說(shuō)說(shuō) Spring Bean 的實(shí)例化過(guò)程？面試必問(wèn)的！

對(duì)于寫(xiě)Java的程序員來(lái)說(shuō)，Spring已經(jīng)成為了目前最流行的第三方開(kāi)源框架之一，在我們充分享受Spring IOC容器帶來(lái)的紅利的同時(shí)，我們也應(yīng)該考慮一下Spring這個(gè)大工廠(chǎng)是如何將一個(gè)個(gè)的Bean生產(chǎn)出來(lái)的，本期我們就一起來(lái)討論一下Spring中Bean的實(shí)例化過(guò)程。

這里我們并不會(huì)詳細(xì)的分析源代碼，只是給出Spring在完成哪些工作的時(shí)候使用到了什么類(lèi)，這些類(lèi)具體的職責(zé)都是什么，如果我們要弄清楚Spring Bean實(shí)例化的內(nèi)幕與詳細(xì)信息，那么可以看哪些源代碼? 至于具體的詳細(xì)的代碼信息，大家可以查看Spring相關(guān)類(lèi)的代碼。

兩個(gè)階段

這里首先聲明一下，Spring將管理的一個(gè)個(gè)的依賴(lài)對(duì)象稱(chēng)之為Bean,這從xml配置文件中也可以看出。

Spring IOC容器就好像一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品的流水線(xiàn)上的機(jī)器，Spring創(chuàng)建出來(lái)的Bean就好像是流水線(xiàn)的終點(diǎn)生產(chǎn)出來(lái)的一個(gè)個(gè)精美絕倫的產(chǎn)品。既然是機(jī)器，總要先啟動(dòng)，Spring也不例外。因此Bean的一生從總體上來(lái)說(shuō)可以分為兩個(gè)階段：

• 容器啟動(dòng)階段
• Bean實(shí)例化階段

容器的啟動(dòng)階段做了很多的預(yù)熱工作，為后面Bean的實(shí)例化做好了充分的準(zhǔn)備，我們首先看一下容器的啟動(dòng)階段都做了哪些預(yù)熱工作。

容器啟動(dòng)階段

1、配置元信息

我們說(shuō)Spring IOC容器將對(duì)象實(shí)例的創(chuàng)建與對(duì)象實(shí)例的使用分離，我們的業(yè)務(wù)中需要依賴(lài)哪個(gè)對(duì)象不再依靠我們自己手動(dòng)創(chuàng)建，只要向Spring要，Spring就會(huì)以注入的方式交給我們需要的依賴(lài)對(duì)象。

但是，你不干，我不干，總要有人干，既然我們將對(duì)象創(chuàng)建的任務(wù)交給了Spring，那么Spring就需要知道創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象所需要的一些必要的信息。而這些必要的信息可以是Spring過(guò)去支持最完善的xml配置文件，或者是其他形式的例如properties的磁盤(pán)文件，也可以是現(xiàn)在主流的注解，甚至是直接的代碼硬編碼?？傊@些創(chuàng)建對(duì)象所需要的必要信息稱(chēng)為配置元信息。

<bean?id="role"?class="com.wbg.springxmlbean.entity.Role">
????
????<property?name="id"?value="1"/>
????<property?name="roleName"?value="高級(jí)工程師"/>
????<property?name="note"?value="重要人員"/>
bean>

2、BeanDefination

我們大家都知道，在Java世界中，萬(wàn)物皆對(duì)象，散落于程序代碼各處的注解以及保存在磁盤(pán)上的xml或者其他文件等等配置元信息，在內(nèi)存中總要以一種對(duì)象的形式表示，就好比我們活生生的人對(duì)應(yīng)到Java世界中就是一個(gè)Person類(lèi)。

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而Spring選擇在內(nèi)存中表示這些配置元信息的方式就是BeanDefination，這里我們不會(huì)去分析BeanDefination的代碼，感興趣的可以去看相關(guān)源碼，這里我們只是需要知道配置元信息被加載到內(nèi)存之后是以BeanDefination的形存在的即可。

3、BeanDefinationReader

大家肯定很好奇，我們是看得懂Spring中xml配置文件中一個(gè)個(gè)的Bean定義，但是Spring是如何看懂這些配置元信息的呢？這個(gè)就要靠我們的BeanDefinationReader了。

不同的BeanDefinationReader就像葫蘆兄弟一樣，各自擁有各自的本領(lǐng)。如果我們要讀取xml配置元信息，那么可以使用XmlBeanDefinationReader。如果我們要讀取properties配置文件，那么可以使用PropertiesBeanDefinitionReader加載。

而如果我們要讀取注解配置元信息，那么可以使用 AnnotatedBeanDefinitionReader加載。我們也可以很方便的自定義BeanDefinationReader來(lái)自己控制配置元信息的加載。例如我們的配置元信息存在于三界之外，那么我們可以自定義From天界之外BeanDefinationReader。

總的來(lái)說(shuō)，BeanDefinationReader的作用就是加載配置元信息，并將其轉(zhuǎn)化為內(nèi)存形式的BeanDefination，存在某一個(gè)地方，至于這個(gè)地方在哪里，不要著急，接著往下看！

4、BeanDefinationRegistry

執(zhí)行到這里，總算不遺余力的將存在于各處的配置元信息加載到內(nèi)存，并轉(zhuǎn)化為BeanDefination的形式，這樣我們需要?jiǎng)?chuàng)建某一個(gè)對(duì)象實(shí)例的時(shí)候，找到相應(yīng)的BeanDefination然后創(chuàng)建對(duì)象即可。那么我們需要某一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，去哪里找到對(duì)應(yīng)的BeanDefination呢？

這種通過(guò)Bean定義的id找到對(duì)象的BeanDefination的對(duì)應(yīng)關(guān)系或者說(shuō)映射關(guān)系又是如何保存的呢？這就引出了BeanDefinationRegistry了。

Spring通過(guò)BeanDefinationReader將配置元信息加載到內(nèi)存生成相應(yīng)的BeanDefination之后，就將其注冊(cè)到BeanDefinationRegistry中，BeanDefinationRegistry就是一個(gè)存放BeanDefination的大籃子，它也是一種鍵值對(duì)的形式，通過(guò)特定的Bean定義的id，映射到相應(yīng)的BeanDefination。

5、BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor是容器啟動(dòng)階段Spring提供的一個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)對(duì)注冊(cè)到BeanDefinationRegistry中的一個(gè)個(gè)的BeanDefination進(jìn)行一定程度上的修改與替換。

例如我們的配置元信息中有些可能會(huì)修改的配置信息散落到各處，不夠靈活，修改相應(yīng)配置的時(shí)候比較麻煩，這時(shí)我們可以使用占位符的方式來(lái)配置。例如配置Jdbc的DataSource連接的時(shí)候可以這樣配置:

<bean?id="dataSource"
????class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"
????destroy-method="close">
????<property?name="maxIdle"?value="${jdbc.maxIdle}">property>
????<property?name="maxActive"?value="${jdbc.maxActive}">property>
????<property?name="maxWait"?value="${jdbc.maxWait}">property>
????<property?name="minIdle"?value="${jdbc.minIdle}">property>

????<property?name="driverClassName"
????????value="${jdbc.driverClassName}">
????property>
????<property?name="url"?value="${jdbc.url}">property>

????<property?name="username"?value="${jdbc.username}">property>
????<property?name="password"?value="${jdbc.password}">property>
bean>

BeanFactoryPostProcessor就會(huì)對(duì)注冊(cè)到BeanDefinationRegistry中的BeanDefination做最后的修改，替換$占位符為配置文件中的真實(shí)的數(shù)據(jù)。

至此，整個(gè)容器啟動(dòng)階段就算完成了，容器的啟動(dòng)階段的最終產(chǎn)物就是注冊(cè)到BeanDefinationRegistry中的一個(gè)個(gè)BeanDefination了，這就是Spring為Bean實(shí)例化所做的預(yù)熱的工作。讓我們?cè)偻ㄟ^(guò)一張圖的形式回顧一下容器啟動(dòng)階段都是搞了什么事吧。

Bean實(shí)例化階段

需要指出，容器啟動(dòng)階段與Bean實(shí)例化階段存在多少時(shí)間差，Spring把這個(gè)決定權(quán)交給了我們程序員(是不是瞬間開(kāi)心了一點(diǎn)點(diǎn)?。?。

如果我們選擇懶加載的方式，那么直到我們伸手向Spring要依賴(lài)對(duì)象實(shí)例之前，其都是以BeanDefinationRegistry中的一個(gè)個(gè)的BeanDefination的形式存在，也就是Spring只有在我們需要依賴(lài)對(duì)象的時(shí)候才開(kāi)啟相應(yīng)對(duì)象的實(shí)例化階段。

而如果我們不是選擇懶加載的方式，容器啟動(dòng)階段完成之后，將立即啟動(dòng)Bean實(shí)例化階段，通過(guò)隱式的調(diào)用所有依賴(lài)對(duì)象的getBean方法來(lái)實(shí)例化所有配置的Bean并保存起來(lái)。

接下來(lái)我們就聊一聊Bean實(shí)例化過(guò)程的那些事兒

1、對(duì)象創(chuàng)建策略

到了這個(gè)時(shí)候，Spring就開(kāi)始真刀真槍的干了，對(duì)象的創(chuàng)建采用了策略模式，借助我們前面BeanDefinationRegistry中的BeanDefination,我們可以使用反射的方式創(chuàng)建對(duì)象，也可以使用CGlib字節(jié)碼生成創(chuàng)建對(duì)象。

同時(shí)我們可以靈活的配置來(lái)告訴Spring采用什么樣的策略創(chuàng)建指定的依賴(lài)對(duì)象。Spring中Bean的創(chuàng)建是策略設(shè)計(jì)模式的經(jīng)典應(yīng)用。這個(gè)時(shí)候，內(nèi)存中應(yīng)該已經(jīng)有一個(gè)我們想要的具體的依賴(lài)對(duì)象的實(shí)例了，但是故事的發(fā)展還沒(méi)有我們想象中的那么簡(jiǎn)單。

關(guān)于策略模式有不了解的可以查閱相關(guān)書(shū)籍，或者網(wǎng)上相關(guān)資料，這是設(shè)計(jì)模式相關(guān)的內(nèi)容，本文主要關(guān)注Bean實(shí)例化的整體流程，設(shè)計(jì)模式相關(guān)知識(shí)不在討論。

2、BeanWrapper——對(duì)象的外衣

Spring中的Bean并不是以一個(gè)個(gè)的本來(lái)模樣存在的，由于Spring IOC容器中要管理多種類(lèi)型的對(duì)象，因此為了統(tǒng)一對(duì)不同類(lèi)型對(duì)象的訪(fǎng)問(wèn)，Spring給所有創(chuàng)建的Bean實(shí)例穿上了一層外套，這個(gè)外套就是BeanWrapper(關(guān)于BeanWrapper的具體內(nèi)容感興趣的請(qǐng)查閱相關(guān)源碼)。

BeanWrapper實(shí)際上是對(duì)反射相關(guān)API的簡(jiǎn)單封裝，使得上層使用反射完成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯大大的簡(jiǎn)化，我們要獲取某個(gè)對(duì)象的屬性，調(diào)用某個(gè)對(duì)象的方法，現(xiàn)在不需要在寫(xiě)繁雜的反射API了以及處理一堆麻煩的異常，直接通過(guò)BeanWrapper就可以完成相關(guān)操作，簡(jiǎn)直不要太爽了。

3、設(shè)置對(duì)象屬性

上一步包裹在BeanWrapper中的對(duì)象還是一個(gè)少不經(jīng)事的孩子，需要為其設(shè)置屬性以及依賴(lài)對(duì)象。

對(duì)于基本類(lèi)型的屬性，如果配置元信息中有配置，那么將直接使用配置元信息中的設(shè)置值賦值即可，即使基本類(lèi)型的屬性沒(méi)有設(shè)置值，那么得益于JVM對(duì)象實(shí)例化過(guò)程，屬性依然可以被賦予默認(rèn)的初始化零值。

對(duì)于引用類(lèi)型的屬性，Spring會(huì)將所有已經(jīng)創(chuàng)建好的對(duì)象放入一個(gè)Map結(jié)構(gòu)中，此時(shí)Spring會(huì)檢查所依賴(lài)的對(duì)象是否已經(jīng)被納入容器的管理范圍之內(nèi)，也就是Map中是否已經(jīng)有對(duì)應(yīng)對(duì)象的實(shí)例了。如果有，那么直接注入，如果沒(méi)有,那么Spring會(huì)暫時(shí)放下該對(duì)象的實(shí)例化過(guò)程，轉(zhuǎn)而先去實(shí)例化依賴(lài)對(duì)象，再回過(guò)頭來(lái)完成該對(duì)象的實(shí)例化過(guò)程。

這里有一個(gè)Spring中的經(jīng)典問(wèn)題，那就是Spring是如何解決循環(huán)依賴(lài)的？

這里簡(jiǎn)單提一下，Spring是通過(guò)三級(jí)緩存解決循環(huán)依賴(lài)，并且只能解決Setter注入的循環(huán)依賴(lài)，請(qǐng)大家思考一下如何解決？為何只能是Setter注入？詳細(xì)內(nèi)容可點(diǎn)擊這里閱讀。

4、檢查Aware相關(guān)接口

我們知道，我們?nèi)绻胍蕾?lài)Spring中的相關(guān)對(duì)象，使用Spring的相關(guān)API,那么可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的Aware接口，Spring IOC容器就會(huì)為我們自動(dòng)注入相關(guān)依賴(lài)對(duì)象實(shí)例。

Spring IOC容器大體可以分為兩種，BeanFactory提供IOC思想所設(shè)想所有的功能，同時(shí)也融入AOP等相關(guān)功能模塊，可以說(shuō)BeanFactory是Spring提供的一個(gè)基本的IOC容器。ApplicationContext構(gòu)建于BeanFactory之上，同時(shí)提供了諸如容器內(nèi)的時(shí)間發(fā)布、統(tǒng)一的資源加載策略、國(guó)際化的支持等功能，是Spring提供的更為高級(jí)的IOC容器。

講了這么多，其實(shí)就是想表達(dá)對(duì)于BeanFactory來(lái)說(shuō)，這一步的實(shí)現(xiàn)是先檢查相關(guān)的Aware接口，然后去Spring的對(duì)象池(也就是容器，也就是那個(gè)Map結(jié)構(gòu))中去查找相關(guān)的實(shí)例(例如對(duì)于ApplicationContextAware接口，就去找ApplicationContext實(shí)例)，也就是說(shuō)我們必須要在配置文件中或者使用注解的方式，將相關(guān)實(shí)例注冊(cè)容器中，BeanFactory才可以為我們自動(dòng)注入。

而對(duì)于ApplicationContext，由于其本身繼承了一系列的相關(guān)接口，所以當(dāng)檢測(cè)到Aware相關(guān)接口，需要相關(guān)依賴(lài)對(duì)象的時(shí)候，ApplicationContext完全可以將自身注入到其中，ApplicationContext實(shí)現(xiàn)這一步是通過(guò)下面要講到的東東——BeanPostProcessor。

例如ApplicationContext繼承自ResourceLoader和MessageSource，那么當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)ResourceLoaderAware和MessageSourceAware相關(guān)接口時(shí)，就將其自身注入到業(yè)務(wù)對(duì)象中即可。

5、BeanPostProcessor前置處理

唉？剛才那個(gè)是什么Processor來(lái)？相信剛看這兩個(gè)東西的人肯定有點(diǎn)暈乎了，我當(dāng)初也是，不過(guò)其實(shí)也好區(qū)分，只要記住BeanFactoryPostProcessor存在于容器啟動(dòng)階段而B(niǎo)eanPostProcessor存在于對(duì)象實(shí)例化階段，BeanFactoryPostProcessor關(guān)注對(duì)象被創(chuàng)建之前 那些配置的修修改改，縫縫補(bǔ)補(bǔ)，而B(niǎo)eanPostProcessor階段關(guān)注對(duì)象已經(jīng)被創(chuàng)建之后 的功能增強(qiáng)，替換等操作，這樣就很容易區(qū)分了。

BeanPostProcessor與BeanFactoryPostProcessor都是Spring在Bean生產(chǎn)過(guò)程中強(qiáng)有力的擴(kuò)展點(diǎn)。如果你還對(duì)它感到很陌生，那么你肯定知道Spring中著名的AOP(面向切面編程)，其實(shí)就是依賴(lài)BeanPostProcessor對(duì)Bean對(duì)象功能增強(qiáng)的。

BeanPostProcessor前置處理就是在要生產(chǎn)的Bean實(shí)例放到容器之前，允許我們程序員對(duì)Bean實(shí)例進(jìn)行一定程度的修改，替換等操作。

前面講到的ApplicationContext對(duì)于Aware接口的檢查與自動(dòng)注入就是通過(guò)BeanPostProcessor實(shí)現(xiàn)的，在這一步Spring將檢查Bean中是否實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的Aware接口，如果是的話(huà)，那么就將其自身注入Bean中即可。Spring中AOP就是在這一步實(shí)現(xiàn)的偷梁換柱，產(chǎn)生對(duì)于原生對(duì)象的代理對(duì)象，然后將對(duì)源對(duì)象上的方法調(diào)用，轉(zhuǎn)而使用代理對(duì)象的相同方法調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。

6、自定義初始化邏輯

在所有的準(zhǔn)備工作完成之后，如果我們的Bean還有一定的初始化邏輯，那么Spring將允許我們通過(guò)兩種方式配置我們的初始化邏輯：

• InitializingBean
• 配置init-method參數(shù)

一般通過(guò)配置init-method方法比較靈活。

7、BeanPostProcess后置處理

與前置處理類(lèi)似，這里是在Bean自定義邏輯也執(zhí)行完成之后，Spring又留給我們的最后一個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)。我們可以在這里在做一些我們想要的擴(kuò)展。

8、自定義銷(xiāo)毀邏輯

這一步對(duì)應(yīng)自定義初始化邏輯，同樣有兩種方式：

• 實(shí)現(xiàn)DisposableBean接口
• 配置destory-method參數(shù)。

這里一個(gè)比較典型的應(yīng)用就是配置dataSource的時(shí)候destory-method為數(shù)據(jù)庫(kù)連接的close()方法。

9、使用

經(jīng)過(guò)了以上道道工序，我們終于可以享受Spring為我們帶來(lái)的便捷了，這個(gè)時(shí)候我們像對(duì)待平常的對(duì)象一樣對(duì)待Spring為我們產(chǎn)生的Bean實(shí)例，如果你覺(jué)得還不錯(cuò)的話(huà)，動(dòng)手試一下吧！

10、調(diào)用回調(diào)銷(xiāo)毀接口

Spring的Bean在為我們服務(wù)完之后，馬上就要消亡了(通常是在容器關(guān)閉的時(shí)候)，別忘了我們的自定義銷(xiāo)毀邏輯，這時(shí)候Spring將以回調(diào)的方式調(diào)用我們自定義的銷(xiāo)毀邏輯，然后Bean就這樣走完了光榮的一生！

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需要指出，容器啟動(dòng)階段與Bean實(shí)例化階段之間的橋梁就是我們可以選擇自定義配置的延遲加載策略，如果我們配置了Bean的延遲加載策略，那么只有我們?cè)谡鎸?shí)的使用依賴(lài)對(duì)象的時(shí)候，Spring才會(huì)開(kāi)始Bean的實(shí)例化階段。

而如果我們沒(méi)有開(kāi)啟Bean的延遲加載，那么在容器啟動(dòng)階段之后，就會(huì)緊接著進(jìn)入Bean實(shí)例化階段，通過(guò)隱式的調(diào)用getBean方法，來(lái)實(shí)例化相關(guān)Bean。