Springboot扩展点之BeanFactoryPostProcessor

news2024/9/20 8:46:02

Springboot扩展点之BeanFactoryPostProcessor

1.功能特性

  1. BeanFactoryPostProcessor的执行是Spring Bean生命周期非常重要的一部分；

  1. BeanFactory级别的后置处理器，在Spring生命周期内，org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory只会执行一次；

  1. 允许在容器读取到Bean的BeanDefinition数据之后，bean未实例化前，读取BeanDefiniion数据，并且可以根据需要进行修改；

2.实现方式

  1. 定义一个Dog类，name属性默认为“旺财”，颜色默认为“黑色”；

@Data
@Component
public class Dog {
    private String name="旺财";
    private String color="黑色";
}

  1. 定义一个实现类（MyBeanFactoryPostProcessor），实现org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor接口，重写postProcessBeanFactory()方法，并Dog类的属性name修改为“狗蛋”；并用@Component注解标记BeanFactoryPostProcessor接口的实现类（MyBeanFactoryPostProcessor）；

@Component
@Slf4j
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        log.info("com.fanfu.config.MyBeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory被执行");
        ScannedGenericBeanDefinition dog = ((ScannedGenericBeanDefinition) beanFactory.getBeanDefinition("dog"))  ;
        MutablePropertyValues propertyValues = dog.getPropertyValues();
        propertyValues.addPropertyValue("name", "狗蛋儿");
        log.info("修改Dog的BeanDefinition对象中的name属性为狗蛋儿");
    }
}

  1. 编写单元测试验证结果；

@SpringBootTest
@Slf4j
public class FanfuApplicationTests {
    @Test
    public void test(){
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.fanfu");
        Dog dog = ((Dog) context.getBean("dog"));
        log.info(dog.getName());
        Assert.isTrue(dog.getName().equals("狗蛋儿"), "属性修改失败");
    }
}

  1. 验证结果表明，自定义的BeanFactoryPostProcessor接口的实现类（MyBeanFactoryPostProcessor），可以在容器读取到Bean的BeanDefinition数据之后，bean未实例化前，读取BeanDefiniion数据，并且根据需要进行修改，那么自定义的BeanFactoryPostProcessor接口的实现类（MyBeanFactoryPostProcessor）的工作原理是什么呢？BeanFactoryPostProcessor接口的实现类是什么时候实例化的？MyBeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory方法是如何被调用的？接着往下看。

3.工作原理

3.1BeanFactoryPostProcessor接口的实现类是什么时候实例化的？

  1. BeanFactoryPostProcessor接口的实现类（MyBeanFactoryPostProcessor）被@Component标记，在窗口启动的时候会被封装成BeanDefinition对象注册到容器中；

  1. PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法被执行时，会按照类型从Spring容器中找到所有BeanFactoryPostProcessor类型的实现类的名称；

  1. 在上一步中得到所有BeanFactoryPostProcessor类型的实现类的名称的名称后，再循环一次，来对BeanFactoryPostProcessor的实现类进行实例化 （beanFacotry.getBean()去获取MyBeanFactoryPostProcessor的实例，如果获取不到，就创建一个）；

3.2MyBeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory方法是如何被调用的？

  1. 在单元测试中构建了一个AnnotationConfigApplicationContext对象，AnnotationConfigApplicationContext的构造方法如下：

public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {
   this();
   scan(basePackages);
   refresh();
}

  1. 从上面的AnnotationConfigApplicationContext的构造方法中，可以看到又调用了refresh()，这里实际最终被调用的是org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh()，这个方法也是Spring容器启动的关键方法，在分析Spring相关的源码时会经常碰到。

  1. AbstractApplicationContext#refresh()中，调用org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors方法才正式开始了BeanFactoryPostProcessor接口的所有实现类的postProcessBeanFactory()方法调用；

  1. 跟着AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors方法进去，会发现这里只是一个入口，实际承担调用执行任务的是org.springframework.context.support.PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法；

  1. 跟着PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法进去后，会发现里面真的是别有洞天，很容易迷路（牢牢带着自己的问题分析源码找答案，不要被除自己问题以外的东西迷了眼，一定会柳暗花明），另外org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类的调用也在这个方法，所以这个方法的含金量很高，那就单独拎出来仔细分析一下，建议debug一步一步看，多看几遍就能明白，其实也很简单，唯一的难点就是这个方法有点长，需要多点耐心和时间。

public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List<BeanFactoryPostProcessor> beanFactoryPostProcessors) {
   //之所以说这个方法的含金量很高，
   //是因为在这个方法里是先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法； 
   //然后才接着执行BeanFactoryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanFactory方法
   //这两个接口很表面上看很类似，实际在执行的时机和功能上是有明显区别的
   Set<String> processedBeans = new HashSet<>();
   //AnnotationConfigApplicationContext继承于GenericApplicationContext，
   //而GenericApplicationContext又实现了BeanDefinitionRegistry接口
   //所以这里会进入if语句中
   if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {
      BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory;
      List<BeanFactoryPostProcessor> regularPostProcessors = new ArrayList<>();
      List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> registryProcessors = new ArrayList<>();
        //这里提前执行的BeanFactoryPostProcessor，是在准备上下文环境时，发布了ApplicationPreparedEvent事件；
        //触发监听器，通过AbstractApplicationContext#addBeanFactoryPostProcessor注册进来的；
        //这里并不是这次要重点分析的内容，可以先跳过这； 
      for (BeanFactoryPostProcessor postProcessor : beanFactoryPostProcessors) {
         if (postProcessor instanceof BeanDefinitionRegistryPostProcessor) {
            BeanDefinitionRegistryPostProcessor registryProcessor =
                  (BeanDefinitionRegistryPostProcessor) postProcessor;
            registryProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry);
            registryProcessors.add(registryProcessor);
         }
         else {
            regularPostProcessors.add(postProcessor);
         }
      }
      List<BeanDefinitionRegistryPostProcessor> currentRegistryProcessors = new ArrayList<>();
      // 从32行到72行，是在执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法；
      //执行的过程也是有点小区折的，分三步，第一，执行实现了PriorityOrdered接口的实现类.
      String[] postProcessorNames =
            beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
      for (String ppName : postProcessorNames) {
         if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
            processedBeans.add(ppName);
         }
      }
      sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
      registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
      invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
      currentRegistryProcessors.clear();
      // 第二，执行实现了Ordered接口的实现类；
      postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
      for (String ppName : postProcessorNames) {
         if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
            processedBeans.add(ppName);
         }
      }
      sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
      registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
      invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
      currentRegistryProcessors.clear();
      //第三,执行剩下其他的BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类；
      boolean reiterate = true;
      while (reiterate) {
         reiterate = false;
         postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
         for (String ppName : postProcessorNames) {
            if (!processedBeans.contains(ppName)) {
               currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
               processedBeans.add(ppName);
               reiterate = true;
            }
         }
         sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
         registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
         invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
         currentRegistryProcessors.clear();
      }
      // BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承了BeanFactoryPostProcessor，
      //所以这部分实现类的postProcessBeanFactory()会提前执行
      invokeBeanFactoryPostProcessors(registryProcessors, beanFactory);
      //第26行，非BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的BeanFactoryPostProcessor实现类会在这执行
      invokeBeanFactoryPostProcessors(regularPostProcessors, beanFactory);
   } else {
      invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactoryPostProcessors, beanFactory);
   }
   //BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类上面已执行执行完了
   //下面开始准备执行BeanFactoryPostProcessor接口的实现类
   String[] postProcessorNames =
         beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);
   // 正式执行前，把BeanFactoryPostProcessor接口的实现类分成了三类，
   //分别是实现了PriorityOrdered接口,实现了Ordered接口,其他;
   List<BeanFactoryPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();
   List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
   List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
   for (String ppName : postProcessorNames) {
      if (processedBeans.contains(ppName)) {
         // skip - already processed in first phase above
      }
      else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
         priorityOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanFactoryPostProcessor.class));
      }
      else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
         orderedPostProcessorNames.add(ppName);
      }
      else {
         nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);
      }
   }
   // 分好类，第一，先执行实现了PriorityOrdered接口的实现类； 
   sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
   invokeBeanFactoryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
   // 第二，执行实现了Ordered接口的实现类； 
   List<BeanFactoryPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>(orderedPostProcessorNames.size());
   for (String postProcessorName : orderedPostProcessorNames) {
      orderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));
   }
   sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
   invokeBeanFactoryPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
   //第三，执行未实现上面两个接口的实现类，自定义的MyBeanFactoryPostProcessor就是在这里被执行的
   //其实，也很简单的，和BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类的执行过程类似； 
   List<BeanFactoryPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(nonOrderedPostProcessorNames.size());
   for (String postProcessorName : nonOrderedPostProcessorNames) {
      nonOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));
   }
   invokeBeanFactoryPostProcessors(nonOrderedPostProcessors, beanFactory);
   beanFactory.clearMetadataCache();
}

3.3调用时序图

这里我画了一个时序图，可以更直观的看到整个调用过程，也可以照着这个图，一步一步debug来了解整个过程；

3.4postProcessBeanFactory()postProcessBeanDefinitionRegistry()

通过分析PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法，postProcessBeanFactory()与postProcessBeanDefinitionRegistry()的区别已经很明显了，这里再总结一下（总结的有不准的地方，还请小伙伴在评论区告诉我，一块进步）：

  1. BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法要优先于BeanFactoryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanFactory方法执行；

  1. postProcessBeanDefinitionRegistry方法形参是BeanDefinitionRegistry，postProcessBeanFactory方法的形参是ConfigurableListableBeanFactory，在功能上会有一些区别；需要注意的是DefaultListableBeanFactory实现了BeanDefinitionRegistry和ConfigurableListableBeanFactory接口；

  1. BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承了BeanFactoryPostProcessor，关于BeanDefinitionRegistryPostProcessor可以移步这里：Springboot扩展点之BeanDefinitionRegistryPostProcessor；

4.应用场景

对敏感信息的解密处理，比如数据库连接信息加密和解密：在实际的业务开发中，在配置文件中明文配置mysq，redis的密码实际上是不安全的，需要配置加密后的密码信息； 但是把加密后的密码信息注入的数据源中，去连接mysql数据库肯定会连接异常，因为mysql并不知道你的加密方式和加密方法。这就会产生一个需求：需要在配置文件中配置的数据库信息是加密的，但是在把密码信息注入数据源前在程序里解密处理。

BeanFactoryPostProcessor正好可以解决这个问题，在真正使用到数据源去连接数据库前，读取到加密信息，进行解密处理，再用解密后的信息替换掉Spring容器中加密信息。

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