谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?

在企业应用开发软件中,Java是毫无争议的主流语言,开放的Java EE规范和强大的开源框架功不可没,其中Spring是企业软件开发的事实标准之一。本文主要来看一下Spring的典型面试题,谈谈其中部分设计细节。。。

典型回答

Spring Bean生命周期比较复杂,可以分为创建和销毁两个过程。
首先创建Bean会经过一系列步骤主要包括:

  • 实例化Bean对象
  • 设置Bean属性
  • 通过Aware接口声明了依赖关系,则会注入Bean对容器基础设施层面的依赖。具体包括BeanNameAware、 BeanFactoryAware和ApplicationContextAware,分别注入Bean ID、Bean Factory或者ApplicationContext
  • 调用BeanPostProcessor前置初始化postProcessBeforeInitialization
  • 如果实现了InitializingBean接口,会调用afterPropertiesSet方法
  • 调用Bean自身定义的init方法
  • 调用BeanPostProcessor后置初始化方法postProcessAfterInitialization
  • 创建过程完毕

参考下图理解具体过程和先后顺序:
谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?_第1张图片
Spring Bean的销毁过程会依次调用DisposableBean的destroy方法和Bean自身定制的destroy方法
SpringBean有五个作用域,其中最基础的有下面两种:

  • Singleton,默认作用域,就是为每个IOC容器创建唯一的一个Bean实例
  • Prototype,针对每个getBean请求,容器都会单独创建一个Bean实例

从Bean特点来看,Prototype适合有状态的Bean而Singleton更适合无状态的情况,使用Prototype作用域需要经过仔细思考,经常创建和销毁Bean是有明显开销的。

Web容器支持另外三种作用域:

  • Request,为每个HTTP请求创建单独的Bean实例
  • Session,Bean实例作用域是Session范围
  • GlobalSession,用于Portlet容器,因为每个Portlet有单独的Session,GlobalSession提供一个全局性的HTTP Session

我认为理解和思考Bean的生命周期体现出来的Spring设计和机制很有意义。Bean的生命周期是完全被容器管理的,从属性设置到各种依赖关系都是容器负责注入,并进行各个阶段其他事宜的处理,Spring容器为开发者定义了清晰的生命周期沟通界面。

知识扩展

首先来看看Spring的基础机制,至少了解下面两个基本方面:

  • 控制反转(Inversion of Control)或者叫依赖注入( Dependency Injection),有效的改善了模块间的紧耦合
    Bean的创建过程看出依赖关系由容器负责注入,具体实现方式包括带参数的构造函数、setter方法或者Autowired方式实现。
  • AOP,面向切面编程,Spring中的事务、安全、日志等功能都依赖AOP技术

Spring到底指的是什么?
前面谈到的Spring其实是狭义的Spring Framework内部包含了依赖注入、事件机制等核心模块,也包括事务、O/R Mapping等功能组成的数据访问模块,以及Spring MVC等Web框架和其他基础组件。

广义上的Spring已经成为了一个庞大的生态系统,例如:

  • SpringBoot,通过整合通用实践,更加自动、智能的依赖管理等,SpringBoot提供了各种典型应用领域快速开发崛起,它是一个以应用中心的一个框架集合。
  • SpringCloud,可以看做是在SpringBoot基础上发展的更高层次的框架,提供了构建分布式系统的通用模式,包含服务发现和服务注册、分布式配置管理、负载均衡、分布式诊断等各种子系统,可以简化微服务系统的构建。
  • 还有针对特定领域的Spring Security、Spring Data等。

谈论一下有关Spring AOP自身设计和实现的细节。

切面编程其实是为了更好的模块化,不仅仅是为了减少重复代码。通过AOP机制,可以把跨越多个不同模块的代码抽取出来,使模块本身变得更加内聚,进而更加关注业务本身。并且可以通过切面的方式进行修改或者新增功能。

Spring AOP引入了几个关键概念:

  • Aspect,方面是跨不同Java类层面的横切性逻辑。实现形式上既可以是xml文件中配置的普通类,也可以通过@Aspect注解说明,运行时候Spring创建类似Advisor来指代它,其内部会包括切入的时机Pointcut和切入的动作Advice
  • Join Point是Aspect可以切入的特定点,在Spring中只有方法可以作为Join Point
  • Advice,定义了切面中能够采取的动作,Advice、Join Point没有定义在Spring自己的命名空间里面

具体的Spring Advice结构参考下面的示意图:
谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?_第2张图片
其中BeforeAdvice和AfterAdvice包括它们的子接口是最简单的实现。而Interceptor则是所谓的拦截器,用于拦截方法(包括构造器)调用事件,进而采取相应动作,所以Interceptor是覆盖整个方法调用过程的Advice。通常将拦截器类型的Advice叫做Around,使用@Around注解,或者在配置中使用< aop:around >。。。

从时序上来看通过下图来理解具体发生时机。
谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?_第3张图片

  • Pointcut,负责具体定义Aspect被应用在哪些Join Point,可以通过指定具体的类名和方法名来实现,或者可以使用正则表达式来定义条件。
    参看下面的示意图,来进一步理解上面这些抽象在逻辑上的意义。
    谈谈Spring Bean的生命周期和作用域?_第4张图片
  • Join Point仅仅是可利用的机会
  • Pointcut是解决了切面编程中的Where问题,让程序可以知道哪些机会点可以应用某个切面动作
  • Advice则是明确了切面编程中的What,就是做什么;同时通过指定Before、After或者Around,定义了When,就是什么时候做。

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