的初始化前或者初始化后,我们如果需要进行一些增强操作怎么办?

这些增强操作比如打日志、做校验、属性修改、耗时检测等等。Spring 框架提供了 BeanPostProcessor 来达成这个目标。比如我们使用注解 @Autowire 来声明依赖,就是使用 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 来实现依赖的查询和注入的。接口定义如下:

public interface BeanPostProcessor {

// 初始化前调用
Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;

// 初始化后调用
Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;

}
实现该接口的 Bean 都会被 Spring 注册到 beanPostProcessors 中,见 AbstractBeanFactory :

/** BeanPostProcessors to apply in createBean */
private final List beanPostProcessors = new ArrayList();
只要 Bean 实现了 BeanPostProcessor 接口,加载的时候会被 Spring 自动识别这些 Bean,自动注册,非常方便。

然后在 Bean 实例化前后,Spring 会去调用我们已经注册的 beanPostProcessors 把处理器都执行一遍。

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory … {

...

@Override
public Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization ... {

    Object result = existingBean;
    for (BeanPostProcessor beanProcessor : getBeanPostProcessors()) {
        result = beanProcessor.postProcessBeforeInitialization(result, beanName);
        if (result == null) {
            return result;
        }
    }
    return result;
}

@Override
public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization ... {

    Object result = existingBean;
    for (BeanPostProcessor beanProcessor : getBeanPostProcessors()) {
        result = beanProcessor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);
        if (result == null) {
            return result;
        }
    }
    return result;
}

...

}
这里使用了责任链模式,Bean 会在处理器链中进行传递和处理。当我们调用 BeanFactory.getBean 的后,执行到 Bean 的初始化方法 AbstractAutowireCapableBeanFactory.initializeBean 会启动这些处理器。

protected Object initializeBean … {

wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);

// 触发自定义 init 方法
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);

wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);

}
3.6.3. 触发自定义 init
自定义初始化有两种方式可以选择:

实现 InitializingBean。提供了一个很好的机会,在属性设置完成后再加入自己的初始化逻辑。
定义 init 方法。自定义的初始化逻辑。
见 AbstractAutowireCapableBeanFactory.invokeInitMethods :

protected void invokeInitMethods ... {

    boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
    if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
        ...
        
        ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
        ...
    }

    if (mbd != null) {
        String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
        if (initMethodName != null && !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
                !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
            invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
        }
    }
}

3.7. 类型转换
Bean 已经加载完毕,属性也填充好了,初始化也完成了。

在返回给调用者之前,还留有一个机会对 Bean 实例进行类型的转换。见 AbstractBeanFactory.doGetBean :

protected T doGetBean … {

if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isInstance(bean)) {

return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);

}
return (T) bean;
}

  1. 总结
    抛开一些细节处理和扩展功能,一个 Bean 的创建过程无非是:

获取完整定义 -> 实例化 -> 依赖注入 -> 初始化 -> 类型转换。

作为一个完善的框架,Spring 需要考虑到各种可能性,还需要考虑到接入的扩展性。

所以有了复杂的循环依赖的解决,复杂的有参数构造器的匹配过程,有了 BeanPostProcessor 来对实例化或初始化的 Bean 进行扩展修改。

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。