Spring中Bean的作用域与生命周期
一、Bean的作用域
一般情况下，我们书写在IOC容器中的配置信息，会在我们的IOC容器运行时被创建，这就导致我们通过IOC容器获取到bean对象的时候，往往都是获取到了单实例的Bean对象。
这样就意味着无论我们使用多少个getBean()方法，获取到的同一个JavaBean都是同一个对象，这就是单实例Bean，整个项目都会共享这一个bean对象。
在Spring中，可以在元素的scope属性里设置bean的作用域，以决定这个bean是单实例的还是多实例的。Scope属性有四个参数，具体的使用可以看下图：
1、单实例Bean声明
默认情况下，Spring只为每个在IOC容器里声明的bean创建唯一一个实例，整个IOC容器范围内都能共享该实例：所有后续的getBean()调用和bean引用都将返回这个唯一的bean实例。该作用域被称为singleton，它是所有bean的默认作用域。也就是单实例。
为了验证这一说法，我们在IOC中创建一个单实例的bean，并且获取该bean对象进行对比：
<!-- singleton单实例bean
1、在容器创建时被创建
2、只有一个实例
-->
<bean id="book02" class="com.spring.beans.Book" scope="singleton"></bean>
测试获取到的单实例bean是否是同一个：
@Test
public void test09() {
// 单实例创建时创建的两个bean相等
Book book03 = (Book)iocContext3.getBean("book02");
Book book04 = (Book)iocContext3.getBean("book02");
System.out.println(book03==book04);
}
测试结果：true
2、多实例Bean声明
而既然存在单实例，那么就一定存在多实例。我们可以为bean对象的scope属性设置prototype参数，以表示该实例是多实例的，同时获取IOC容器中的多实例bean，再将获取到的多实例bean进行对比。
<!-- prototype多实例bean
1、在容器创建时不会被创建，
2、只有在被调用的时候才会被创建
3、可以存在多个实例
-->
<bean id="book01" class="com.spring.beans.Book" scope="prototype"></bean>
测试获取到的多实例bean是否是同一个：
@Test
public void test09() {
// 多实例创建时，创建的两个bean对象不相等
Book book01 = (Book)iocContext3.getBean("book01");
Book book02 = (Book)iocContext3.getBean("book01");
System.out.println(book01==book02);
}
测试结果：false
这就说明了，通过多实例创建的bean对象是各不相同的。
注意点：
同时关于单实例和多实例bean的创建也有不同，当bean的作用域为单例时，Spring会在IOC容器对象创建时就创建bean的对象实例。而当bean的作用域为prototype时，IOC容器在获取bean的实例时创建bean的实例对象。
二、Bean的生命周期
1、生命周期的概要流程
Bean 的生命周期概括起来就是 4 个阶段：
1、实例化（Instantiation）
2、属性赋值（Populate）
3、初始化（Initialization）
4、销毁（Destruction）
1、实例化：第1步，实例化一个 bean 对象；
2、属性赋值：第 2 步，为 bean 设置相关属性和依赖；
3、初始化：第 3~7 步，步骤较多，第 3、4 步为在初始化前执行，第 5、6 步为初始化操作，第 7 步在初始化后执行，该阶段结束，才能被用户使用；
4、销毁：第 8~10步，第8步不是真正意义上的销毁（还没使用呢），而是先在使用前注册了销毁的相关调用接口，为了后面第9、10步真正销毁 bean 时再执行相应的方法。
结合源码直观的看下，在doCreateBean()方法中能看到依次执行了4个阶段：
// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// 1. 实例化
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
Object exposedObject = bean;
try {
// 2. 属性赋值
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// 3. 初始化
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
// 4. 销毁-注册回调接口
try {
registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
return exposedObject;
}
由于初始化包含了第 3~7步，较复杂，所以我们进到 initializeBean() 方法里具体看下其过程（注释的序号对应图中序号）：
// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
// 3. 检查 Aware 相关接口并设置相关依赖
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
invokeAwareMethods(beanName, bean);
return null;
}, getAccessControlContext());
}
else {
invokeAwareMethods(beanName, bean);
}
// 4. BeanPostProcessor 前置处理
Object wrappedBean = bean;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
// 5. 若实现 InitializingBean 接口，调用 afterPropertiesSet() 方法
// 6. 若配置自定义的 init-method方法，则执行
try {
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
(mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
beanName, "Invocation of init method failed", ex);
}
// 7. BeanPostProceesor 后置处理
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
return wrappedBean;
}
在 invokInitMethods() 方法中会检查 InitializingBean 接口和 init-method 方法，销毁的过程也与其类似：
// DisposableBeanAdapter.java
public void destroy() {
// 9. 若实现 DisposableBean 接口，则执行 destory()方法
if (this.invokeDisposableBean) {
try {
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {
((DisposableBean) this.bean).destroy();
return null;
}, this.acc);
}
else {
((DisposableBean) this.bean).destroy();
}
}
}
// 10. 若配置自定义的 detory-method 方法，则执行
if (this.destroyMethod != null) {
invokeCustomDestroyMethod(this.destroyMethod);
}
else if (this.destroyMethodName != null) {
Method methodToInvoke = determineDestroyMethod(this.destroyMethodName);
if (methodToInvoke != null) {
invokeCustomDestroyMethod(ClassUtils.getInterfaceMethodIfPossible(methodToInvoke));
}
}
}
从 Spring 的源码我们可以直观的看到其执行过程，而我们记忆其过程便可以从这 4 个阶段出发，实例化、属性赋值、初始化、销毁。其中细节较多的便是初始化，涉及了 Aware、BeanPostProcessor、InitializingBean、init-method 的概念。这些都是 Spring 提供的扩展点，其具体作用将在下一节讲述。
三 扩展点的作用
1、Aware 接口
若 Spring 检测到 bean 实现了 Aware 接口，则会为其注入相应的依赖。所以通过让bean 实现 Aware 接口，则能在 bean 中获得相应的 Spring 容器资源。
Spring中提供的Aware接口有：
1、BeanNameAware：注入当前 bean 对应 beanName；
2、BeanClassLoaderAware：注入加载当前 bean 的 ClassLoader；
3、BeanFactoryAware：注入当前BeanFactory容器的引用。
// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
private void invokeAwareMethods(final String beanName, final Object bean) {
if (bean instanceof Aware) {
if (bean instanceof BeanNameAware) {
((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
}
if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);
}
if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
}
}
}
以上是针对 BeanFactory 类型的容器，而对于 ApplicationContext 类型的容器，也提供了 Aware 接口，只不过这些 Aware 接口的注入实现，是通过 BeanPostProcessor 的方式注入的，但其作用仍是注入依赖。
1、EnvironmentAware：注入 Enviroment，一般用于获取配置属性；
2、EmbeddedValueResolverAware：注入 EmbeddedValueResolver（Spring EL解析器），一般用于参数解析；
3、ApplicationContextAware（ResourceLoader、ApplicationEventPublisherAware、MessageSourceAware）：注入 ApplicationContext 容器本身。
其代码实现如下：
// ApplicationContextAwareProcessor.java
private void invokeAwareInterfaces(Object bean) {
if (bean instanceof EnvironmentAware) {
((EnvironmentAware)bean).setEnvironment(this.applicationContext.getEnvironment());
}
if (bean instanceof EmbeddedValueResolverAware) {
((EmbeddedValueResolverAware)bean).setEmbeddedValueResolver(this.embeddedValueResolver);
}
if (bean instanceof ResourceLoaderAware) {
((ResourceLoaderAware)bean).setResourceLoader(this.applicationContext);
}
if (bean instanceof ApplicationEventPublisherAware) {
((ApplicationEventPublisherAware)bean).setApplicationEventPublisher(this.applicationContext);
}
if (bean instanceof MessageSourceAware) {
((MessageSourceAware)bean).setMessageSource(this.applicationContext);
}
if (bean instanceof ApplicationContextAware) {
((ApplicationContextAware)bean).setApplicationContext(this.applicationContext);
}
}
2、BeanPostProcessor
BeanPostProcessor 是 Spring 为修改 bean提供的强大扩展点，其可作用于容器中所有 bean，其定义如下：
public interface BeanPostProcessor {
// 初始化前置处理
default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
return bean;
}
// 初始化后置处理
default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
return bean;
}
}
常用场景有：
1、为当前对象提供代理实现，例如SpringAOP功能，生成对象的代理类，然后返回。
// AbstractAutoProxyCreator.java
public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) {
TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
if (targetSource != null) {
if (StringUtils.hasLength(beanName)) {
this.targetSourcedBeans.add(beanName);
}
Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
// 返回代理类
return proxy;
}
return null;
}
3、InitializingBean 和 init-method
InitializingBean 和 init-method 是 Spring 为 bean 初始化提供的扩展点
InitializingBean接口 的定义如下：
public interface InitializingBean {
void afterPropertiesSet() throws Exception;
}
在afterPropertiesSet()方法写初始化逻辑。
指定init-method方法，指定初始化方法：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean id="demo" class="com.chaycao.Demo" init-method="init()"/>
</beans>
DisposableBean 和 destory-method 与上述类似，就不描述了。
4、总结
最后总结一下如何记忆Spring Bean的生命周期：
- 首先是实例化、属性赋值、初始化、销毁这4个大阶段；
- 再是初始化的具体操作，有Aware接口的依赖注入、BeanPostcessor在初始化前后的处理以及initializingBean和init-method的初始化操作；
- 销毁的具体操作，有注册相关销毁回调接口，最后通过DisposableBean 和 destory-method 进行销毁。