图解Spring Bean的生命周期,详细有趣

简单说说IoC和Bean

IoC,控制反转,想必大家都知道,所谓的控制反转,就是把new对象的权利交给容器,所有的对象都被容器控制,这就叫所谓的控制反转。

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控制反转

Bean,也不是什么新鲜玩意儿,它们就是一帮身不由己的Java对象,生命周期受到容器控制。

Bean生命周期和人生

Bean生命周期四大阶段

我们知道,bean的作用域有好几种,这篇文章只讨论完全被IoC容器控制的单例Bean。

对于普通的Java对象来说,它们的生命周期就是:

  • 实例化
  • 对象不再被使用时通过垃圾回收机制进行回收

这就像是生活在大自然里的动物,悄然出生,悄然死亡。

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大象-图片来源网络


而对于Spring Bean的生命周期来说,可以分为四个阶段,其中初始化完成之后,就代表这个Bean可以使用了:

  • 实例化 Instantiation
  • 属性赋值 Populate
  • 初始化 Initialization
  • 销毁 Destruction

人和动物不一样,存在非常复杂的社会。

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高楼大厦中的行人


我们来看看社会里的人,一生要经历哪些阶段,是不是和Bean的生命周期很像呢?

  • 出生:作为一个自然人降临在这个世界
  • 登记:登记身份证号,姓名,正式成为人类社会的一份子
  • 成长:接受教育,成为对社会有用的人
  • 工作:为社会创造价值
  • 死亡:人死如灯灭,不过人这盏灯灭了,还要把灯台埋起来

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Bean实例化的时机也分为两种,BeanFactory管理的Bean是在使用到Bean的时候才会实例化Bean,ApplicantContext管理的Bean在容器初始化的时候就回完成Bean实例化。

BeanFactory就是相对不那么健全的原始一些的社会,ApplicantContext是发达健全的现代社会。


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BeanFactory和Applicantcontext

Bean详细生命周期

我们讲到了Bean容器四个阶段,会有一些容器级的方法,进行前置和后置的处理,比如InstantiationAwareBeanPostProcessor、BeanPostProcessor接口方法。这些方法独立于Bean之外,并且会注册到Spring容器中,在Spring容器创建Bean的时候,进行一些处理。

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后处理器


这就好像,孩子出生之前,需要做一些准备,比如备孕、养胎、备产什么的,出生之后,需要做一些护理。孩子上学前后,也需要做一些学籍的管理。


那么有了各种各样的扩展之后,我们再接着看看Bean的详细的生命周期。首先,我们面临一个问题——Bean的生命周期从什么时候开始的呢?


上面写了,Bean实例化前后,可以进行一些处理,但是如果从Bean实例化前算开始,那么就要追溯到容器的初始化、beanDefiinition的加载开始。


所以这篇文章里,我们取生命周期直接从Bean实例化开始,但是大家也要知道,Bean实例化前后,可以使用后处理器进行处理,例如BeanFactoryPostProcessor、InstantiationAwareBeanPostProcessor。


大家也不要困扰,就像计算人生的起点,是从母亲怀孕算起,还是从孩子出生算起?我们这里取了出生开始而已。

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Bean生命周期


  • 实例化:第 1 步,实例化一个 Bean 对象
  • 属性赋值:第 2 步,为 Bean 设置相关属性和依赖
  • 初始化:初始化的阶段的步骤比较多,5、6步是真正的初始化,第 3、4 步为在初始化前执行,第 7 步在初始化后执行,初始化完成之后,Bean就可以被使用了
  • 销毁:第 8~10步,第8步其实也可以算到销毁阶段,但不是真正意义上的销毁,而是先在使用前注册了销毁的相关调用接口,为了后面第9、10步真正销毁 Bean 时再执行相应的方法

我们发现Bean生命周期的详细过程,是不是也像人生的历程,出生、登记,不过是很短的事情。慢慢长大成人,要经历人生的四分之一,而成长,来源于教育,不管是学校的还是社会的,接受教育前,要登记学籍,上学的时候,自己还要努力……,到最后,要发一纸薄薄的文凭,标志着我们成为可以捶打的“社会人”。

然后,为社会奉献四十年。最后老去,离世。不过Bean的世界,没有退休——当然,也许,人的世界也没有退休。

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人的曲线


我们发现中间的一些扩展过程也可以分四类:

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Bean周期四类过程


  • 一:获取社会资源/Aware接口:Aware接口的作用是让Bean能拿到容器的一些资源,例如BeanNameAware可以拿到BeanName。就好像上学之前,要取一个学名——不知道多少人上学之前不知道自己大名叫什么,是吧?二毛。

  • 二:必备各种手续和证/后处理器:在Bean的生命周期里,会有一些后处理器,它们的作用就是进行一些前置和后置的处理,就像上学之前,需要登记学籍,上学之后,会拿到毕业证。

  • 三:个人选择/生命周期接口:人可能无法选择如何出生,但也许可以选择如何活着和如何死去,InitializingBean和DisposableBean 接口就是用来定义初始化方法和销毁方法的。

  • 四:主观能动/配置生命周期方法:环境影响人,人也在影响环境,成长的时候认真努力,衰亡的时候也可以豁达乐观。可以通过配置文件,自定义初始化和销毁方法。

PersonBean的一生

话不多说,接下来我们拿一个例子,来看看PersonBean的一生,我们先来看一下它的流程!

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PersonBean的一生


用文字描述一下这个过程:

  1. Bean容器在配置文件中找到Person Bean的定义,这个可以说是妈妈怀上了。
  2. Bean容器使用Java 反射API创建Bean的实例,孩子出生了。
  3. Person声明了属性no、name,它们会被设置,相当于注册身份证号和姓名。如果属性本身是Bean,则将对其进行解析和设置。
  4. Person类实现了BeanNameAware接口,通过传递Bean的名称来调用setBeanName()方法,相当于起个学名。
  5. Person类实现了BeanFactoryAware接口,通过传递BeanFactory对象的实例来调用setBeanFactory()方法,就像是选了一个学校。
  6. PersonBean实现了BeanPostProcessor接口,在初始化之前调用用postProcessBeforeInitialization()方法,相当于入学报名。
  7. PersonBean类实现了InitializingBean接口,在设置了配置文件中定义的所有Bean属性后,调用afterPropertiesSet()方法,就像是入学登记。
  8. 配置文件中的Bean定义包含init-method属性,该属性的值将解析为Person类中的方法名称,初始化的时候会调用这个方法,成长不是走个流程,还需要自己不断努力。
  9. Bean Factory对象如果附加了Bean 后置处理器,就会调用postProcessAfterInitialization()方法,毕业了,总得拿个证。
  10. Person类实现了DisposableBean接口,则当Application不再需要Bean引用时,将调用destroy()方法,简单说,就是人挂了。
  11. 配置文件中的Person Bean定义包含destroy-method属性,所以会调用Person类中的相应方法定义,相当于选好地儿,埋了。

我们来看看代码!

PersonBean类

创建一个PersonBean,让它实现几个特殊的接口,我们来观察一下它的生命周期的流转。

public class PersonBean implements InitializingBeanBeanFactoryAwareBeanNameAwareDisposableBean {

    /**
     * 身份证号
     */

    private Integer no;

    /**
     * 姓名
     */

    private String name;

    public PersonBean() {
        System.out.println("1.调用构造方法:我出生了!");
    }

    public Integer getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(Integer no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("2.设置属性:我的名字叫"+name);
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        System.out.println("3.调用BeanNameAware#setBeanName方法:我要上学了,起了个学名");
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("4.调用BeanFactoryAware#setBeanFactory方法:选好学校了");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("6.InitializingBean#afterPropertiesSet方法:入学登记");
    }

    public void init() {
        System.out.println("7.自定义init方法:努力上学ing");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("9.DisposableBean#destroy方法:平淡的一生落幕了");
    }

    public void destroyMethod() {
        System.out.println("10.自定义destroy方法:睡了,别想叫醒我");
    }

    public void work(){
        System.out.println("Bean使用中:工作,只有对社会没有用的人才放假。。");
    }

}

  • 实现了InitializingBean, BeanFactoryAware, BeanNameAware, DisposableBean四个接口
  • 定义了no、name两个属性和对应的getter、setter方法
  • 定义了一个实例方法work

MyBeanPostProcessor

自定义了一个后处理器MyBeanPostProcessor:

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("5.BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization方法:到学校报名啦");
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("8.BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization方法:终于毕业,拿到毕业证啦!");
        return bean;
    }
}

配置文件

定义一个配置文件spring-config.xml:

  • 使用setter注入
  • 定义init-method和destroy-method
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean name="myBeanPostProcessor" class="cn.fighter3.spring.life.MyBeanPostProcessor" />
    <bean name="personBean" class="cn.fighter3.spring.life.PersonBean"
          init-method="init" destroy-method="destroyMethod">
        <property name="idNo" value= "80669865"/>
        <property name="name" value="张铁钢" />
    </bean>

</beans>

测试

最后测试一下,观察PersonBean的生命周期的流转:

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-config.xml");
        PersonBean personBean = (PersonBean) context.getBean("personBean");
        personBean.work();
        ((ClassPathXmlApplicationContext) context).destroy();
    }
}

运行结果:

1.调用构造方法:我出生了!
2.设置属性:我的名字叫张铁钢
3.调用BeanNameAware#setBeanName方法:我要上学了,起了个学名
4.调用BeanFactoryAware#setBeanFactory方法:选好学校了
5.BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization方法:到学校报名啦
6.InitializingBean#afterPropertiesSet方法:入学登记
7.自定义init方法:努力上学ing
8.BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization方法:终于毕业,拿到毕业证啦!
Bean使用中:工作,只有对社会没有用的人才放假。。
9.DisposableBean#destroy方法:平淡的一生落幕了
10.自定义destroy方法:睡了,别想叫醒我

看看,是不是和我们图中的流程一致。


这篇文章就不带大家跟进更多的源码了,如果大家对源码级别的Bean的生命周期感兴趣,可以看看AbstractApplicationContext类里的refresh方法,这个方法是AplicationContext容器初始化的关键点。在这个方法里,调用了finishBeanFactoryInitialization方法,这个方法里调用了getBean方法,getBean方法里调用了AbstractBeanFactorygetBean方法。

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Bean生命周期源码追踪


最终经过一阵七拐八绕,到达了我们的目标——Bean创建的方法:doGetBean方法,在这个方法里可以看到Bean的实例化,赋值、初始化的过程,至于最终的销毁,可以看看ConfigurableApplicationContext#close()

结语

到这,这篇Bean的生命周期文章就走向destory了,自定义destory方法——回顾一下这篇文章的“一生”。

  • Bean的生命周期大致可以分为四个阶段:实例化、属性赋值、初始化、销毁,对应人生的出生、登记、成长、离世。
  • Bean生命周期中可以有很多扩展,就像人生的走向,会受很多影响,社会的环境、自身的选择、自己的努力。

参考:

本文链接:https://www.jhelp.net/p/Pdb7KH6EAr4PN4AS (转载请保留)。
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