Spring生命周期

小灰灰 2022-11-20 03:56 196阅读 0赞

Spring Bean的生命周期是Spring面试热点问题。这个问题即考察对Spring的微观了解，又考察对Spring的宏观认识，想要答好并不容易！本文希望能够从源码角度入手，帮助面试者彻底搞定Spring Bean的生命周期。

### 只有四个！ ###

是的，Spring Bean的生命周期只有这四个阶段。把这四个阶段和每个阶段对应的扩展点糅合在一起虽然没有问题，但是这样非常凌乱，难以记忆。要彻底搞清楚Spring的生命周期，首先要把这四个阶段牢牢记住。实例化和属性赋值对应构造方法和setter方法的注入，初始化和销毁是用户能自定义扩展的两个阶段。在这四步之间穿插的各种扩展点，稍后会讲。

1.  实例化 Instantiation
2.  属性赋值 Populate
3.  初始化 Initialization
4.  销毁 Destruction

实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁

主要逻辑都在doCreate()方法中，逻辑很清晰，就是顺序调用以下三个方法，这三个方法与三个生命周期阶段一一对应，非常重要，在后续扩展接口分析中也会涉及。

1.  createBeanInstance() -> 实例化
2.  populateBean() -> 属性赋值
3.  initializeBean() -> 初始化

源码如下，能证明实例化，属性赋值和初始化这三个生命周期的存在。关于本文的Spring源码都将忽略无关部分，便于理解：

// 忽略了无关代码
    protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
          throws BeanCreationException {
    
       // Instantiate the bean.
       BeanWrapper instanceWrapper = null;
       if (instanceWrapper == null) {
           // 实例化阶段！
          instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
       }
    
       // Initialize the bean instance.
       Object exposedObject = bean;
       try {
           // 属性赋值阶段！
          populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
           // 初始化阶段！
          exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
       }
    
       
       }

至于销毁，是在容器关闭时调用的，详见`ConfigurableApplicationContext#close()`

### 常用扩展点 ###

Spring生命周期相关的常用扩展点非常多，所以问题不是不知道，而是记不住或者记不牢。其实记不住的根本原因还是不够了解，这里通过源码+分类的方式帮大家记忆。

第一大类：影响多个Bean的接口

实现了这些接口的Bean会切入到多个Bean的生命周期中。正因为如此，这些接口的功能非常强大，Spring内部扩展也经常使用这些接口，例如自动注入以及AOP的实现都和他们有关。

*  BeanPostProcessor
 *  InstantiationAwareBeanPostProcessor

这两兄弟可能是Spring扩展中**最重要**的两个接口！InstantiationAwareBeanPostProcessor作用于**实例化**阶段的前后，BeanPostProcessor作用于**初始化**阶段的前后。正好和第一、第三个生命周期阶段对应。通过图能更好理解：

![d705e5c956967e1e3f2e9d28e0aafcca.png][]

未命名文件 (1).png

InstantiationAwareBeanPostProcessor实际上继承了BeanPostProcessor接口，严格意义上来看他们不是两兄弟，而是两父子。但是从生命周期角度我们重点关注其特有的对实例化阶段的影响，图中省略了从BeanPostProcessor继承的方法。

InstantiationAwareBeanPostProcessor extends BeanPostProcessor

InstantiationAwareBeanPostProcessor源码分析：

*  postProcessBeforeInstantiation调用点，忽略无关代码：

@Override
        protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
                throws BeanCreationException {
    
            try {
                // Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.
                // postProcessBeforeInstantiation方法调用点，这里就不跟进了，
                // 有兴趣的同学可以自己看下，就是for循环调用所有的InstantiationAwareBeanPostProcessor
                Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
                if (bean != null) {
                    return bean;
                }
            }
            
            try {   
                // 上文提到的doCreateBean方法，可以看到
                // postProcessBeforeInstantiation方法在创建Bean之前调用
                Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
                if (logger.isTraceEnabled()) {
                    logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
                }
                return beanInstance;
            }
            
        }

可以看到，postProcessBeforeInstantiation在doCreateBean之前调用，也就是在bean实例化之前调用的，英文源码注释解释道该方法的返回值会替换原本的Bean作为代理，这也是Aop等功能实现的关键点。

*  postProcessAfterInstantiation调用点，忽略无关代码：

protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
    
       // Give any InstantiationAwareBeanPostProcessors the opportunity to modify the
       // state of the bean before properties are set. This can be used, for example,
       // to support styles of field injection.
       boolean continueWithPropertyPopulation = true;
        // InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessAfterInstantiation()
        // 方法作为属性赋值的前置检查条件，在属性赋值之前执行，能够影响是否进行属性赋值！
       if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
          for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
             if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
                   continueWithPropertyPopulation = false;
                   break;
                }
             }
          }
       }
    
       // 忽略后续的属性赋值操作代码
    }

可以看到该方法在属性赋值方法内，但是在真正执行赋值操作之前。其返回值为boolean，返回false时可以阻断属性赋值阶段（`continueWithPropertyPopulation = false;`）。

关于BeanPostProcessor执行阶段的源码穿插在下文Aware接口的调用时机分析中，因为部分Aware功能的就是通过他实现的!只需要先记住BeanPostProcessor在初始化前后调用就可以了。

第二大类：只调用一次的接口

这一大类接口的特点是功能丰富，常用于用户自定义扩展。  
第二大类中又可以分为两类：

1.  Aware类型的接口
2.  生命周期接口

无所不知的Aware

Aware类型的接口的作用就是让我们能够拿到Spring容器中的一些资源。基本都能够见名知意，Aware之前的名字就是可以拿到什么资源，例如`BeanNameAware`可以拿到BeanName，以此类推。调用时机需要注意：所有的Aware方法都是在初始化阶段之前调用的！  
Aware接口众多，这里同样通过分类的方式帮助大家记忆。  
Aware接口具体可以分为两组，至于为什么这么分，详见下面的源码分析。如下排列顺序同样也是Aware接口的执行顺序，能够见名知意的接口不再解释。

`Aware Group1`

1.  BeanNameAware
2.  BeanClassLoaderAware
3.  BeanFactoryAware

`Aware Group2`

1.  EnvironmentAware
2.  EmbeddedValueResolverAware 这个知道的人可能不多，实现该接口能够获取Spring EL解析器，用户的自定义注解需要支持spel表达式的时候可以使用，非常方便。
3.  ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\\ApplicationEventPublisherAware\\MessageSourceAware) 这几个接口可能让人有点懵，实际上这几个接口可以一起记，其返回值实质上都是当前的ApplicationContext对象，因为ApplicationContext是一个复合接口，如下：

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

这里涉及到另一道面试题，ApplicationContext和BeanFactory的区别，可以从ApplicationContext继承的这几个接口入手，除去BeanFactory相关的两个接口就是ApplicationContext独有的功能，这里不详细说明。

Aware调用时机源码分析

详情如下，忽略了部分无关代码。代码位置就是我们上文提到的initializeBean方法详情，这也说明了Aware都是在初始化阶段之前调用的！

// 见名知意，初始化阶段调用的方法
        protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    
            // 这里调用的是Group1中的三个Bean开头的Aware
            invokeAwareMethods(beanName, bean);
    
            Object wrappedBean = bean;
            
            // 这里调用的是Group2中的几个Aware，
            // 而实质上这里就是前面所说的BeanPostProcessor的调用点！
            // 也就是说与Group1中的Aware不同，这里是通过BeanPostProcessor（ApplicationContextAwareProcessor）实现的。
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
            // 下文即将介绍的InitializingBean调用点
            invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
            // BeanPostProcessor的另一个调用点
            wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
    
            return wrappedBean;
        }

可以看到并不是所有的Aware接口都使用同样的方式调用。Bean××Aware都是在代码中直接调用的，而ApplicationContext相关的Aware都是通过BeanPostProcessor\#postProcessBeforeInitialization()实现的。感兴趣的可以自己看一下ApplicationContextAwareProcessor这个类的源码，就是判断当前创建的Bean是否实现了相关的Aware方法，如果实现了会调用回调方法将资源传递给Bean。  
至于Spring为什么这么实现，应该没什么特殊的考量。也许和Spring的版本升级有关。基于对修改关闭，对扩展开放的原则，Spring对一些新的Aware采用了扩展的方式添加。

BeanPostProcessor的调用时机也能在这里体现，包围住invokeInitMethods方法，也就说明了在初始化阶段的前后执行。

关于Aware接口的执行顺序，其实只需要记住第一组在第二组执行之前就行了。每组中各个Aware方法的调用顺序其实没有必要记，有需要的时候点进源码一看便知。

简单的两个生命周期接口

至于剩下的两个生命周期接口就很简单了，实例化和属性赋值都是Spring帮助我们做的，能够自己实现的有初始化和销毁两个生命周期阶段。

1.  InitializingBean 对应生命周期的初始化阶段，在上面源码的`invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);`方法中调用。  
    有一点需要注意，因为Aware方法都是执行在初始化方法之前，所以可以在初始化方法中放心大胆的使用Aware接口获取的资源，这也是我们自定义扩展Spring的常用方式。  
    除了实现InitializingBean接口之外还能通过注解或者xml配置的方式指定初始化方法，至于这几种定义方式的调用顺序其实没有必要记。因为这几个方法对应的都是同一个生命周期，只是实现方式不同，我们一般只采用其中一种方式。
2.  DisposableBean 类似于InitializingBean，对应生命周期的销毁阶段，以ConfigurableApplicationContext\#close()方法作为入口，实现是通过循环取所有实现了DisposableBean接口的Bean然后调用其destroy()方法 。感兴趣的可以自行跟一下源码。

### 扩展阅读: BeanPostProcessor 注册时机与执行顺序 ###

注册时机

我们知道BeanPostProcessor也会注册为Bean，那么Spring是如何保证BeanPostProcessor在我们的业务Bean之前初始化完成呢？  
请看我们熟悉的refresh()方法的源码，省略部分无关代码：

@Override
        public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
            synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
    
                try {
                    // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
                    postProcessBeanFactory(beanFactory);
    
                    // Invoke factory processors registered as beans in the context.
                    invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
    
                    // Register bean processors that intercept bean creation.
                    // 所有BeanPostProcesser初始化的调用点
                    registerBeanPostProcessors(beanFactory);
    
                    // Initialize message source for this context.
                    initMessageSource();
    
                    // Initialize event multicaster for this context.
                    initApplicationEventMulticaster();
    
                    // Initialize other special beans in specific context subclasses.
                    onRefresh();
    
                    // Check for listener beans and register them.
                    registerListeners();
    
                    // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
                    // 所有单例非懒加载Bean的调用点
                    finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
    
                    // Last step: publish corresponding event.
                    finishRefresh();
                }
    
        }

可以看出，Spring是先执行registerBeanPostProcessors()进行BeanPostProcessors的注册，然后再执行finishBeanFactoryInitialization初始化我们的单例非懒加载的Bean。

执行顺序

BeanPostProcessor有很多个，而且每个BeanPostProcessor都影响多个Bean，其执行顺序至关重要，必须能够控制其执行顺序才行。关于执行顺序这里需要引入两个排序相关的接口：PriorityOrdered、Ordered

*  PriorityOrdered是一等公民，首先被执行，PriorityOrdered公民之间通过接口返回值排序
 *  Ordered是二等公民，然后执行，Ordered公民之间通过接口返回值排序
 *  都没有实现是三等公民，最后执行

在以下源码中，可以很清晰的看到Spring注册各种类型BeanPostProcessor的逻辑，根据实现不同排序接口进行分组。优先级高的先加入，优先级低的后加入。

// First, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
    // 首先，加入实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessors，顺便根据PriorityOrdered排了序
                String[] postProcessorNames =
                        beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
                for (String ppName : postProcessorNames) {
                    if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
                        currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
                        processedBeans.add(ppName);
                    }
                }
                sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
                registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
                invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
                currentRegistryProcessors.clear();
    
                // Next, invoke the BeanDefinitionRegistryPostProcessors that implement Ordered.
    // 然后，加入实现了Ordered接口的BeanPostProcessors，顺便根据Ordered排了序
                postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
                for (String ppName : postProcessorNames) {
                    if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
                        currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
                        processedBeans.add(ppName);
                    }
                }
                sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
                registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
                invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
                currentRegistryProcessors.clear();
    
                // Finally, invoke all other BeanDefinitionRegistryPostProcessors until no further ones appear.
    // 最后加入其他常规的BeanPostProcessors
                boolean reiterate = true;
                while (reiterate) {
                    reiterate = false;
                    postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
                    for (String ppName : postProcessorNames) {
                        if (!processedBeans.contains(ppName)) {
                            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
                            processedBeans.add(ppName);
                            reiterate = true;
                        }
                    }
                    sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
                    registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
                    invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
                    currentRegistryProcessors.clear();
                }

根据排序接口返回值排序，默认升序排序，返回值越低优先级越高。

/**
         * Useful constant for the highest precedence value.
         * @see java.lang.Integer#MIN_VALUE
         */
        int HIGHEST_PRECEDENCE = Integer.MIN_VALUE;
    
        /**
         * Useful constant for the lowest precedence value.
         * @see java.lang.Integer#MAX_VALUE
         */
        int LOWEST_PRECEDENCE = Integer.MAX_VALUE;

PriorityOrdered、Ordered接口作为Spring整个框架通用的排序接口，在Spring中应用广泛，也是非常重要的接口。

### 总结 ###

Spring Bean的生命周期分为`四个阶段`和`多个扩展点`。扩展点又可以分为`影响多个Bean`和`影响单个Bean`。整理如下：  
四个阶段

*  实例化 Instantiation
 *  属性赋值 Populate
 *  初始化 Initialization
 *  销毁 Destruction

多个扩展点

*  影响多个Bean
    
     *  BeanPostProcessor
     *  InstantiationAwareBeanPostProcessor
 *  影响单个Bean
    
     *  Aware
        
         *  Aware Group1
            
             *  BeanNameAware
             *  BeanClassLoaderAware
             *  BeanFactoryAware
         *  Aware Group2
            
             *  EnvironmentAware
             *  EmbeddedValueResolverAware
             *  ApplicationContextAware(ResourceLoaderAware\\ApplicationEventPublisherAware\\MessageSourceAware)
     *  生命周期
        
         *  InitializingBean
         *  DisposableBean

至此，Spring Bean的生命周期介绍完毕，由于作者水平有限难免有疏漏，欢迎留言纠错。  
链接：https://www.jianshu.com/p/1dec08d290c1

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