Spring Bean 生命周期

Spring Bean 生命周期

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一、Bean 的创建方式与底层实现

Spring 中 Bean 的创建方式及其底层源码实现是理解生命周期的关键。以下是常见的 Bean 注册方式及其源码层面的核心逻辑：

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1. XML 配置方式

<bean id="userService" class="com.example.UserService" init-method="init" destroy-method="cleanup"/>

源码分析：

• 解析阶段：XmlBeanDefinitionReader 解析 XML 文件，生成 BeanDefinition 并注册到 BeanFactory 的 beanDefinitionMap。
• 注册逻辑：DefaultListableBeanFactory.registerBeanDefinition() 将 BeanDefinition 存入 ConcurrentHashMap。
• 注意事项：
  • 显式声明依赖（ 或 ）以避免隐式注入的歧义。
  • 避免 init-method 和 destroy-method 命名冲突。

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2. 注解方式（@Component、@Service 等）

@Component
public class UserService { ... }

源码分析：

• 扫描阶段：ClassPathBeanDefinitionScanner 扫描 @Component 注解的类，生成 ScannedGenericBeanDefinition。
• 注册逻辑：BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition() 将 Bean 定义注册到容器。
• 注意事项：
  • 组件扫描路径：必须配置 @ComponentScan 或在 XML 中启用 。
  • 性能问题：扫描范围过大会导致启动变慢（可通过 basePackages 精确控制）。

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3. Java 配置类（@Configuration + @Bean）

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "close")
    public DataSource dataSource() {
        return new HikariDataSource();
    }
}

源码分析：

• 代理机制：@Configuration 类会被 CGLIB 代理，确保 @Bean 方法返回单例对象。
• 注册逻辑：ConfigurationClassPostProcessor 处理 @Bean 方法，生成 BeanDefinition。
• 注意事项：
  • 单例与原型：默认单例，若需原型需显式指定 @Scope("prototype")。
  • 跨 Bean 方法调用：直接调用 @Bean 方法会绕过代理，导致单例失效（应通过参数注入依赖）。

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4. 动态注册（BeanDefinitionRegistry）

public class DynamicBeanRegistrar implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) {
        GenericBeanDefinition definition = new GenericBeanDefinition();
        definition.setBeanClass(DynamicService.class);
        registry.registerBeanDefinition("dynamicService", definition);
    }
}

源码分析：

• 扩展点：BeanDefinitionRegistryPostProcessor 允许在容器初始化阶段修改 BeanDefinition。
• 使用场景：插件化架构、运行时动态注册 Bean。
• 注意事项：
  • 注册顺序：需在 BeanFactory 冻结前完成注册（refresh() 的 invokeBeanFactoryPostProcessors 阶段）。
  • 依赖管理：动态 Bean 的依赖需手动处理。

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二、Bean 生命周期核心流程与源码解析

1. 实例化（Instantiation）

• 源码入口：AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBeanInstance()。
• 关键逻辑：
  • 优先使用构造器注入（解析 ConstructorResolver）。
  • 若存在 Supplier（如 @Bean 方法），则通过 Objenesis 或反射创建实例。
• 问题示例：

  // 构造器循环依赖导致无法解决
  public class A {
      public A(B b) { ... }
  }
  public class B {
      public B(A a) { ... }
  }
  

  解决方案：
  • 使用 @Lazy 延迟注入。
  • 改用 Setter 注入。

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2. 属性填充（Population）

• 源码入口：AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean()。
• 依赖注入方式：
  • 字段注入：AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 处理 @Autowired。
  • Setter 注入：BeanWrapperImpl.setPropertyValues()。
• 循环依赖解决：
  • 三级缓存：DefaultSingletonBeanRegistry 维护三级缓存：
    • singletonObjects：完整 Bean。
    • earlySingletonObjects：早期引用（已实例化但未初始化）。
    • singletonFactories：ObjectFactory 用于生成早期代理对象。
  • 流程：当 A 依赖 B 时，A 实例化后放入三级缓存 → 填充 B 时触发 B 的创建 → B 填充 A 时从三级缓存获取 A 的早期引用。

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3. 初始化（Initialization）

• 源码入口：AbstractAutowireCapableBeanFactory.initializeBean()。
• 执行顺序：
  1. BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization()（如 @PostConstruct 处理）。
  2. InitializingBean.afterPropertiesSet()。
  3. 自定义 init-method。
  4. BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization()（如 AOP 代理生成）。
• AOP 代理生成：
  • AbstractAutoProxyCreator.postProcessAfterInitialization() 创建代理对象。
  • 若 Bean 实现了接口，默认使用 JDK 动态代理；否则使用 CGLIB。

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4. 销毁（Destruction）

• 源码入口：DisposableBeanAdapter.destroy()。
• 执行顺序：
  1. @PreDestroy 方法。
  2. DisposableBean.destroy()。
  3. 自定义 destroy-method。
• 触发时机：ApplicationContext.close() 或注册 ConfigurableApplicationContext 的 Shutdown Hook。

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三、常见问题与源码级解决方案

1. 循环依赖（Circular Dependency）

• 问题场景：构造器注入导致的循环依赖无法解决。
• 源码分析：
  • Spring 仅支持通过 Setter/字段注入解决循环依赖，构造器注入会在 beforeSingletonCreation() 中抛出 BeanCurrentlyInCreationException。
  • 三级缓存源码：

    protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
        Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
        if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
            singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
            if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
                synchronized (this.singletonObjects) {
                    // 从 singletonFactories 获取 ObjectFactory 并生成早期引用
                    ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
                    if (singletonFactory != null) {
                        singletonObject = singletonFactory.getObject();
                        this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
                        this.singletonFactories.remove(beanName);
                    }
                }
            }
        }
        return singletonObject;
    }
    

• 解决方案：
  • 使用 @Lazy 延迟加载其中一个 Bean。
  • 避免构造器循环依赖，改用 Setter 注入。

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2. Bean 覆盖问题

• 问题场景：多个同名的 BeanDefinition 导致覆盖。
• 源码分析：
  • DefaultListableBeanFactory 的 allowBeanDefinitionOverriding 属性控制是否允许覆盖（默认 true）。
  • Spring Boot 默认禁用覆盖（spring.main.allow-bean-definition-overriding=false）。
• 解决方案：
  • 显式配置 Bean 名称避免冲突。
  • 在 Spring Boot 中启用覆盖需谨慎。

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3. 初始化顺序问题

• 问题场景：Bean A 依赖 Bean B，但 B 尚未初始化。
• 源码分析：
  • DefaultListableBeanFactory 的 preInstantiateSingletons() 按注册顺序初始化 Bean。
  • @DependsOn 注解会修改依赖顺序。
• 解决方案：
  • 使用 @DependsOn("b") 显式声明依赖顺序。
  • 通过 SmartInitializingSingleton 接口在单例初始化完成后执行逻辑。

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四、代码示例与调试技巧

1. 调试 Bean 生命周期

public class DebugBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {
        System.out.println("BeforeInit: " + beanName);
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        System.out.println("AfterInit: " + beanName);
        return bean;
    }
}

• 作用：通过自定义 BeanPostProcessor 观察初始化阶段。

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2. 动态注册 Bean

public class DynamicBeanRegistrar implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) {
        RootBeanDefinition definition = new RootBeanDefinition(DynamicBean.class);
        definition.setLazyInit(true);
        registry.registerBeanDefinition("dynamicBean", definition);
    }
}

• 场景：运行时根据条件动态注册 Bean。

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