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]。
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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：
- 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；
- 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：
- 实例化（Instantiation）
- 属性赋值（Populate）
- 初始化（Initialization）
- 销毁（Destruction）
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- 实例化：第 1 步，实例化一个 bean 对象（调用构造方法创建对象）；
- 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）；
- 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）；
- 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：
- BeanNameAware：注入当前 bean 对应 beanName；
- BeanClassLoaderAware：注入加载当前 bean 的 ClassLoader；
- 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。
- EnvironmentAware：注入 Environment，一般用于获取配置属性；
- EmbeddedValueResolverAware：注入 EmbeddedValueResolver（Spring EL 解析器），一般用于参数解析；
- 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：
- 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；
- 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。
勘误：图中“注册 Destruction 相关回调接口”序号为 8。 ↩︎
