Spring Bean 的生命周期

原文：如何记忆 Spring Bean 的生命周期

参考：一文读懂 Spring Bean 的生命周期

建议先了解 bean 生命周期涉及到的几个常见接口的基本使用：

EnvironmentAware、ApplicationContextAware、InitializingBean、BeanPostProcessor

1. 引言

去网上搜“Spring Bean 的生命周期？”，大多以下图给出的流程作为答案^[1]。

但是当我第一次看到该图时，就产生了很多困扰，“Aware，BeanPostProcessor......这些都是什么啊？而且这么多步骤，太多了，该怎么记啊？”。

其实要记忆该过程，还是需要我们先去理解，本文将从以下两方面去帮助理解 Bean 的生命周期：

1. 生命周期的概要流程：对 Bean 的生命周期进行概括，并且结合代码来理解；
2. 扩展点的作用：详细介绍 Bean 生命周期中所涉及到的扩展点的作用。

2. 生命周期的概要流程

Bean 的生命周期概括起来就是 4 个阶段：

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

1. 实例化：第 1 步，实例化一个 bean 对象（调用构造方法创建对象）；
2. 属性赋值：第 2 步，为 bean 设置相关属性和依赖（给被 @Autowired 等注解标注的属性赋值）；
3. 初始化：第 3~7 步，步骤较多，其中第 5、6 步为初始化操作，第 3、4 步为在初始化前执行，第 7 步在初始化后执行，该阶段结束，才能被用户使用（调用 Spring 提供的初始化扩展方法，比如 InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet 方法）；
4. 销毁：第 8~10 步，第 8 步不是真正意义上的销毁（还没使用呢），而是先在使用前注册了销毁的相关调用接口，为了后面第 9、10 步真正销毁 bean 时再执行相应的方法。

下面我们结合代码来直观的看下，在 doCreateBean() 方法中能看到依次执行了这 4 个阶段：

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
    throws BeanCreationException {
 
    // 1. 实例化
    BeanWrapper instanceWrapper = null;
    if (instanceWrapper == null) {
        instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
    }
  
    Object exposedObject = bean;
    try {
        // 2. 属性赋值
        populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
        // 3. 初始化
        exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
    }
 
    // 4. 销毁-注册回调接口
    try {
        registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
    }
 
    return exposedObject;
}

由于初始化包含了第 3~7 步，较复杂，所以我们进到 initializeBean() 方法里具体看下其过程（注释的序号对应图中序号）：

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    // 3. 检查 Aware 相关接口并设置相关依赖
    if (System.getSecurityManager() != null) {
        AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
            invokeAwareMethods(beanName, bean);
            return null;
        }, getAccessControlContext());
    }
    else {
        invokeAwareMethods(beanName, bean);
    }
 
    // 4. BeanPostProcessor 前置处理
    Object wrappedBean = bean;
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
    }
 
    // 5. 若实现 InitializingBean 接口，调用 afterPropertiesSet() 方法
    // 6. 若配置自定义的 init-method 方法，则执行
    try {
        invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanCreationException(
            (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
            beanName, "Invocation of init method failed", ex);
    }
    // 7. BeanPostProcessor 后置处理
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
    }
 
    return wrappedBean;
}

在 invokeInitMethods() 方法中会检查 InitializingBean 接口和 init-method 方法，销毁的过程也与其类似：

// DisposableBeanAdapter.java
public void destroy() {
    // 9. 若实现 DisposableBean 接口，则执行 destroy()方法
    if (this.invokeDisposableBean) {
        try {
            if (System.getSecurityManager() != null) {
                AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {
                    ((DisposableBean) this.bean).destroy();
                    return null;
                }, this.acc);
            }
            else {
                ((DisposableBean) this.bean).destroy();
            }
        }
    }
  
    // 10. 若配置自定义的 destroy-method 方法，则执行
    if (this.destroyMethod != null) {
        invokeCustomDestroyMethod(this.destroyMethod);
    }
    else if (this.destroyMethodName != null) {
        Method methodToInvoke = determineDestroyMethod(this.destroyMethodName);
        if (methodToInvoke != null) {
            invokeCustomDestroyMethod(ClassUtils.getInterfaceMethodIfPossible(methodToInvoke));
        }
    }
}

从 Spring 的源码我们可以直观的看到其执行过程，而我们记忆其过程便可以从这 4 个阶段出发，实例化、属性赋值、初始化、销毁。其中细节较多的便是初始化，涉及了 Aware、BeanPostProcessor、InitializingBean、init-method 的概念。这些都是 Spring 提供的扩展点，其具体作用将在下一节讲述。

3. 扩展点的作用

3.1 Aware 接口

若 Spring 检测到 bean 实现了 Aware 接口，则会为其注入相应的依赖。所以通过让 bean 实现 Aware 接口，则能在 bean 中获得相应的 Spring 容器资源。

Spring 中提供的 Aware 接口有：

1. BeanNameAware：注入当前 bean 对应 beanName；
2. BeanClassLoaderAware：注入加载当前 bean 的 ClassLoader；
3. BeanFactoryAware：注入当前 BeanFactory 容器的引用。

其代码实现如下：

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
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(bcl);
          
        }
        if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
            ((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
        }
    }
}

以上是针对 BeanFactory 类型的容器，而对于 ApplicationContext 类型的容器，也提供了 Aware 接口，只不过这些 Aware 接口的注入实现，是通过 BeanPostProcessor 的方式注入的，但其作用仍是注入依赖。

1. EnvironmentAware：注入 Environment，一般用于获取配置属性；
2. EmbeddedValueResolverAware：注入 EmbeddedValueResolver（Spring EL 解析器），一般用于参数解析；
3. ApplicationContextAware（ResourceLoader、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware）：注入 ApplicationContext 容器本身。

其代码实现如下：

// ApplicationContextAwareProcessor.java
class ApplicationContextAwareProcessor implements BeanPostProcessor {
    // ....
 
    private void invokeAwareInterfaces(Object bean) {
        if (bean instanceof EnvironmentAware) {
            ((EnvironmentAware)bean).setEnvironment(this.applicationContext.getEnvironment());
        }
 
        if (bean instanceof EmbeddedValueResolverAware) {
            ((EmbeddedValueResolverAware)bean).setEmbeddedValueResolver(this.embeddedValueResolver);
        }
 
        if (bean instanceof ResourceLoaderAware) {
            ((ResourceLoaderAware)bean).setResourceLoader(this.applicationContext);
        }
 
        if (bean instanceof ApplicationEventPublisherAware) {
            ((ApplicationEventPublisherAware)bean).setApplicationEventPublisher(this.applicationContext);
        }
 
        if (bean instanceof MessageSourceAware) {
            ((MessageSourceAware)bean).setMessageSource(this.applicationContext);
        }
 
        if (bean instanceof ApplicationContextAware) {
            ((ApplicationContextAware)bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
        }
 
    }
 
    // ....
}

3.2 BeanPostProcessor

BeanPostProcessor 是 Spring 为修改 bean 提供的强大扩展点，其可作用于容器中所有 bean，其定义如下：

public interface BeanPostProcessor {
 
	// 初始化前置处理
	default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		return bean;
	}
 
	// 初始化后置处理
	default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		return bean;
	}
 
}

常用场景有：

1. 对于标记接口的实现类，进行自定义处理。例如 3.1 节中所说的 ApplicationContextAwareProcessor，为其注入相应依赖；再举个例子，自定义对实现解密接口的类，将对其属性进行解密处理；
2. 为当前对象提供代理实现。例如 Spring AOP 功能，生成对象的代理类，然后返回。

// AbstractAutoProxyCreator.java
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) {
    TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
    if (targetSource != null) {
        if (StringUtils.hasLength(beanName)) {
            this.targetSourcedBeans.add(beanName);
        }
        Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
        Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
        this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
        // 返回代理类
        return proxy;
    }
 
    return null;
}

3.3 InitializingBean 和 init-method

InitializingBean 和 init-method 是 Spring 为 bean 初始化提供的扩展点。

InitializingBean 接口的定义如下：

public interface InitializingBean {
	void afterPropertiesSet() throws Exception;
}

在 afterPropertiesSet() 方法写初始化逻辑。

通过 init-method 方法，指定初始化方法：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
 
    <bean id="demo" class="com.test.Demo" init-method="init()"/>
  
</beans>

DisposableBean 和 destroy-method 与上述类似，就不描述了。

4. 总结

最后总结下如何记忆 Spring Bean 的生命周期：

• 首先是实例化、属性赋值、初始化、销毁这 4 个大阶段；
• 再是初始化的具体操作，有 Aware 接口的依赖注入、BeanPostProcessor 在初始化前后的处理以及 InitializingBean 和 init-method 的初始化操作；
• 销毁的具体操作，有注册相关销毁回调接口，最后通过 DisposableBean 和 destroy-method 进行销毁。

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1. 勘误：图中“注册 Destruction 相关回调接口”序号为 8。 ↩︎