Spring 复盘(三) | Bean 的生命周期

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bean-lifecycle

继续 Spring 复盘,今天看了下 Spring 的 Bean 生命周期。

1、典型的 Spring 生命周期

在传统的 Java 应用中,bean 的生命周期很简单,使用 Java 关键字 new 进行Bean 的实例化,然后该 Bean 就能够使用了。一旦 bean 不再被使用,则由 Java 自动进行垃圾回收,简直不要太简单。

相比之下,Spring 管理 Bean 的生命周期就复杂多了,正确理解 Bean 的生命周期非常重要,因为 Spring 对 Bean 的管理可扩展性非常强,下面展示了一个 Bea 的构造过程。
Spring Bean 生命周期

以上图片出自 《Spring 实战(第四版)》一书,图片描述了一个经典的 Spring Bean 的生命周期,书中随他的解释如下:

1.Spring对bean进行实例化;
2.Spring将值和bean的引用注入到bean对应的属性中;
3.如果bean实现了BeanNameAware接口,Spring将bean的ID传递给
setBean-Name()方法;
4.如果bean实现了BeanFactoryAware接口,Spring将调
用setBeanFactory()方法,将BeanFactory容器实例传入;
5.如果bean实现了ApplicationContextAware接口,Spring将调
用setApplicationContext()方法,将bean所在的应用上下文的
引用传入进来;
6.如果bean实现了BeanPostProcessor接口,Spring将调用它们
的post-ProcessBeforeInitialization()方法;
7.如果bean实现了InitializingBean接口,Spring将调用它们的
after-PropertiesSet()方法。类似地,如果bean使用init-
method声明了初始化方法,该方法也会被调用;
8.如果bean实现了BeanPostProcessor接口,Spring将调用它们
的post-ProcessAfterInitialization()方法;
9.此时,bean已经准备就绪,可以被应用程序使用了,它们将一直
驻留在应用上下文中,直到该应用上下文被销毁;
10.如果bean实现了DisposableBean接口,Spring将调用它的
destroy()接口方法。同样,如果bean使用destroy-method声明
了销毁方法,该方法也会被调用。

2、验证 Spring Bean 周期

写了下代码验证以上说法,首先创建一个 Person 类,它就是我们要验证的 Bean ,为方便测试,他实现了 BeanNameAware, BeanFactoryAware, ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean。代码如下:

package com.nasus.bean;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware;
import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:29 <br/>
 *
 * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a><br/>
 */
@Scope("ProtoType")
public class Person implements BeanNameAware, BeanFactoryAware,
        ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Person.class);

    private String name;

    public Person(){
        System.out.println("1、开始实例化 person ");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("2、设置 name 属性");
    }

    @Override
    public void setBeanName(String beanId) {
        System.out.println("3、Person 实现了 BeanNameAware 接口,Spring 将 Person 的 "
                + "ID=" + beanId + "传递给 setBeanName 方法");
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("4、Person 实现了 BeanFactoryAware 接口,Spring 调"
                + "用 setBeanFactory()方法,将 BeanFactory 容器实例传入");
    }

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        System.out.println("5、Person 实现了 ApplicationContextAware 接口,Spring 调"
                + "用 setApplicationContext()方法,将 person 所在的应用上下文的"
                + "引用传入进来");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("8、Person 实现了 InitializingBean 接口,Spring 调用它的"
                + "afterPropertiesSet()方法。类似地,如果 person 使用 init-"
                + "method 声明了初始化方法,该方法也会被调用");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("13、Person 实现了 DisposableBean 接口,Spring 调用它的"
                + "destroy() 接口方法。同样,如果 person 使用 destroy-method 声明"
                + "了销毁方法,该方法也会被调用");
    }

    /**
     * xml 中声明的 init-method 方法
     */
    public void initMethod(){
        System.out.println("9、xml 中声明的 init-method 方法");
    }

    /**
     * xml 中声明的 destroy-method 方法
     */
    public void destroyMethod(){
        System.out.println("14、xml 中声明的 destroy-method 方法");
        System.out.println("end---------------destroy-----------------");
    }

    // 自定义初始化方法
    @PostConstruct
    public void springPostConstruct(){
        System.out.println("7、@PostConstruct 调用自定义的初始化方法");
    }

    // 自定义销毁方法
    @PreDestroy
    public void springPreDestory(){
        System.out.println("12、@PreDestory 调用自定义销毁方法");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("finalize 方法");
    }
}

除此之外,创建了一个 MyBeanPostProcessor 类继承自 BeanPostProcessor 这个类只关心 Person 初始化前后要做的事情。比如,初始化之前,加载其他 Bean。代码如下:

package com.nasus.lifecycle;

import com.nasus.bean.Person;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:25 <br/>
 *
 * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a><br/>
 */
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    // 容器加载的时候会加载一些其他的 bean,会调用初始化前和初始化后方法
    // 这次只关注 Person 的生命周期
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof Person){
            System.out.println("6、初始化 Person 之前执行的方法");
        }
        return bean;
    }

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof Person){
            System.out.println("10、初始化 Person 完成之后执行的方法");
        }
        return bean;
    }

}

resource 文件夹下新建一个 bean_lifecycle.xml 文件注入相关 bean ,代码如下:

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 扫描bean -->
    <context:component-scan base-package="com.nasus"/>

    <!-- 实现了用户自定义初始化和销毁方法 -->
    <bean id="person" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
        <!-- 注入bean 属性名称 -->
        <property name="name" value="nasus" />
    </bean>

    <!--引入自定义的BeanPostProcessor-->
    <bean class="com.nasus.lifecycle.MyBeanPostProcessor"/>

</beans>

测试类,获取 person 这个 Bean 并使用它,代码如下:

import com.nasus.bean.Person;
import java.awt.print.Book;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:38 <br/>
 *
 * @author <a href="turodog@foxmail.com">chenzy</a><br/>
 */
public class lifeCycleTest {

    @Test
    public void testLifeCycle(){
        // 为面试而准备的Bean生命周期加载过程
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean_lifecycle.xml");
        Person person = (Person)context.getBean("person");
        // 使用属性
        System.out.println("11、实例化完成使用属性:Person name = " + person.getName());
        // 关闭容器
        ((ClassPathXmlApplicationContext) context).close();
    }

}

lifeCycleTest 方法最后关闭了容器,关闭的同时控制台日志输出如下:

1、开始实例化 person 
2、设置 name 属性
3、Person 实现了 BeanNameAware 接口,Spring 将 Person 的 ID=person传递给 setBeanName 方法
4、Person 实现了 BeanFactoryAware 接口,Spring 调用 setBeanFactory()方法,将 BeanFactory 容器实例传入
5、Person 实现了 ApplicationContextAware 接口,Spring 调用 setApplicationContext()方法,将 person 所在的应用上下文的引用传入进来
6、初始化 Person 之前执行的方法
7、@PostConstruct 调用自定义的初始化方法
8、Person 实现了 InitializingBean 接口,Spring 调用它的afterPropertiesSet()方法。类似地,如果 person 使用 init-method 声明了初始化方法,该方法也会被调用
9、xml 中声明的 init-method 方法
10、初始化 Person 完成之后执行的方法
11、实例化完成使用属性:Person name = nasus
12、@PreDestory 调用自定义销毁方法
13、Person 实现了 DisposableBean 接口,Spring 调用它的destroy() 接口方法。同样,如果 person 使用 destroy-method 声明了销毁方法,该方法也会被调用
14、xml 中声明的 destroy-method 方法
end---------------destroy-----------------

由以上日志可知,当 person 默认是单例模式时,bean 的生命周期与容器的生命周期一样,容器初始化,bean 也初始化。容器销毁,bean 也被销毁。那如果,bean 是非单例呢?

3、在 Bean 实例化完成后,销毁前搞事情

有时我们需要在 Bean 属性值 set 好之后和 Bean 销毁之前做一些事情,比如检查 Bean 中某个属性是否被正常的设置好值了。Spring 框架提供了多种方法让我们可以在 Spring Bean 的生命周期中执行 initialization 和 pre-destroy 方法。这些方法我在上面已经测试过了,以上代码实现了多种方法,它是重复,开发中选以下其一即可,比如:

  • 在配置文件中指定的 init-method 和 destroy-method 方法
  • 实现 InitializingBean 和 DisposableBean 接口
  • 使用 @PostConstruct 和 @PreDestroy 注解(墙裂推荐使用)

4、多实例模式下的 Bean 生命周期

上面测试中的 person 默认是 singleton 的,现在我们将 person 改为 protoType 模式,bean_lifecycle.xml 做如下代码修改,其余类保持不变:

<!-- 实现了用户自定义初始化和销毁方法 -->
<bean id="person" scope="prototype" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
     <!-- 注入bean 属性名称 -->
     <property name="name" value="nasus" />
</bean>

此时的日志输出如下:

1、开始实例化 person 
2、设置 name 属性
3、Person 实现了 BeanNameAware 接口,Spring 将 Person 的 ID=person传递给 setBeanName 方法
4、Person 实现了 BeanFactoryAware 接口,Spring 调用 setBeanFactory()方法,将 BeanFactory 容器实例传入
5、Person 实现了 ApplicationContextAware 接口,Spring 调用 setApplicationContext()方法,将 person 所在的应用上下文的引用传入进来
6、初始化 Person 之前执行的方法
7、@PostConstruct 调用自定义的初始化方法
8、Person 实现了 InitializingBean 接口,Spring 调用它的afterPropertiesSet()方法。类似地,如果 person 使用 init-method 声明了初始化方法,该方法也会被调用
9、xml 中声明的 init-method 方法
10、初始化 Person 完成之后执行的方法
11、实例化完成使用属性:Person name = nasus

此时,容器关闭,person 对象并没有销毁。原因在于,单实例模式下,bean 的生命周期由容器管理,容器生,bean 生;容器死,bean 死。而在多实例模式下,Spring 就管不了那么多了,bean 的生命周期,交由客户端也就是程序员或者 JVM 来进行管理。

5、多实例模式下 Bean 的加载时机

首先说说单实例,单实例模式下,bean 在容器加载那一刻起,就已经完成实例化了,证明如下,我启用 debug 模式,在 20 行打了一个断点,而日志却如下所示,说明了 bean 在 19 行,初始化容器的时候,已经完成实例化了。

单实例 bean 的加载时机

再说多实例模式下,这个模式下,bean 在需要用到 bean 的时候才进行初始化,证明如下,同样执行完 19 行,多实例模式下,控制台一片空白,说明此时的 bean 是未被加载的。

多实例模式下 bean 加载时机

debug 走到 23 行时,需要用到 bean 时,bean 才被加载了,验证如下。在开发中,我们把这种加载叫做懒加载,它的用处就是减轻程序开销,等到要用时才加载,而不是一上来就加载全部。

多实例模式下 bean 加载时机

6、单实例 bean 如何实现延迟加载

只需在 xml 中加上 lazy-init 属性为 true 即可。如下,它的加载方式就变成了懒加载。

<!-- 实现了用户自定义初始化和销毁方法 -->
<bean id="person" lazy-init="true" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
     <!-- 注入bean 属性名称 -->
     <property name="name" value="nasus" />
</bean>

如果想对所有的默认单例 bean 都应用延迟初始化,可以在根节点 beans 设置 default-lazy-init 属性为 true,如下所示:

<beans default-lazy-init="true" …>

7、源码地址

https://github.com/turoDog/review_spring

推荐阅读:
1、java | 什么是动态代理

2、Spring 复盘(1) | IOC

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5、SpringBoot | 自动配置原理

6、Spring MVC 复盘 | 工作原理及配置详解

一个优秀的废人


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