【Spring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!

简介: 在前面的文章中,我们讲述了BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法在bean初始化的前后调用,我们可以自定义类来实现BeanPostProcessor接口,并在postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法中指定我们自定义的逻辑。今天,我们来一起探讨下eanPostProcessor底层原理。

bean的初始化和销毁

我们知道BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法在bean的初始化之前调用;而postProcessAfterInitialization()方法在bean初始化的之后调用。而bean的初始化和销毁方法我们可以通过如下方式进行指定。

1.通过@Bean指定init-method和destroy-method

@Bean(initMethod="init",destroyMethod="detory")
public Car car(){
    return new Car();
}

2.通过让Bean实现InitializingBean(定义初始化逻辑)

@Component
public class Cat implements InitializingBean,DisposableBean {
    public Cat(){
        System.out.println("cat constructor...");
    }
    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("cat...destroy...");
    }
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("cat...afterPropertiesSet...");
    }
}

3.可以使用JSR250

  • @PostConstruct:在bean创建完成并且属性赋值完成;来执行初始化方法。
  • @PreDestroy:在容器销毁bean之前通知我们进行清理工作。
@Component
public class Dog implements ApplicationContextAware {
    //@Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;
    public Dog(){
        System.out.println("dog constructor...");
    }
    //对象创建并赋值之后调用
    @PostConstruct
    public void init(){
        System.out.println("Dog....@PostConstruct...");
    }
    //容器移除对象之前
    @PreDestroy
    public void detory(){
        System.out.println("Dog....@PreDestroy...");
    }
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
}

4.可以使用BeanPostProcessor

/**
 * 后置处理器:初始化前后进行处理工作
 * 将后置处理器加入到容器中
 * 在bean初始化前后进行一些处理工作;
 * postProcessBeforeInitialization:在初始化之前工作
 * postProcessAfterInitialization:在初始化之后工作
 */
@Component
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor,Ordered {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("postProcessBeforeInitialization..."+beanName+"=>"+bean);
        return bean;
    }
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("postProcessAfterInitialization..."+beanName+"=>"+bean);
        return bean;
    }
    @Override
    public int getOrder() {
        return 3;
    }
}

通过这几种方式,我们就可以对bean的整个生命周期进行控制:

  • 从bean的实例化:调用bean的构造方法,我们可以在bean的无参构造方法中执行相应的逻辑。
  • bean的初始化:在初始化时,可以通过BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法进行拦截,执行自定义的逻辑;通过@PostConstruct注解、InitializingBean和init-method来指定bean初始化前后执行的方法,执行自定义的逻辑。
  • bean的销毁:可以通过@PreDestroy注解、DisposableBean和destroy-method来指定bean在销毁前执行的方法,指执行自定义的逻辑。

所以,通过上述方式,我们可以控制Spring中bean的整个生命周期。

BeanPostProcessor源码解析

如果想深刻理解BeanPostProcessor的工作原理,那就不得不看下相关的源码,我们可以在MyBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法中打上断点来进行调试。如下所示。

微信图片_20211119132406.jpg

随后,我们以Debug的方式来运行BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法,运行后的效果如下所示。

微信图片_20211119132408.jpg

可以看到,程序已经运行到MyBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法中,在IDEA的左下角我们可以清晰的看到方法的调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132420.jpg

通过这个方法调用栈,我们可以详细的分析从运行BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法开始,到进入MyBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法的执行流程。只要我们在IDEA的方法调用栈中找到BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法,依次分析方法调用栈中在BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法上面位置的方法,即可了解整个方法调用栈的过程。要想定位方法调用栈中的方法,只需要在IDEA的方法调用栈中单击相应的方法即可。

注意:方法调用栈是先进后出的,也就是说,最先调用的方法会最后退出,每调用一个方法,JVM会将当前调用的方法放入栈的栈顶,方法退出时,会将方法从栈顶的位置弹出。有关方法调用的具体细节内容,后续会在【JVM】专栏详细介绍,这里,小伙伴们就先了解到此即可。

接下来,我们在IDEA的方法调用栈中,找到BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法并单击,此时IDEA的主界面会定位到BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法,如下所示。

微信图片_20211119132426.jpg

在BeanLifeCircleTest类的testBeanLifeCircle04()方法中,首先通过new实例对象的方式创建了一个IOC容器。接下来,通过IDEA的方法调用栈继续分析,接下来,进入的是AnnotationConfigApplicationContext类的构造方法。

微信图片_20211119132434.jpg

在AnnotationConfigApplicationContext类的构造方法中会调用refresh()方法。我们跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132440.jpg

可以看到,方法的执行定位到AbstractApplicationContext类的refresh()方法中的如下代码行。

finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

这行代码的作用就是:初始化所有的(非懒加载的)单实例bean对象。

我们继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132448.jpg

此时,方法的执行定位到AbstractApplicationContext类的finishBeanFactoryInitialization()方法的如下代码行。

beanFactory.preInstantiateSingletons();

这行代码的作用同样是:初始化所有的(非懒加载的)单实例bean。

我们继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132454.jpg

可以看到,方法的执行定位到DefaultListableBeanFactory的preInstantiateSingletons()方法的最后一个else分支调用的getBean()方法上。继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132456.jpg

此时方法定位到AbstractBeanFactory类中的getBean()方法中,在getBean()方法中,又调用了doGetBean()方法,通过方法调用栈我们可以得知方法的执行定位到AbstractBeanFactory类中的doGetBean()方法的如下代码段。

微信图片_20211119132506.jpg

可以看到,在Spring内部是通过getSingleton()来获取单实例bean的,我们继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132510.jpg

此时,方法定位到了DefaultSingletonBeanRegistry了类的getSingleton()方法的如下代码行。

singletonObject = singletonFactory.getObject();

继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132517.jpg

此时,方法会定位到AbstractBeanFactory类的doGetBean()方法中的如下代码行。

return createBean(beanName, mbd, args);

也就是说,当第一次获取单实例bean时,由于单实例bean还未创建,Spring会调用createBean()方法来创建单实例bean。继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132524.jpg

可以看到,方法的执行定位到AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean()方法的如下代码行。

Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);

可以看到,Spring中创建单实例bean调用的是doCreateBean()方法。没错,继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132533.jpg

方法的执行已经定位到AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean()方法的如下代码行。

exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);

继续跟进方法调用栈,如下所示。

微信图片_20211119132540.jpg

方法的执行定位到AbstractAutowireCapableBeanFactory类的initializeBean()方法的如下代码行。

wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);

小伙伴们需要重点留意一下这个applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法。回过头来我们再来看AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean()方法中的如下代码行。

exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);

没错,在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean()方法中调用的initializeBean()方法中调用了后置处理器的逻辑。小伙伴们需要注意一下,在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的doCreateBean()方法中调用的initializeBean()方法之前,调用了一个populateBean()方法,代码行如下所示。

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);

我们点到这个populateBean()方法中,看下这个方法执行了哪些逻辑,如下所示。

populateBean()方法同样是AbstractAutowireCapableBeanFactory类中的方法,populateBean()方法的代码比较多,其实逻辑非常简单,populateBean()方法做的工作就是为bean的属性赋值。也就是说,在Spring中会先调用populateBean()方法为属性赋好值,然后再调用initializeBean()方法。接下来,我们好好分析下initializeBean()方法,为了方便,我将Spring中AbstractAutowireCapableBeanFactory类的initializeBean()方法的代码拿出来,如下所示。

protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
    if (System.getSecurityManager() != null) {
        AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
            invokeAwareMethods(beanName, bean);
            return null;
        }, getAccessControlContext());
    }
    else {
        invokeAwareMethods(beanName, bean);
    }
    Object wrappedBean = bean;
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
    }
    try {
        invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
    }
    catch (Throwable ex) {
        throw new BeanCreationException(
            (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
            beanName, "Invocation of init method failed", ex);
    }
    if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
        wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
    }
    return wrappedBean;
}

在initializeBean()方法中,调用了invokeInitMethods()方法,代码行如下所示。

invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);

invokeInitMethods()方法的作用就是:执行初始化方法,这些初始化方法包括我们之前讲的:在xml文件中的标签中使用init-method属性指定的初始化方法;在@Bean注解中使用initMehod属性指定的方法;使用@PostConstruct注解标注的方法;实现InitializingBean接口的方法等。

在调用invokeInitMethods()方法之前,Spring调用了applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法,代码行如下所示。

wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);

在调用invokeInitMethods()方法之后,Spring调用了applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()方法,如下所示。

wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);

这里,我们先来看看applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法中具体执行了哪些逻辑,applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法位于AbstractAutowireCapableBeanFactory类中,源码如下所示。

@Override
public Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName)
    throws BeansException {
    Object result = existingBean;
    for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {
        Object current = processor.postProcessBeforeInitialization(result, beanName);
        if (current == null) {
            return result;
        }
        result = current;
    }
    return result;
}

可以看到,在applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法中,会遍历所有BeanPostProcessor对象,执行所有BeanPostProcessor对象的postProcessBeforeInitialization()方法,一旦BeanPostProcessor对象的postProcessBeforeInitialization()方法返回null,则后面的BeanPostProcessor对象不再执行,直接退出for循环。

看Spring源码,我们看到一个细节, 在Spring中调用initializeBean()方法之前,调用了populateBean()方法来为bean的属性赋值。

我们将关键代码的调用过程使用如下伪代码表述出来。

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
initializeBean(beanName, exposedObject, mbd){
    applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
    invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
    applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}

也就是说,在Spring中,调用initializeBean()方法之前,调用了populateBean()方法为bean的属性赋值,为bean的属性赋好值之后,再调用initializeBean()方法进行初始化。

在initializeBean()中,调用自定义的初始化方法invokeInitMethods()之前,调用了applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法,而在调用自定义的初始化方法invokeInitMethods()之后,调用了applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()方法。整个bean的初始化过程就结束了。

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