【Spring注解驱动开发】BeanPostProcessor在Spring底层是如何使用的？看完这篇我懂了！！
写在前面
在《【String注解驱动开发】面试官再问你BeanPostProcessor的执行流程，就把这篇文章甩给他！》一文中，我们详细的介绍了BeanPostProcessor的执行流程。那么，BeanPostProcessor在Spring底层是如何使用的？今天，我们就一起来探讨下Spring的源码，一探BeanPostProcessor在Spring底层的使用情况。
项目工程源码已经提交到GitHub：https://github.com/sunshinelyz/spring-annotation
BeanPostProcessor接口
我们先来看下BeanPostProcessor接口的源码，如下所示。
package org.springframework.beans.factory.config;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.lang.Nullable;
public interface BeanPostProcessor {
@Nullable
default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
return bean;
}
@Nullable
default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
return bean;
}
}
可以看到，在BeanPostProcessor接口中，提供了两个方法：postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法。postProcessBeforeInitialization()方法会在bean初始化之前调用，postProcessAfterInitialization()方法会在bean初始化之后调用。接下来，我们就分析下BeanPostProcessor接口在Spring中的实现。
注意：这里，我列举几个BeanPostProcessor接口在Spring中的实现类，来让大家更加清晰的理解BeanPostProcessor接口在Spring底层的应用。
ApplicationContextAwareProcessor类
org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor是BeanPostProcessor接口的实现类，这个类的作用是可以向组件中注入IOC容器，大致的源码如下所示。
package org.springframework.context.support;
import java.security.AccessControlContext;
import java.security.AccessController;
import java.security.PrivilegedAction;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.EmbeddedValueResolver;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.ApplicationEventPublisherAware;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.EmbeddedValueResolverAware;
import org.springframework.context.EnvironmentAware;
import org.springframework.context.MessageSourceAware;
import org.springframework.context.ResourceLoaderAware;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.util.StringValueResolver;
class ApplicationContextAwareProcessor implements BeanPostProcessor {
/****************************省略N多行代码************************/
}
这里，省略了源码的细节，只给出了类结构，感兴趣的小伙伴们可自行翻阅Spring源码进行查看，我这里的Spring版本为5.2.6.RELEASE。
那具体如何使用ApplicationContextAwareProcessor类向组件中注入IOC容器呢？别急，我用一个例子来说明下，相信小伙伴们看完后会有一种豁然开朗的感觉——哦，原来是它啊，我之前在项目中使用过的！
要想使用ApplicationContextAwareProcessor类向组件中注入IOC容器，我们就不得不提Spring中的另一个接口：ApplicationContextAware，如果需要向组件中注入IOC容器，可以使组件实现ApplicationContextAware接口。
例如，我们创建一个Employee类，使其实现ApplicationContextAware接口，此时，我们需要实现ApplicationContextAware接口的setApplicationContext()方法，在setApplicationContext()方法中有一个ApplicationContext类型的参数，这个就是IOC容器对象，我们可以在Employee类中定义一个ApplicationContext类型的成员变量，然后在setApplicationContext()方法中为这个成员变量赋值，此时就可以在Employee中的其他方法中使用ApplicationContext对象了，如下所示。
package io.mykit.spring.plugins.register.bean;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 测试ApplicationContextAware
*/
@Component
public class Employee implements ApplicationContextAware {
private ApplicationContext applicationContext;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
this.applicationContext = applicationContext;
}
}
看到这里，相信不少小伙伴们都有一种很熟悉的感觉：没错，我之前也在项目中使用过！是的，这就是BeanPostProcessor在Spring底层的一种使用场景。至于上面的案例代码为何会在setApplicationContext()方法中获取到ApplicationContext对象，这就是ApplicationContextAwareProcessor类的功劳了！
接下来，我们就深入分析下ApplicationContextAwareProcessor类。
我们先来看下ApplicationContextAwareProcessor类中对于postProcessBeforeInitialization()方法的实现，如下所示。
@Override
@Nullable
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (!(bean instanceof EnvironmentAware || bean instanceof EmbeddedValueResolverAware ||
bean instanceof ResourceLoaderAware || bean instanceof ApplicationEventPublisherAware ||
bean instanceof MessageSourceAware || bean instanceof ApplicationContextAware)){
return bean;
}
AccessControlContext acc = null;
if (System.getSecurityManager() != null) {
acc = this.applicationContext.getBeanFactory().getAccessControlContext();
}
if (acc != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
invokeAwareInterfaces(bean);
return null;
}, acc);
}
else {
invokeAwareInterfaces(bean);
}
return bean;
}
在bean初始化之前，首先对当前bean的类型进行判断，如果当前bean的类型不是EnvironmentAware，不是EmbeddedValueResolverAware，不是ResourceLoaderAware，不是ApplicationEventPublisherAware，不是MessageSourceAware，也不是ApplicationContextAware，则直接返回bean。如果是上面类型中的一种类型，则最终会调用invokeAwareInterfaces()方法，并将bean传递给invokeAwareInterfaces()方法。invokeAwareInterfaces()方法又是个什么鬼呢？我们继续看invokeAwareInterfaces()方法的源码，如下所示。
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);
}
}
可以看到invokeAwareInterfaces()方法的源码比较简单，就是判断当前bean属于哪种接口类型，则将bean强转为哪种接口类型的对象，然后调用接口的方法，将相应的参数传递到接口的方法中。这里，我们在创建Employee类时，实现的是ApplicationContextAware接口，所以，在invokeAwareInterfaces()方法中，会执行如下的逻辑代码。
if (bean instanceof ApplicationContextAware) {
((ApplicationContextAware) bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
}
我们可以看到，此时会将this.applicationContext传递到ApplicationContextAware接口的setApplicationContext()方法中。所以，我们在Employee类中的setApplicationContext()方法中就可以直接接收到ApplicationContext对象了。
我们也可以在IDEA中通过Debug的形式来看一下程序的执行过程，此时我们在Employee类的setApplicationContext()方法上设置断点，如下所示。
接下来，我们以Debug的方式来运行SpringBeanTest类的testAnnotationConfig2()方法，运行后的效果如下图所示。
在IDEA的左下角可以看到方法的调用堆栈，通过对方法调用栈的分析，我们看到在执行Employee类中的setApplicationContext()方法之前，执行了ApplicationContextAwareProcessor类的invokeAwareInterfaces方法，如下所示。
当我们点击方法调用栈中的invokeAwareInterfaces()方法时，代码的执行定位到如下一行代码。
((ApplicationContextAware) bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
和我们之前分析的逻辑一致。
BeanValidationPostProcessor类
org.springframework.validation.beanvalidation.BeanValidationPostProcessor类主要是用来为bean进行校验操作，当我们创建bean，并为bean赋值后，我们可以通过BeanValidationPostProcessor类为bean进行校验操作。BeanValidationPostProcessor类的结构如下所示。
package org.springframework.validation.beanvalidation;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import javax.validation.ConstraintViolation;
import javax.validation.Validation;
import javax.validation.Validator;
import javax.validation.ValidatorFactory;
import org.springframework.aop.framework.AopProxyUtils;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.BeanInitializationException;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.util.Assert;
public class BeanValidationPostProcessor implements BeanPostProcessor, InitializingBean {
/*******************************省略N行代码**********************************/
}
这里，我们也来看看postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法的实现，如下所示。
@Override
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (!this.afterInitialization) {
doValidate(bean);
}
return bean;
}
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (this.afterInitialization) {
doValidate(bean);
}
return bean;
}
可以看到，在postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法中的主要逻辑都是调用doValidate()方法对bean进行校验，只不过在两个方法中都会对afterInitialization这个boolean类型的成员变量进行判断，如果afterInitialization的值为false，则在postProcessBeforeInitialization()方法中调用doValidate()方法对bean进行校验；如果afterInitialization的值为true，则在postProcessAfterInitialization()方法中调用doValidate()方法对bean进行校验。
InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类
org.springframework.beans.factory.annotation.InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类主要用来处理@PostConstruct注解和@PreDestroy注解。
例如，我们之前创建的Cat类中就使用了@PostConstruct注解和@PreDestroy注解，如下所示。
package io.mykit.spring.plugins.register.bean;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 测试@PostConstruct注解和@PreDestroy注解
*/
public class Cat {
public Cat(){
System.out.println("Cat类的构造方法...");
}
public void init(){
System.out.println("Cat的init()方法...");
}
@PostConstruct
public void postConstruct(){
System.out.println("Cat的postConstruct()方法...");
}
@PreDestroy
public void preDestroy(){
System.out.println("Cat的preDestroy()方法...");
}
public void destroy(){
System.out.println("Cat的destroy()方法...");
}
}
那么，在Cat类中使用了 @PostConstruct注解和@PreDestroy注解来标注方法，Spring怎么就知道什么时候执行 @PostConstruct注解标注的方法，什么时候执行@PreDestroy标注的方法呢？这就要归功于InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类的实现了。
接下来，我们也通过Debug的方式来跟进下代码的执行流程。首先，在Cat类的postConstruct()方法上打上断点，如下所示。
接下来，我们以Debug的方式运行BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法，效果如下所示。
我们还是带着问题来分析，Spring怎么就能定位到使用@PostConstruct注解标注的方法呢？通过分析方法的调用栈我们发现了在进入使用@PostConstruct注解标注的方法之前，Spring调用了InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法，如下所示。
在InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法中，首先会找到bean中有关生命周期的注解，比如@PostConstruct注解等，找到这些注解之后，则将这些信息赋值给LifecycleMetadata类型的变量metadata，之后调用metadata的invokeInitMethods()方法，通过反射来调用标注了@PostConstruct注解的方法。这就是为什么标注了@PostConstruct注解的方法被Spring执行。
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类
org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类主要是用于处理标注了@Autowired注解的变量或方法。
Spring为何能够自动处理标注了@Autowired注解的变量或方法，就交给小伙伴们自行分析了。大家可以写一个测试方法并通过方法调用堆栈来分析AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类的源码，从而找到自己想要的答案。
好了，咱们今天就聊到这儿吧！别忘了给个在看和转发，让更多的人看到，一起学习一起进步！！
项目工程源码已经提交到GitHub：https://github.com/sunshinelyz/spring-annotation
写在最后
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