史上最细Bean生命周期详解

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Spring最重要的功能就是帮助程序员创建对象(也就是IOC),而启动Spring就是为创建Bean对象做准备,所以我们先明白Spring到底是怎么去创建Bean的,也就是先弄明白Bean的生命周期。

Bean的生命周期就是指:在Spring中,一个Bean是如何生成的,如何销毁的

Bean的生成过程

1. 生成BeanDefinition

Spring启动的时候会进行扫描,会先调用org.springframework.context.annotation.ClassPathScanningCandidateComponentProvider#scanCandidateComponents(String basePackage)扫描某个包路径,并得到BeanDefinition的Set集合。

Spring扫描的底层实现:

  1. 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)
  2. 遍历每个Resource对象
  3. 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)
  4. 利用MetadataReader进行excludeFilters和includeFilters,以及条件注解@Conditional的筛选(条件注解并不能理解: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。)
  5. 筛选通过后,基于metadataReader生成ScannedGenericBeanDefinition
  6. 再基于metadataReader判断是不是对应的类是不是接口或抽象类
  7. 如果筛选通过,那么就表示扫描到了一个Bean,将ScannedGenericBeanDefinition加入结果集

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

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

值得注意的是,CachingMetadataReaderFactory解析某个.class文件得到MetadataReader对象是利用的ASM技术,并没有加载这个类到JVM。并且,最终得到的ScannedGenericBeanDefinition对象,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class对象)

2. 合并BeanDefinition

通过扫描得到所有BeanDefinition之后,就可以根据BeanDefinition创建Bean对象了,但是在Spring中支持父子BeanDefinition,和Java父子类类似,但是完全不是一回事。

父子BeanDefinition实际用的比较少,使用是这样的,比如:

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

但是这么定义的情况下,child就是原型Bean了。

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

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

3. 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:

Class<?> resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);

这行代码就是去加载类,该方法是这么实现的:

if (mbd.hasBeanClass()) {
    return mbd.getBeanClass(); 
    } 
if (System.getSecurityManager() != null) { 
    return AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Class<?>>) () -> doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch), getAccessControlContext()); } 
else { 
    return doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch);
}
public boolean hasBeanClass() { 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)

会利用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加载。

ClassUtils.getDefaultClassLoader()

  1. 优先返回当前线程中的ClassLoader
  2. 线程中类加载器为null的情况下,返回ClassUtils类的类加载器
  3. 如果ClassUtils类的类加载器为空,那么则表示是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对应的类成功加载后,就可以实例化对象了,但是...

在Spring中,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个或某些Bean实例化之前做一些启动动作。这个扩展点叫InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()

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对象实例化出来之后,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

7. 实例化后

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

8. 自动注入

这里的自动注入指的是Spring的自动注入

9. 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

10. 执行Aware

完成了属性赋值之后,Spring会执行一些回调,包括:

  1. BeanNameAware:回传beanName给bean对象。
  2. BeanClassLoaderAware:回传classLoader给bean对象
  3. 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()利用初始化前,可以对进行了依赖注入的Bean进行处理。

12. 初始化

  1. 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
  2. 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(),可以在这个步骤中,对Bean最终进行处理,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