【知识整理】Springboot启动扩展点

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     湖北
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    SpringBoot启动扩展点整理

    1. 前言

    ​ 在Springboot服务启动阶段，Springboot提供了许多扩展点。在实际的业务开发过程中，部分特殊的业务需求需要再Springboot服务启动过程中动态的加载配置或者执行业务处理，特此将常用的Springboot启动扩展点做一个简单的整理。

    2. 准备阶段

    2.1 EnvironmentPostProcessor

    • 接口路径
    org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor

    • 官方说明

      • 允许在刷新应用程序上下文之前自定义应用程序的Environment
      • 需要在META-INF/spring.factories文件中定义

    Allows for customization of the application's {@link Environment} prior to the application context being refreshed.

    EnvironmentPostProcessor implementations have to be registered in {@code META-INF/spring.factories}, using the fully qualified name of this class as the key.

    • 应用场景

    ​ 可以加载自定义的配置文件并添加至Environment中

    • 回调时机

    image-20230609164107625

    • 代码示例
    public class DemoEnvironmentPostProcessor implements EnvironmentPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessEnvironment(@NonNull ConfigurableEnvironment environment, @NonNull SpringApplication application) {
        System.out.println(">>> 执行EnvironmentPostProcessor.postProcessEnvironment()方法");
    }
}
    • 生效方式

    ​ 在META-INF/spring.factories文件中添加内容

    org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor = com.example.demo.extension.DemoEnvironmentPostProcessor

    2.2 ApplicationContextInitializer

    • 接口路径
    org.springframework.context.ApplicationContextInitializer
    • 应用场景

    ​ Spring会在容器刷新之前调用此类的initialize方法，可以激活一些配置或者获取Enviroment进行一些业务处理。

    • 回调时机

    image-20230620145523093

    • 代码示例
    public class DemoApplicationContextInitializer implements ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext> {

    @Override
    public void initialize(@NonNull ConfigurableApplicationContext applicationContext) {
        System.out.println(">>> 执行ApplicationContextInitializer.initialize()方法");
    }
}

    • 生效方式

      在META-INF/spring.factories文件中添加内容

      org.springframework.context.ApplicationContextInitializer = com.example.demo.extension.DemoApplicationContextInitializer

    3. 刷新上下文容器阶段

    ​ 这部分的接口在执行refreshContext(context)方法刷新上下文的过程中回调。

    image-20230620155625576

    3.1 BeanDefinitionRegistryPostProcessor

    • 接口路径
    org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor
    • 应用场景

    ​ 这个接口在读取项目中的beanDefinition之后执行，提供一个补充的扩展点，动态注册自己的beanDefinition，可以加载classpath之外的bean。

    • 回调时机

    image-20230620155755420

    • 代码示例
    @Component
public class DemoBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(@NonNull BeanDefinitionRegistry beanDefinitionRegistry) throws BeansException {
        System.out.println(">>> 执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry()方法");
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(@NonNull ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {
        System.out.println(">>> 执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanFactory()方法");
    }
}

    3.2 BeanFactoryPostProcessor

    • 接口路径
    org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor
    • 应用场景

    ​ 这个接口是beanFactory的扩展接口，调用时机在spring在读取beanDefinition信息之后，实例化bean之前。在这个时机，用户可以通过实现这个扩展接口来自行处理一些东西，比如修改已经注册的beanDefinition的元信息。

    • 回调时机

    ​ 在AbstractApplicationContext类的refresh方法中被执行。

    image-20230621085016488

    • 代码示例
    @Component
public class DemoBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(@NonNull ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {
        System.out.println(">>> 执行 BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory()方法");
    }
}

    3.3 BeanFactoryAware和EnvironmentAware

    • 接口路径

    org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware

    org.springframework.context.EnvironmentAware

    • 应用场景

    ​ 在bean实例化和属性注入之后执行，可以在bean初始化之前注入BeanFactory、Environment等在初始化阶段使用。

    • 回调时机

    ​ 在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法创建bean的过程中执行。

    • 代码示例
    @Component
public class DemoBeanFactoryAware implements BeanFactoryAware {

    @Override
    public void setBeanFactory(@NonNull BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println(">>> 执行BeanFactoryAware.setBeanFactory()方法");
    }
}
    @Component
public class DemoEnvironmentAware implements EnvironmentAware {

    @Override
    public void setEnvironment(@NonNull Environment environment) {
        System.out.println(">>> 执行EnvironmentAware.setEnvironment()方法");
    }
}

    3.4 InstantiationAwareBeanPostProcessor

    • 接口路径
    org.springframework.beans.factory.config.InstantiationAwareBeanPostProcessor
    • 应用场景：

    ​ InstantiationAwareBeanPostProcessor接口在BeanPostProcessor接口的基础上又扩展了3个方法，共包含5个方法，可以在bean的实例化前后，属性注入阶段以及初始化前后进行业务处理。例如Springboot中就是通过BeanPostProcessor的实现类来解析bean中带有@KafkaListener注解的方法来注册Kafka容器。

    • 回调时机

      • postProcessBeforeInstantiation方法：在bean实例化之前执行
      • postProcessAfterInstantiation方法：在bean实例化之后执行
      • postProcessProperties方法：在bean属性注入阶段执行
      • postProcessBeforeInitialization方法：在bean初始化之前执行
      • postProcessAfterInitialization方法：在bean初始化之后执行
    • 代码示例
    @Component
public class DemoInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessBeforeInstantiation(@NonNull Class<?> beanClass, @NonNull String beanName) throws BeansException {
        if (beanClass == DemoService.class) {
            System.out.println(">>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()方法");
        }
        return InstantiationAwareBeanPostProcessor.super.postProcessBeforeInstantiation(beanClass, beanName);
    }

    @Override
    public boolean postProcessAfterInstantiation(@NonNull Object bean, @NonNull String beanName) throws BeansException {
        if (bean instanceof DemoService) {
            System.out.println(">>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()方法");
        }
        return InstantiationAwareBeanPostProcessor.super.postProcessAfterInstantiation(bean, beanName);
    }

    @Override
    public PropertyValues postProcessProperties(@NonNull PropertyValues pvs, @NonNull Object bean, @NonNull String beanName) throws BeansException {
        if (bean instanceof DemoService) {
            System.out.println(">>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()方法");
        }
        return InstantiationAwareBeanPostProcessor.super.postProcessProperties(pvs, bean, beanName);
    }

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(@NonNull Object bean, @NonNull String beanName) throws BeansException {
        if (bean instanceof DemoService) {
            System.out.println(">>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()方法");
        }
        return InstantiationAwareBeanPostProcessor.super.postProcessBeforeInitialization(bean, beanName);
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(@NonNull Object bean, @NonNull String beanName) throws BeansException {
        if (bean instanceof DemoService) {
            System.out.println(">>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()方法");
        }
        return InstantiationAwareBeanPostProcessor.super.postProcessAfterInitialization(bean, beanName);
    }
}

    3.5 @PostConstruct注解

    • 注解路径
    javax.annotation.PostConstruct
    • 应用场景

    ​ 可以在bean的初始化阶段执行初始化方法进行业务处理。

    • 回调时机

    ​ 在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法创建bean的过程中InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization方法中执行。

    image-20230621092642560

    • 代码示例
    @Service
public class DemoService {

    @PostConstruct
    public void init() {
        System.out.println(">>> 执行 @PostConstruct注解方法");
    }
}

    3.6 InitializingBean

    • 接口路径
    org.springframework.beans.factory.InitializingBean
    • 应用场景

    ​ 同样可以在执行bean初始化过程中执行业务处理。

    • 回调时机

    ​ 在AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法创建bean的过程中AbstractAutowireCapableBeanFactory类的initializeBean方法中执行。

    image-20230621093251221

    • 代码示例
    @Component
public class DemoInitializingBean implements InitializingBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println(">>> 执行InitializingBean.afterPropertiesSet()方法");
    }
}

    3.7 SmartInitializingSingleton

    • 接口路径
    org.springframework.beans.factory.SmartInitializingSingleton
    • 应用场景

    ​ 在对所有单例对象初始化完毕后，做一些后置的业务处理。

    • 回调时机

    ​ 在类DefaultListableBeanFactory的preInstantiateSingletons的方法中执行。

    image-20230824100454842

    • 代码示例
    @Component
public class DemoSmartInitializingSingleton implements SmartInitializingSingleton {

    @Override
    public void afterSingletonsInstantiated() {
        System.out.println(">>> 执行SmartInitializingSingleton.afterSingletonsInstantiated()方法");
    }
}

    3.8 SmartLifecycle

    • 接口路径
    org.springframework.context.SmartLifecycle
    • 应用场景

    ​ 在对所有单例对象初始化完毕后，做一些后置的业务处理。SmartLifecycle在Lifecycle接口的基础上，扩展了3个方法。

    image-20230824101141579

    ​ 其中，isAutoStartup()方法返回true时，Bean将在容器完成刷新阶段执行Lifecycle接口的start()方法；getPahase（）方法用于返回SmartLifecycle的优先级。可结合配置文件的配置项来指定SmartLifecycle是否自动启动及启动的优先级。

    • 回调时机

    ​ 在AbstractApplicationContext类的finishRefresh方法中执行。

    image-20230824101817686

    • 代码示例
    @Component
public class DemoSmartLifecycle implements SmartLifecycle {

    @Override
    public void start() {
        System.out.println(">>> 执行SmartLifecycle.start()方法");
    }

    @Override
    public void stop() {

    }

    @Override
    public boolean isRunning() {
        return false;
    }
}

    4. 执行顺序

    ​ 通过日志可以看到各个扩展点的实际执行顺序。

    >>> 执行EnvironmentPostProcessor.postProcessEnvironment()方法

>>> 执行ApplicationContextInitializer.initialize()方法

>>> 执行 BeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry()方法

>>> 执行 BeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanFactory()方法

>>> 执行 BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory()方法

>>> 执行 BeanFactoryAware.setBeanFactory()方法
 
>>> 执行 EnvironmentAware.setEnvironment()方法

>>> 执行 InitializingBean.afterPropertiesSet()方法

>>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()方法

>>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()方法

>>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessProperties()方法

>>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()方法

>>> 执行 @PostConstruct注解方法

>>> 执行 InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()方法

>>> 执行 SmartInitializingSingleton.afterSingletonsInstantiated()方法

>>> 执行 SmartLifecycle.start()方法
    springboot
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