Spring Bean生命周期七大阶段-Java八股面试(七)

最新推荐文章于 2025-04-08 17:34:43 发布

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分类专栏： java八股面试 java 文章标签： java 面试 spring

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第一章 ArrayList-Java八股面试(一)

第二章 HashMap-Java八股面试(二)

第三章单例模式-Java八股面试(三)

第四章线程池和Volatile关键字-Java八股面试(四)

第五章 ConcurrentHashMap-Java八股面试(五)

第六章 spring之refresh流程-Java八股面试(六)

提示：写完文章后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、Spring Bean

在对于Spring的所有解读中，Bean的生命周期都可谓是重中之重，甚至还有人称Spring就是个管理Bean的容器。Bean的生命周期之所以这么重要，被反复提及，是因为Spring的核心能力，比如对象创建(IOC)、属性注入(DI)、初始化方法的调用、代理对象的生成(AOP)等功能的实现，都是在bean的生命周期中完成的。
对于普通的 Java 对象，当 new 的时候创建对象，然后该对象就能够使用了。一旦该对象不再被使用，则由 Java 自动进行垃圾回收。
而 Spring 中的对象是 bean，bean 和普通的 Java 对象没啥大的区别，只不过 Spring 不再自己去 new 对象了，而是由 IoC 容器去帮助我们实例化对象并且管理它，我们需要哪个对象，去问 IoC 容器要即可。IoC 其实就是解决对象之间的耦合问题，Spring Bean 的生命周期完全由容器控制。

对于Bean的创建可分为7个阶段。
在这里插入图片描述

阶段4中的scope可分为以下几种：

singleton : 唯一 bean 实例，Spring 中的 bean 默认都是单例的。
prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。
request : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean，该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效。
session : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean，该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。
global-session：全局 session 作用域，仅仅在基于 Portlet 的 web 应用中才有意义，Spring5已经没有了。Portlet 是能够生成语义代码（例如：HTML）片段的小型 Java Web 插件。它们基于 portlet 容器，可以像servlet 一样处理 HTTP 请求。但是，与 servlet 不同，每个 portlet 都有不同的会话。

需要注意的是singleton并不代表只有一个Bean，因为在程序中可能存在多个容器，自然就可能有多个Bean，所以还是视情况而论。

1.1 处理名称，检查缓存

在这里插入图片描述

需要注意的是三级缓存是在后续解决循环依赖时所需要的，下一篇文章会更新如何解决循环依赖。

1.2 检查父工厂

在这里插入图片描述

1.3 检查DependsOn

如果有2个类A和B，且B要监听A，则希望B在A之前加载到容器中。
但是Spring默认是根据文件夹中类名的顺序加载，例如字母A在B之前，则会先加载A。

@DependsOn注解可以设置Bean直接的依赖关系，被依赖的会先创建加载到Spring容器中。

下面举例：有一个老师类：Teacher，一个迟到学生类：LateStudent。

老师要检查哪些学生迟到，则老师得先到学校，在教室门口等着迟到的学生。

对于Spring容器而言，得先加载Teacher，后加载LateStudent，这样Teacher才能监听所有的LateStudent。

1.4 按Scope创建Bean

在这里插入图片描述

1.5 创建Bean

在这里插入图片描述

Bean 创建流程入口AbstractApplicationContext#refresh() 方法的 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory) 中，refresh()方法的介绍在上一章中，感兴趣的可以去看看。

protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) throws BeanCreationException { 

BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) { 

instanceWrapper = (BeanWrapper)this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
if (instanceWrapper == null) { 

// 实例化阶段
instanceWrapper = this.createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
...
Object exposedObject = bean;
try { 

// 属性赋值阶段
this.populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 初始化阶段
exposedObject = this.initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
} catch (Throwable var18) { 

...
}
...
}

总流程图如下：
在这里插入图片描述

1.5.1 创建Bean实例

对象的创建是bean生命周期的第一步，毕竟要先有1才能有0嘛。创建对象的方式有很多，比如 new、反射、clone等等，Spring是怎么创建对象的呢？绝大多数情况下，Spring是通过反射来创建对象的，不过如果我们提供了Supplier或者工厂方法，Spring也会直接使用我们提供的创建方式。

我们从源码出发，看一下Spring是如何选择创建方式的：

// 源码位于 AbstractAutowireCapableBeanFactory.javaprotected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
   // 再次解析BeanDefinition的class,确保class已经被解析
   Class<?> beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);

   // 1: 如果提供了Supplier,通过Supplier产生对象
   Supplier<?> instanceSupplier = mbd.getInstanceSupplier();
   if (instanceSupplier != null) {
      return obtainFromSupplier(instanceSupplier, beanName);
   }

   // 2: 如果有工厂方法,使用工厂方法产生对象// 在@Configration配置@Bean的方法,也会被解析为FactoryMethodif (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
      return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
   }
   //...省略部分代码// 3: 推断构造方法// 3.1 执行后置处理器,获取候选构造方法
   Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
   // 3.2 需要自动注入的情况if (ctors != null || mbd.getResolvedAutowireMode() == AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
         mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) {
      return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
   }

   // 3.3 默认使用没有参数的构造方法return instantiateBean(beanName, mbd);
}

具体逻辑是：

先判断是否提供了Supplier，如果提供，则通过Supplier产生对象。

再判断是否提供工厂方法，如果提供，则使用工厂方法产生对象。

如果都没提供，需要进行构造方法的推断，逻辑为：

如果仅有一个构造方法，会直接使用该构造方法(如果构造方法有参数，会自动注入依赖参数)

如果有多个构造参数，会判断有没有加了@Autowired注解的构造参数:

如果没有，Spring默认选择无参构造方法;

如果有，且有@Autowired(required=true)的构造方法，就会选择该构造方法;

如果有，但是没有@Autowired(required=true)的构造方法，Spring会从所有加了@Autowired的构造方法中，根据构造器参数个数、类型匹配程度等综合打分，选择一个匹配参数最多，类型最准确的构造方法。

简而言之，我们只需要简单知道Spring会选择一个构造方法，然后通过反射创建出对象即可。

在这里插入图片描述

1.5.2 依赖注入

1.后处理器拓展
在依赖注入之前，MergedBeanDefinitionPostProcessor类型的后置处理器，可以对bean对应的BeanDefinition进行修改，本阶段是Spring提供的一个拓展点。Spring自身也充分利用该拓展点，做了很多初始化操作(并没有修改BeanDefinition)，比如查找标注了@Autowired、 @Resource、@PostConstruct、@PreDestory 的属性和方法，方便后续进行属性注入和初始化回调。当然，我们也可以自定义实现，用来修改BeanDefinition信息或者我们需要的初始化操作。

2.三级缓存
经过后处理器的拓展之后，早期bean对象（注意还没有完成初始化，只是实例化）提前放入到三级缓存singletonFactories中，为循环依赖做支持。在后续进行属性填充时，如果发生循环依赖，可以从三级缓存中通过getObject()获取该bean，完成循环依赖场景下的自动注入。

booleanearlySingletonExposure= (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
      isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
if (earlySingletonExposure) {
   if (logger.isTraceEnabled()) {
      logger.trace("Eagerly caching bean '" + beanName +
            "' to allow for resolving potential circular references");
   }
   // 做循环依赖的支持 将早期实例化bean的ObjectFactory,添加到单例工厂(三级缓存)中
   addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}

3.依赖注入
最后完成Spring的核心功能之一：依赖注入，包括自动注入、@Autowired注入、@Resource注入等。Spring会根据bean的注入模型(默认不自动注入)，选择根据名称自动注入还是根据类型自动注入。然后调用InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessProperties()完成@Autowired和@Resource的属性注入。

protectedvoidpopulateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
   // 省略部分代码// 获取bean的注入类型intresolvedAutowireMode= mbd.getResolvedAutowireMode();
   // 1: 自动注入if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME || resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {
      MutablePropertyValuesnewPvs=newMutablePropertyValues(pvs);
      // Add property values based on autowire by name if applicable.if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME) {
         // 根据名称注入
         autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
      }
      // Add property values based on autowire by type if applicable.if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {
         // 根据类型注入
         autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
      }
      pvs = newPvs;
   }


   // 2: 调用BeanPostProcessor，完成@Autowired @Resource属性填充
   PropertyDescriptor[] filteredPds = null;
   if (hasInstAwareBpps) {
      if (pvs == null) {
         pvs = mbd.getPropertyValues();
      }
      for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
         if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
            InstantiationAwareBeanPostProcessoribp= (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;

            // 重点: 完成@Autowired @Resource属性填充PropertyValuespvsToUse= ibp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
            if (pvsToUse == null) {
               if (filteredPds == null) {
                  // 需要注入的属性,会过滤掉Aware接口包含的属性(通过ignoreDependencyInterface添加)
                  filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
               }
               pvsToUse = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
               if (pvsToUse == null) {
                  return;
               }
            }
            pvs = pvsToUse;
         }
      }
   }
  
    // 3: 依赖检查if (needsDepCheck) {
      if (filteredPds == null) {
         filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
      }
      checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
   }
   // 4: 将属性应用到bean中if (pvs != null) {
      applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
   }
}

在这里插入图片描述

1.5.3 初始化Bean

该阶段主要做bean的初始化操作，包括：回调Aware接口、回调初始化方法、生成代理对象等。

invokeAwareMethods()：回调BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware感知接口。

回调后置处理器的前置方法，其中：

ApplicationContextAwareProcessor: 回调EnvironmentAware、ResourceLoaderAware、ApplicationContextAware、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware、EmbeddedValueResolverAware感知接口。

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor：调用了标注了@PostConstruct的方法。

invokeInitMethods()调用初始化方法:
如果bean是InitializingBean的子类, 先调用afterPropertiesSet()。

回调自定义的initMethod，比如通过@Bean(initMethod = “xxx”)指定的初始化方法。

回调后置处理器的后置方法，可能返回代理对象。其中AbstractAutoProxyCreator和 AbstractAdvisingBeanPostProcessor都有可能产生代理对象，比如InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator完成了@Transactional代理对象的生成，AsyncAnnotationBeanPostProcessor完成了@Async代理对象的生成。
在初始化完成后，bean会被放到单例池中，正式开始自己的使命：为项目服务，比如接收http请求，进行CRUD等等。后续有使用到该bean的地方，也是直接从单例池中获取，不会再次创建bean(仅单例的哦)。
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