Spring中Bean的生命周期

前言

你有了解Spring中Bean的生命周期吗？可能大多数的人给我一样，对于Spring本身知之甚少。
我们仅限于在工作中如何使用Spring的Bean，使用起来Bean 是如何如何好用？但是我们好像很少去思考它都做了些什么？
当然学习是一个漫长且持久的过程，我们只能一点点积累，从而积少成多。
本章节主要来学习下Spring中Bean的生命周期。

Spring Bean的生命周期

我们在具体聊Spring Bean的生命周期之前，我们先聊一个概念：Spring Bean的作用域。它是什么？能被用来干嘛？不懂就查。

Bean 的作用域是指 Bean 在 Spring 整个框架中的某种行为模式。
比如 singleton 单例作用域，就表示 Bean 在整个 Spring 中只有一份，它是全局共享的，当有人修改了这个值之后，那么另一个人读取到的就是被修改后的值。

Spring框架支持以下五种Bean的作用域：

• singleton : 唯一 bean 实例，Spring 中的 bean 默认都是单例的。
• prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。
• request : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean，该 bean 仅在当前 HTTP request 内有效
• session : 每一次 HTTP 请求都会产生一个新的 bean，该 bean 仅在当前 HTTP session 内有效。
• global-session：在一个全局的HTTP Session中，一个bean定义对应一个实例。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。缺省的Spring bean 的作用域是Singleton。
  而我们今天要聊的Spring Bean的生命周期，主要是指 singleton bean。
  那什么是Spring Bean的生命周期呢？
  对于普通的 Java 对象，当 new 的时候创建对象，然后该对象就能够使用了。一旦该对象不再被使用，则由 Java 自动进行垃圾回收。
  那它的生命周期就是：实例化、不被使用时被垃圾机制回收。
  而 Spring 中的对象是 bean，bean 和普通的 Java 对象没什么区别，只不过 Spring 不再自己去 new 对象了，而是由 IOC 容器去帮助我们实例化对象并且管理它，我们需要哪个对象，去问 IOC 容器要即可，Spring Bean 的生命周期完全由容器控制。
  它分为四个阶段：实例化 -> 属性赋值 -> 初始化 -> 销毁
  1）实例化 Instantiation
  2）属性赋值 Populate
  3）初始化 Initialization
  4）销毁 Destruction
  接下来，我们结合源码来对Bean的生命周期这个过程进行探究。

org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.refresh()
--> org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization // 初始化bean（延迟加载除外）
--> org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory.preInstantiateSingletons()
--> org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean
--> org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean
--> org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean // 创建 bean（实例化 bean）
--> org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean

Spring Bean的初始化是在Spring 容器 refresh() 时进行的，Spring 容器 refresh 时会调用 finishBeanFactoryInitialization() 来初始化所有非延迟加载的 bean。
我们启动本地项目，在上述层级结构上打上端点，结合源码，我们来看下Bean的创建过程。
你会发现，在真正createBean之前，还有一个方法doGetBean，它是干嘛的？
我们进一步深入分析看下：
1、doGetBean 获取Bean

以上doGetBean方法简单的流程图，结合源码具体说明如下：
1、获取真正的BeanName：方法transformedBeanName()
参数 name，不一定是 beanName，可能是 aliasName，也有可能是 FactoryBean(带“&”前缀)，所以这里需要调用 transformedBeanName()方法对 name 进行一番转换。

• 去除 FactoryBean 的修饰符。如果 name 以 “&” 为前缀，那么会去掉该 “&”，例如，name = “&studentService”，则会是 name = "studentService
• canonicalName方法：取指定的 alias 所表示的最终 beanName。
  这里引入一个扩展点，Bean的alias是如何生成？key为别名、value是beanName ，而beanName的设置，源码如下：
  
  如果类whiteApple的Bean 存在 别名：whiteApple3、whiteApple2、whiteApple1

那么alias最终会是：{“whiteApple3”:“whiteApple2”} {“whiteApple3”:“whiteApple1”}
2、获取缓存中的单例：getSingleton()

• 如果在缓存中可以单例， 有则进一步判断这个Bean是不是在创建中，如果是的就等待创建完毕，否则直接调用**getObjectForBeanInstance()**方法返回
• 如果在缓存中未存在单例，则继续下一步

3、isPrototypeCurrentlyInCreation方法：如果scope是prototype 并且还在创建中，直接抛出异常
4、getParentBeanFactory() 获取当前BeanFactory的parentBeanFactory

• parentBeanFactory不为空，并且containsBeanDefinition(beanName) 为false 则调用parentBeanFactory.doGetBean 返回Bean
• 反之 继续下一步
  5、getMergedLocalBeanDefinition() 将父类的BeanDefinition与子类的BeanDefinition进行合并覆盖
  6、如果Bean是单例（singleton），则调用createBean() 创建bean
  接下来，我们继续看 createBean。
  2、doCreateBean 创建Bean

以上doCreateBean方法简单的流程图，结合源码具体说明如下：
1、mbd.isSingleton() 判断是否是单例，如果是，则需要在缓存factoryBeanInstanceCache 中把beanName对应的数据remove掉。
2、BeanWrapper为空的情况下 调用createBeanInstance创建bean实例。

• 如果是@Bean方式声明bean的创建，详见createBeanInstance – instantiateUsingFactoryMethod 方法。
• bean如果没有有参构造器，默认使用无参的构造方法反射创建实例，详情见createBeanInstance – instantiateBean方法。

•  默认使用无参的构造方法：clazz.getDeclaredConstructor()
  

•  默认使用无参的构造方法：clazz.getDeclaredConstructor()
  

• bean如果有唯一的有参构造器，并且参数能在Spring容器中找到，则通过有参构造器反射。详情见createBeanInstance – autowireConstructor方法。
  3、applyMergedBeanDefinitionPostProcessors：Bean后置处理器
  
  在debug过程中，我们发现了三个后置处理器，那他们分别都干什么了呢？注解扫描
• CommonAnnotationBeanPostProcessor：负责@PostConstruct、@PreDestroy
• AutowiredAnnotationBeanPostProcessor ：@Autowired、@Value
• ApplicationListenerDetector 暂不分析

如下图所示：

查到指定的注解注释的属性和方法，最后都封装到InjectionMetadata返回。
4、如果earlySingletonExposure为true，调用addSingletonFactory缓存数据。哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

• 为了解决循环引用问题，后续在单写章节聊这个点。
  5、调用populateBean方法进行属性赋值

• 因为步骤3中applyMergedBeanDefinitionPostProcessors方法中，已经完成了属性数据的解析，当前此方法直接获取封装好的数据，进行处理即可。
  例如：CommonAnnotationBeanPostProcessor.postProcessProperties()

public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {
          //获取类中封装好的属性元数据
        InjectionMetadata metadata = this.findResourceMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);

        try {
            metadata.inject(bean, beanName, pvs);
            return pvs;
        } catch (Throwable var6) {
            throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of resource dependencies failed", var6);
        }
    }

6、调用initializeBean方法进行初始化
7、bean的销毁：ConfigurableApplicationContext.close()

 public void close() {
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            this.doClose();
            if (this.shutdownHook != null) {
                try {
                    Runtime.getRuntime().removeShutdownHook(this.shutdownHook);
                } catch (IllegalStateException var4) {
                }
            }

        }
    }

8、扩展点：BeanPostProcessor
我们在学习的过程中，发现了很多继承BeanPostProcessor类的子类，因为spring bean在创建过程中不同的阶段都会回调BeanPostProcessor组件的方法，这样就可以达到扩展的目的。因为只要你自己实现了BeanPostProcessor组件，就可以在生命周期的不同阶段可以对你的bean进行不同的操作，达到自己的目的。