Spring总结

一、Bean生命周期

主要分为四步

　　实例化、属性赋值、初始化、销毁

二、Bean加载顺序

2.1、情况一、容器初始化 (xxx implement InstantiationAwareBeanPostProcessor,BeanPostProcessor)

1、构造方法
2、Aware（BeanNameAware-->BeanFactoryAware-->-->ApplicationContextAware）
3、InitializingBean
4、InstantiationAwareBeanPostProcessor(Instantiation)
5、BeanPostProcessor(Initialization)

2.2、情况二、Bean加载

实例化部分
1、postProcessBeforeInstantiation(Instantiation)
2、构造方法
3、postProcessAfterInstantiation(Instantiation)
4、postProcessPropertyValues
注入属性部分
5、BeanNameAware
6、BeanFactoryAware等等Aware
初始化部分
7、postProcessBeforeInitialization
8、init-method
9、afterPropertiesSet
10、postProcessAfterInitialization
使用
销毁
11、destory-method
12、destory(DisposableBean)

3、用户可自定义接口

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

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。

4、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

三、处理循环依赖

3.1　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。

3.2. 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<Object> prototypesCurrentlyInCreation =
            new NamedThreadLocal<Object>("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：

3.3 原型模式的设值依赖

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。

3.4. 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<String> 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。

3.5 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<String, ObjectFactory<?>>(16);

/** 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。

 四、SPRING事务隔离机制

1>PROPAGATION_REQUIRED:支持当前事务，假设当前没有事务。就新建一个事务。

2>PROPAGATION_SUPPORTS:支持当前事务，假设当前没有事务，就以非事务方式运行。

3>PROPAGATION_MANDATORY:支持当前事务，假设当前没有事务，就抛出异常。 

4>PROPAGATION_REQUIRES_NEW:新建事务，假设当前存在事务。把当前事务挂起。

5>PROPAGATION_NOT_SUPPORTED:以非事务方式运行操作。假设当前存在事务，就把当前事务挂起。

6>PROPAGATION_NEVER:以非事务方式运行，假设当前存在事务，则抛出异常。

7>PROPAGATION_NESTED:如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则进行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。