Spring中Bean的完整生命周期！（Bean实例化的流程，Spring后处理器，循环依赖解释及解决方法）附案例演示

Bean实例化的基本流程

加载xml配置文件，解析获取配置中的每个的信息，封装成一个个的BeanDefinition对象
将BeanDefinition存储在一个名为beanDefinitionMap的Map<String,BeanDefinition>中
ApplicationContext底层遍历beanDefinitionMap，创建Bean实例对象
创建好的Bean实例对象，被存储到一个名为singletonObjects的Map<String,Object>中当执行applicationContext.getBean(beanName)时，从singletonObjects去匹配Bean实例返回

在这里插入图片描述

Spring的后处理器

Spring的后处理器是Spring对外开发的重要扩展点，允许我们介入到Bean的整个实例化流程中来，以达到动态注册BeanDefinition，动态修改BeanDefinition，以及动态修改Bean的作用。Spring主要有两种后处理器：

BeanFactoryPostProcessor：Bean工厂后处理器，在BeanDefinitionMap填充完毕，Bean实例化之前执行；
BeanPostProcessor：Bean后处理器，一般在Bean实例化之后，填充到单例池singletonObjects之前执行

BeanFactoryPostProcessor

Bean工厂后处理器——BeanFactoryPostProcessor

BeanFactoryPostProcessor是一个接口规范，实现了该接口的类只要交由Spring容器管理的话，那么Spring就会回调该接口的方法，用于对BeanDefinition注册和修改的功能

注册&修改

假如现在有User和Student两个Bean，且Student已经注入容器

public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanFactoryPostProcessor的BeanFactoryPostPostProcessor");
        /*修改*/
        BeanDefinition student = beanFactory.getBeanDefinition("student");
        student.setBeanClassName("com.dong.bean.User");

        /*注册*/
        RootBeanDefinition definition = new RootBeanDefinition();
        definition.setBeanClassName("com.dong.bean.Student");
        DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) beanFactory;
        defaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition("student2",definition);
    }
}

修改：将id为student的类型改为了User类型
注册：又注入了一个id为student2的Student对象
注：需要将工厂后处理器注入容器

配置文件

<?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 id="student" class="com.dong.bean.Student"></bean>

    <bean id="beanFactoryPostProcessor" class="com.dong.processor.MyBeanFactoryPostProcessor"></bean>
</beans>

Bean工厂后处理器——BeanDefinitionRegistryPostProcessor

Spring 提供了一个BeanFactoryPostProcessor的子接口BeanDefinitionRegistryPostProcessor专门用于注册BeanDefinition操作

public class MyBeanFactoryPostProcessor2 implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry beanDefinitionRegistry) throws BeansException {
        BeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClassName("com.dong.bean.Student"); beanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition("student3",beanDefinition);
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {

    }
}

postProcessBeanDefinitionRegistry方法：注册BeanDefinition

配置文件注入Bean后工厂处理器

<?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 id="student" class="com.dong.bean.Student"></bean>
    <bean id="beanFactoryPostProcessor2" class="com.dong.processor.MyBeanFactoryPostProcessor2"></bean>
</beans>

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BeanPostProcessor

Bean被实例化后，到最终缓存到名为singletonObjects单例池之前，中间会经过Bean的初始化过程，例如：属性的填充、初始方法init的执行等，其中有一个对外进行扩展的点BeanPostProcessor，我们称为Bean后处理。跟上面的 Bean工厂后处理器相似，它也是一个接口，实现了该接口并被容器管理的BeanPostProcessor，会在流程节点上被Spring自动调用。

实现：

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("BeanPostProcessor的before方法...");
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("BeanPostProcessor的after方法...");
        return bean;
    }
}

配置文件配置Bean后处理

<?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 id="student" class="com.dong.bean.Student"></bean>
    <bean id="beanPostProcessor" class="com.dong.processor.MyBeanPostProcessor"></bean>
</beans>

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext appliactionContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        Student student = (Student) appliactionContext.getBean("student");
        System.out.println(student);
    }
}

输出结果：

student的无参构造
BeanPostProcessor的before方法…
BeanPostProcessor的after方法…
com.dong.bean.Student@5cb9f472

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SpringBean完整的生命周期

Spring Bean的生命周期是从 Bean 实例化之后，即通过反射创建出对象之后，到Bean成为一个完整对象，最终存储到单例池中，这个过程被称为Spring Bean的生命周期。Spring Bean的生命周期大体上分为三个阶段

Bean的实例化阶段：Spring框架会取出BeanDefinition的信息进行判断当前Bean的范围是否是singleton的，是否不是延迟加载的，是否不是FactoryBean等，最终将一个普通的singleton的Bean通过反射进行实例化
Bean的初始化阶段：Bean创建之后还仅仅是个"半成品"，还需要对Bean实例的属性进行填充、执行一些Aware 接口方法、执行BeanPostProcessor方法、执行InitializingBean接口的初始化方法、执行自定义初始化init方法等。该阶段是Spring最具技术含量和复杂度的阶段
Bean的完成阶段：经过初始化阶段，Bean就成为了一个完整的Spring Bean，被存储到单例池singletonObjects中去了，即完成了Spring Bean的整个生命周期

由于Bean的初始化阶段的步骤比较复杂，所以着重研究Bean的初始化阶段

Bean实例的属性填充
Aware接口属性注入
BeanPostProcessor的before()方法回调
InitializingBean接口的初始化方法回调
自定义初始化方法init回调
BeanPostProcessor的after()方法回调

Bean实例的填充

Spring在进行属性注入时，会分为如下几种情况：

注入普通属性，String、int或存储基本类型的集合时，直接通过set方法的反射设置进去；
注入单向对象引用属性时，从容器中getBean获取后通过set方法反射设置进去，如果容器中没有，则先创建被注入对象Bean实例（完成整个生命周期）后，在进行注入操作
注入双向对象引用属性时，就比较复杂了，涉及了循环引用（循环依赖）

循环依赖

注入双向对象引用属性时就会出现循环依赖

循环依赖：多个实体之间相互依赖并形成闭环的情况就叫做"循环依赖"，也叫做"循环引用"

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循环依赖问题spring已经给出了解决方法：三级缓存

Spring提供了三级缓存存储完整Bean实例和半成品Bean实例，用于解决循环引用问题

在DefaultListableBeanFactory的上四级父类DefaultSingletonBeanRegistry中提供如下三个Map

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假如，UserService注入了一个UserDao，UserDao又注入了一个UserService，实例化过程如下：

UserService 实例化对象，但尚未初始化，将UserService存储到三级缓存
UserService 属性注入，需要UserDao，从缓存中获取，没有UserDao
UserDao实例化对象，但尚未初始化，将UserDao存储到到三级缓存
UserDao属性注入，需要UserService，从三级缓存获取UserService，UserService从三级缓存移入二级缓存
UserDao执行其他生命周期过程，最终成为一个完成Bean，存储到一级缓存，删除二三级缓存
UserService 注入UserDao
UserService执行其他生命周期过程，最终成为一个完成Bean，存储到一级缓存，删除二三级缓存

常用的Aware接口

Aware接口是一种框架辅助属性注入的一种思想，其他框架中也可以看到类似的接口。框架具备高度封装性，我们接触到的一般都是业务代码，一个底层功能API不能轻易的获取到，但是这不意味着永远用不到这些对象，如果用到了，就可以使用框架提供的类似Aware的接口，让框架给我们注入该对象

总结：处理器的作用，为Bean生命周期各个阶段提供扩展

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Bean生命周期总结

在这里插入图片描述

先读取配置文件，封装BeanDefinition信息对象，将BeanDefinition对象存到BeanDefinitionMap中，执行Bean后工厂处理器
Bean的实例化阶段，Bean实例化了，但是未执行属性填充等生命周期过程，是个半成品
执行属性赋值，Aware接口方法回调等等周期
Bean的初始化阶段，该阶段对Bean进行生命周期过程执行，spring大多数功能增强，例如注解解析，AOP都在此完成
Bean的存储阶段，实例化并初始化好的Bean存储到单利池singletonObjects中

案例演示完整生命周期

导入坐标：spring context

创建实体类：Student，实现接口：InitializingBean,BeanFactoryAware,BeanNameAware,ApplicationContextAware

public class Student implements InitializingBean,BeanFactoryAware,BeanNameAware,ApplicationContextAware{
    private String sname;

    public Student() {
        System.out.println("bean的无参构造方法");
    }

    public void setSname(String sname) {
        System.out.println("set方法赋值");
        this.sname = sname;
    }

    public void doinit(){
        System.out.println("方法初始化");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("接口的初始化方法");
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("BeanFactoryAware接口");
    }

    @Override
    public void setBeanName(String s) {
        System.out.println("BeanNameAware接口");
    }

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        System.out.println("ApplicationContextAware接口");
    }
}

创建bean后处理类

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("Bean的后处理的postProcessBeforeInitialization方法");
        return null;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("Bean的后处理的postProcessAfterInitialization方法");
        return null;
    }
}

spring主配置文件

<?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 id="student" class="com.dong.bean.Student" init-method="doinit">
        <property name="sname" value="张三"></property>
    </bean>

    <bean id="beanPostProcessor" class="com.dong.provessor.MyBeanPostProcessor"></bean>

</beans>

测试：getBean注入的Student

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        Student student = (Student) applicationContext.getBean("student");
        System.out.println(student);
    }
}

输入结果：

bean的无参构造方法
set方法赋值
BeanNameAware接口
BeanFactoryAware接口
ApplicationContextAware接口
Bean的后处理的postProcessBeforeInitialization方法
接口的初始化方法
方法初始化
Bean的后处理的postProcessAfterInitialization方法
com.dong.bean.Student@6536e911