深入探索Spring后置处理器：解析作用与实际应用场景

news2024/12/24 10:28:30

前言

BeanDefinitionRegistryPostProcessor ， BeanFactoryPostProcessor ，InstantiationAwareBeanPostProcessor， BeanPostProcessor是spring生命周期中常见的4个后置处理器，但是对于其作用和执行顺序很多人还不是非常清楚，这里给大家讲解一下其作用以及执行顺序，并带上实操。

生命周期图：

img

作用及其执行顺序

  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor 是一个扩展了 BeanFactoryPostProcessor 的接口，它可以在 Spring 容器加载了所有的 bean 定义之后，但是在 bean 实例化之前，对 bean 的定义进行修改或者添加 。它的 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法会在所有的 bean 定义被加载后，但是在任何 bean 实例化之前被调用。它的 postProcessBeanFactory 方法会在所有的 bean 实例化之后被调用。因此，它的执行顺序是最先执行 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法，然后执行 postProcessBeanFactory 方法。

  • BeanFactoryPostProcessor 是一个可以在 Spring 容器加载了所有的 bean 定义之后，但是在 bean 实例化之前，对 bean 的定义进行修改或者添加的接口 。它的 postProcessBeanFactory 方法会在所有的 bean 定义被加载后，但是在任何 bean 实例化之前被调用。因此，它的执行顺序是在 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 的 postProcessBeanDefinitionRegistry 方法之后，但是在 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 的 postProcessBeanFactory 方法之前。

  • InstantiationAwareBeanPostProcessor 是一个扩展了 BeanPostProcessor 的接口，它可以在 Spring 容器实例化 bean 的过程中，对 bean 进行修改或者增强。它有四个方法：postProcessBeforeInstantiation、postProcessAfterInstantiation、postProcessPropertyValues 和 postProcessBeforeInitialization。它的执行顺序是：

    • 在每个 bean 实例化之前，调用 postProcessBeforeInstantiation 方法，如果该方法返回非空对象，则跳过后续的实例化过程。
    • 在每个 bean 实例化之后，调用 postProcessAfterInstantiation 方法，如果该方法返回 false，则跳过后续的属性注入过程。
    • 在每个 bean 属性注入之前，调用 postProcessPropertyValues 方法，如果该方法返回非空属性值，则使用返回的属性值进行注入。
    • 在每个 bean 初始化之前，调用 postProcessBeforeInitialization 方法，如果该方法返回非空对象，则使用返回的对象作为初始化结果。

  • BeanPostProcessor 是一个可以在 Spring 容器实例化和初始化 bean 的过程中，对 bean 进行修改或者增强的接口 。它有两个方法：postProcessBeforeInitialization 和 postProcessAfterInitialization。它的执行顺序是：

    • 在每个 bean 初始化之前，调用 postProcessBeforeInitialization 方法，如果该方法返回非空对象，则使用返回的对象作为初始化结果。

    • 在每个 bean 初始化之后，调用 postProcessAfterInitialization 方法，如果该方法返回非空对象，则使用返回的对象作为最终结果。

总结一下，这几个接口的执行顺序和作用如下：

  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor： 最先执行，在所有的 bean 定义被加载后，可以修改或者添加 bean 的定义。
  • BeanFactoryPostProcessor： 其次执行，在所有的 bean 定义被加载后，可以修改或者添加 bean 的定义。
  • InstantiationAwareBeanPostProcessor： 第三执行，在每个 bean 实例化和初始化的过程中，可以修改或者增强 bean 的对象和属性。
  • BeanPostProcessor： 最后执行，在每个 bean 初始化的过程中，可以修改或者增强 bean 的对象。
PostProcessor 类型处理目标执行时机可操作的空间
BeanDefinitionRegistryPostProcessorBeanDefinition、.class 文件等配置文件、配置类已解析完毕并注册进 BeanFactory，但还没有被 BeanFactoryPostProcessor 处理向 BeanFactory 中注册新的 BeanDefinition
BeanFactoryPostProcessorBeanDefinitionBeanDefinition 解析完毕并注册进 BeanFactory 之后（此时 bean 未实例化）给 BeanDefinition 中增删属性、移除 BeanDefinition 等
InstantiationAwareBeanPostProcessorbean 实例bean 的实例化阶段前后（在实例化 bean 对象之前和之后）在 bean 实例化的过程中，可以对实例化的 bean 进行定制化的操作，例如自定义实例化逻辑、修改实例化后的属性值等
BeanPostProcessorbean 实例bean 的初始化阶段前后（已创建出 bean 对象）给 bean 的属性赋值、创建代理对象等

举例说明实际应用场景

  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor： 这个后置处理器可以在 bean 定义加载后，创建并注册新的 bean 定义，或者修改或者删除已有的 bean 定义。它可以用于动态地根据条件或者配置来增加或者减少 bean 的数量和类型。例如，我们可以根据不同的环境（开发、测试、生产）来注册不同的数据源或者缓存 bean，或者根据不同的功能模块来注册不同的服务 bean。一个具体的例子是 Spring Boot 的自动配置功能，它使用了一个名为 AutoConfigurationImportSelector 的 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 来根据条件注解和配置文件来自动导入和注册合适的自动配置类。
  • BeanFactoryPostProcessor： 这个后置处理器可以在 bean 定义加载后，修改或者添加已有的 bean 定义，但是不能创建或者删除 bean 定义。它可以用于修改 bean 的属性值、作用域、初始化方法等元数据信息。例如，我们可以根据外部的配置文件或者环境变量来修改 bean 的属性值，或者根据需要来改变 bean 的单例或者原型模式。一个具体的例子是 Spring 的 PropertyPlaceholderConfigurer 类，它使用了一个 BeanFactoryPostProcessor 来解析和替换 bean 定义中的占位符为实际的属性值。
  • InstantiationAwareBeanPostProcessor： 这个后置处理器可以在每个 bean 实例化和初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象和属性。它可以用于控制 bean 的实例化过程，或者对 bean 的属性进行自定义的注入或者验证。例如，我们可以使用它来实现一些特殊的注解功能，如 @Autowired 或者 @Value，或者使用它来实现一些代理功能，如 AOP 或者事务管理。一个具体的例子是 Spring 的 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 类，它使用了一个 InstantiationAwareBeanPostProcessor 来实现了 @Autowired 和 @Value 注解的功能。
  • BeanPostProcessor： 这个后置处理器可以在每个 bean 初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象。它可以用于对 bean 进行一些额外的配置或者初始化操作，或者对 bean 进行一些装饰或者代理操作。例如，我们可以使用它来执行一些初始化方法，如 @PostConstruct 或者 init-method，或者使用它来实现一些代理功能，如 AOP 或者事务管理。一个具体的例子是 Spring 的 InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor 类，它使用了一个 BeanPostProcessor 来实现了 @PostConstruct 和 @PreDestroy 注解的功能。

实操

首先，我们需要创建一个 Spring Boot 项目，并在 pom.xml 中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

然后，我们需要定义以下四个后置处理器的实现类，并使用 @Component 注解标注它们，以便让 Spring 自动扫描并注册它们：

  • MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor：用于在 bean 定义加载后，创建并注册新的 bean 定义
@Component
public class MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry");
        // 创建一个新的 bean 定义
        BeanDefinition beanDefinition = new RootBeanDefinition(MyNewBean.class);
        // 注册到容器中
        registry.registerBeanDefinition("myNewBean", beanDefinition);
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanFactory");
        // 修改已有的 bean 定义
        BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("helloService");
        beanDefinition.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
    }
}
  • MyBeanFactoryPostProcessor：用于在 bean 定义加载后，修改或者添加已有的 bean 定义
@Component
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory");
        // 修改已有的 bean 定义
        BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition("worldService");
        beanDefinition.setLazyInit(true);
    }
}
  • MyInstantiationAwareBeanPostProcessor：用于在每个 bean 实例化和初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象和属性
@Component
public class MyInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation: " + beanName);
        // 如果返回非空对象，则跳过后续的实例化过程
        if (beanName.equals("myNewBean")) {
            return new MyNewBean("Created by postProcessBeforeInstantiation");
        }
        return null;
    }

    @Override
    public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation: " + beanName);
        // 如果返回 false，则跳过后续的属性注入过程
        if (beanName.equals("helloService")) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    public PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues: " + beanName);
        // 如果返回非空属性值，则使用返回的属性值进行注入
        if (beanName.equals("worldService")) {
            return new MutablePropertyValues().add("message", "Modified by postProcessPropertyValues");
        }
        return pvs;
    }

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization: " + beanName);
        // 如果返回非空对象，则使用返回的对象作为初始化结果
        if (beanName.equals("myNewBean")) {
            return new MyNewBean("Modified by postProcessBeforeInitialization");
        }
        return bean;
    }
}
  • MyBeanPostProcessor：用于在每个 bean 初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象
@Component
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization: " + beanName);
        // 如果返回非空对象，则使用返回的对象作为初始化结果
        if (beanName.equals("helloService")) {
            return new HelloService("Modified by postProcessBeforeInitialization");
        }
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("MyBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization: " + beanName);
        // 如果返回非空对象，则使用返回的对象作为最终结果
        if (beanName.equals("worldService")) {
            return new WorldService("Modified by postProcessAfterInitialization");
        }
        return bean;
    }
}

接下来，我们需要定义以下四个普通的 bean 类，并使用 @Component 或者 @Service 注解标注它们，以便让 Spring 自动扫描并注册它们：

  • HelloService：用于测试 MyBeanFactoryPostProcessor 和 MyInstantiationAwareBeanPostProcessor 的修改效果
@Service
public class HelloService {

    private String message;

    public HelloService() {
        this.message = "Hello, Spring!";
    }

    public HelloService(String message) {
        this.message = message;
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println(message);
    }
}
  • WorldService：用于测试 MyBeanFactoryPostProcessor 和 MyBeanPostProcessor 的修改效果
@Service
public class WorldService {

    private String message;

    public WorldService() {
        this.message = "World, Spring!";
    }

    public WorldService(String message) {
        this.message = message;
    }

    public void sayWorld() {
        System.out.println(message);
    }
}
  • MyNewBean：用于测试 MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor 和 MyInstantiationAwareBeanPostProcessor 的创建和修改效果
public class MyNewBean {

    private String message;

    public MyNewBean() {
        this.message = "This is a new bean!";
    }

    public MyNewBean(String message) {
        this.message = message;
    }

    public void saySomething() {
        System.out.println(message);
    }
}
  • TestController：用于测试各个 bean 的实际表现
@RestController
public class TestController {

    @Autowired
    private HelloService helloService;

    @Autowired
    private WorldService worldService;

    @Autowired
    private MyNewBean myNewBean;

    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        helloService.sayHello();
        worldService.sayWorld();
        myNewBean.saySomething();
        return "Test done!";
    }
}

最后，我们可以运行 Spring Boot 项目，并访问 http://localhost:8080/test ，观察控制台的输出，以及各个后置处理器的执行顺序和作用。我们可以看到以下结果：

MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry
MyBeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation: helloService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation: worldService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation: worldService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues: worldService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization: worldService
MyBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization: worldService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization: worldService
MyBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization: worldService
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation: myNewBean
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization: myNewBean
MyInstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization: myNewBean

Modified by postProcessBeforeInitialization
Modified by postProcessPropertyValues and postProcessAfterInitialization
Modified by postProcessBeforeInitialization

Test done!

从上面的结果可以看出，这四个后置处理器的执行顺序和作用如下：

  • MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor：最先执行，在所有的 bean 定义被加载后，创建并注册了一个名为 myNewBean 的新的 bean 定义，并修改了 helloService 的 scope 为 prototype。
  • MyBeanFactoryPostProcessor：其次执行，在所有的 bean 定义被加载后，修改了 worldService 的 lazyInit 为 true。
  • MyInstantiationAwareBeanPostProcessor：第三执行，在每个 bean 实例化和初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象和属性。它的 postProcessBeforeInstantiation 方法返回了一个非空对象，导致 myNewBean 的实例化过程被跳过。它的 postProcessAfterInstantiation 方法返回了 false，导致 helloService 的属性注入过程被跳过。它的 postProcessPropertyValues 方法返回了一个非空属性值，导致 worldService 的 message 属性被修改。它的 postProcessBeforeInitialization 方法返回了一个非空对象，导致 myNewBean 的初始化结果被修改。
  • MyBeanPostProcessor：最后执行，在每个 bean 初始化的过程中，修改或者增强 bean 的对象。它的 postProcessBeforeInitialization 方法返回了一个非空对象，导致 helloService 的初始化结果被修改。它的 postProcessAfterInitialization 方法返回了一个非空对象，导致 worldService 的最终结果被修改。

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