Spring源码：Bean生命周期（四）|当前热点

2023-05-15 18:27:06 来源：博客园

前言

在之前的文章中，我们介绍了 Bean 的核心概念、Bean 定义的解析过程以及 Bean 创建的准备工作。在今天的文章中，我们将深入探讨 Bean 的创建过程，并主要讲解 createBean 方法的实现。在这个过程中，我们将了解 Bean 的实例化、属性注入、初始化和销毁等步骤，以及各个步骤的具体实现细节。通过本文的学习，读者将能够更深入地理解 Spring 框架中 Bean 的创建过程，从而为后续的学习和实践打下坚实的基础。好了，我们开始！


(相关资料图)

createBean

前面我们说过，最开始的bean定义（合并后的），解析类的元数据时，用到的是ASM技术并不会真正开始解析class文件，所以也只是提取出来bean的name值作为beanClass属性，知道这个前提，那么这一步就好说了，下面是他的源码：

@Overrideprotected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {RootBeanDefinition mbdToUse = mbd;// 马上就要实例化Bean了，确保beanClass被加载了Class resolvedClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);if (resolvedClass != null && !mbd.hasBeanClass() && mbd.getBeanClassName() != null) {mbdToUse = new RootBeanDefinition(mbd);mbdToUse.setBeanClass(resolvedClass);}// Prepare method overrides.try {mbdToUse.prepareMethodOverrides();}try {// Give BeanPostProcessors a chance to return a proxy instead of the target bean instance.// 实例化前Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);if (bean != null) {return bean;}}try {Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);......return beanInstance;}}
resolveBeanClass:真正的开始加载bean。mbdToUse.prepareMethodOverrides();和@lookUp注解有关系，不看resolveBeforeInstantiation：实例化前的BeanPostProcessors，如果初始化了那么就返回了，不走其他创建逻辑了。doCreateBean：正常开始实例化、初始化bean。resolveBeanClass

如果当前bean被加载了，那么直接返回了，如果没加载那么开始解析当前bean

@Nullableprotected Class resolveBeanClass(RootBeanDefinition mbd, String beanName, Class... typesToMatch)throws CannotLoadBeanClassException {try {// 如果beanClass被加载了if (mbd.hasBeanClass()) {return mbd.getBeanClass();}// 如果beanClass没有被加载if (System.getSecurityManager() != null) {return AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction>)() -> doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch), getAccessControlContext());}else {return doResolveBeanClass(mbd, typesToMatch);}}}

是否已经加载的判断依据就是我说的，是否是class，正常下我们的beanClass为字符串，也就是beanname，看下源码：

public boolean hasBeanClass() {return (this.beanClass instanceof Class);}
doResolveBeanClass

真正开始加载class，如果需要加载class那肯定离不开类加载器，看下源码：

@Nullableprivate Class doResolveBeanClass(RootBeanDefinition mbd, Class... typesToMatch)throws ClassNotFoundException {ClassLoader beanClassLoader = getBeanClassLoader();ClassLoader dynamicLoader = beanClassLoader;boolean freshResolve = false;if (!ObjectUtils.isEmpty(typesToMatch)) {// When just doing type checks (i.e. not creating an actual instance yet),// use the specified temporary class loader (e.g. in a weaving scenario).ClassLoader tempClassLoader = getTempClassLoader();if (tempClassLoader != null) {dynamicLoader = tempClassLoader;freshResolve = true;if (tempClassLoader instanceof DecoratingClassLoader) {DecoratingClassLoader dcl = (DecoratingClassLoader) tempClassLoader;for (Class typeToMatch : typesToMatch) {dcl.excludeClass(typeToMatch.getName());}}}}String className = mbd.getBeanClassName();if (className != null) {// 解析Spring表达式，有可能直接返回了一个Class对象Object evaluated = evaluateBeanDefinitionString(className, mbd);if (!className.equals(evaluated)) {// A dynamically resolved expression, supported as of 4.2...if (evaluated instanceof Class) {return (Class) evaluated;}else if (evaluated instanceof String) {className = (String) evaluated;freshResolve = true;}else {throw new IllegalStateException("Invalid class name expression result: " + evaluated);}}if (freshResolve) {// When resolving against a temporary class loader, exit early in order// to avoid storing the resolved Class in the bean definition.if (dynamicLoader != null) {try {return dynamicLoader.loadClass(className);}catch (ClassNotFoundException ex) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Could not load class [" + className + "] from " + dynamicLoader + ": " + ex);}}}return ClassUtils.forName(className, dynamicLoader);}}// Resolve regularly, caching the result in the BeanDefinition...return mbd.resolveBeanClass(beanClassLoader);}

我们自己的bean走不了这么多逻辑，我们既没有传typesToMatch，也没有写Spring表达式，所以就是拿了一个类加载器和使用类加载器加载class，如果我们没有自定义类加载器那么使用默认的，看下源码：

@Nullablepublic static ClassLoader getDefaultClassLoader() {ClassLoader cl = null;// 优先获取线程中的类加载器try {cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();}catch (Throwable ex) {// Cannot access thread context ClassLoader - falling back...}// 线程中类加载器为null的情况下，获取加载ClassUtils类的类加载器if (cl == null) {// No thread context class loader -> use class loader of this class.cl = ClassUtils.class.getClassLoader();if (cl == null) {// getClassLoader() returning null indicates the bootstrap ClassLoader// 加入ClassUtils是被Bootstrap类加载器加载的，则获取系统类加载器try {cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();}catch (Throwable ex) {// Cannot access system ClassLoader - oh well, maybe the caller can live with null...}}}return cl;}
优先获取线程中的类加载器线程中类加载器为null的情况下，获取加载ClassUtils类的类加载器，这里Spring注意到了java的boostrap加载器，所以会有为null的情况如果为null，那么使用ClassUtils当前工具类使用的是哪个加载器假如ClassUtils是被Bootstrap类加载器加载的，则获取系统类加载器
public Class resolveBeanClass(@Nullable ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException {String className = getBeanClassName();if (className == null) {return null;}Class resolvedClass = ClassUtils.forName(className, classLoader);this.beanClass = resolvedClass;return resolvedClass;}
public String getBeanClassName() {Object beanClassObject = this.beanClass;if (beanClassObject instanceof Class) {return ((Class) beanClassObject).getName();}else {return (String) beanClassObject;}}

通过这一步也可以看出bean定义中最初的beanClass属性，都是String类型的beanname

resolveBeforeInstantiation

这一步走的是实例化前的工作，当然如果你想在这一步中直接返回实体类也可，而且最离谱的是Spring并没有校验你返回的类是否是当前beanname的类，可以看下源码：

@Nullableprotected Object resolveBeforeInstantiation(String beanName, RootBeanDefinition mbd) {Object bean = null;if (!Boolean.FALSE.equals(mbd.beforeInstantiationResolved)) {// Make sure bean class is actually resolved at this point.// synthetic表示合成，如果某些Bean式合成的，那么则不会经过BeanPostProcessor的处理if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {Class targetType = determineTargetType(beanName, mbd);if (targetType != null) {bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName);if (bean != null) {bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);}}}mbd.beforeInstantiationResolved = (bean != null);}return bean;}
hasInstantiationAwareBeanPostProcessors：直接从缓存list中获取有关实例化的BeanPostProcessors，这里是一个优化，要不然每次获取有关实例化的BeanPostProcessors都是遍历整个BeanPostProcessors再加个校验determineTargetType：获取类applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation：执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessBeforeInstantiation的方法，该方法可以返回bean。postProcessAfterInstantiation：执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation的方法，正常我们的bean不会走到这里，因为实例化前根本没有创建出来bean，所以也就是bean != null一直为false

当然除非你自己写一个InstantiationAwareBeanPostProcessors，其实真没看见这么玩的，主要是没有啥意义，比如这样：

@Componentpublic class MyInstantiationAwareBeanPostProcessors implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {@Overridepublic Object postProcessBeforeInstantiation(Class beanClass, String beanName) throws BeansException {if (beanName.equals("userService")) {System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessors.postProcessBeforeInstantiation");return new First();}return null;}@Overridepublic Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {if (beanName.equals("userService")) {System.out.println("MyInstantiationAwareBeanPostProcessors.postProcessAfterInitialization");return new Second();}return bean;}}
再坚持一下，让我把实例化过程先讲完！

现在的逻辑已经走完了实例化前的postProcessBeforeInstantiation方法，那么现在我们的bean要进行实例化了，

protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)throws BeanCreationException {// 实例化bean// Instantiate the bean.BeanWrapper instanceWrapper = null;if (mbd.isSingleton()) {// 有可能在本Bean创建之前，就有其他Bean把当前Bean给创建出来了（比如依赖注入过程中）instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);}if (instanceWrapper == null) {// 创建Bean实例instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);}Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();Class beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();if (beanType != NullBean.class) {mbd.resolvedTargetType = beanType;}// 后置处理合并后的BeanDefinition// Allow post-processors to modify the merged bean definition.synchronized (mbd.postProcessingLock) {if (!mbd.postProcessed) {try {applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,"Post-processing of merged bean definition failed", ex);}mbd.postProcessed = true;}}// 为了解决循环依赖提前缓存单例创建工厂// Eagerly cache singletons to be able to resolve circular references// even when triggered by lifecycle interfaces like BeanFactoryAware.boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));if (earlySingletonExposure) {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Eagerly caching bean "" + beanName +"" to allow for resolving potential circular references");}// 循环依赖-添加到三级缓存addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));}// Initialize the bean instance.Object exposedObject = bean;try {// 属性填充populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);      ......return exposedObject;}

跟这篇无关的内容能删除的都删除了，主要有这几步我们需要注意下：

createBeanInstance：创建实例，前提是之前没有创建过applyMergedBeanDefinitionPostProcessors：找到注入点，比如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor（@Autowired、@Value、@Inject）和CommonAnnotationBeanPostProcessor（@Resource），这在实例化前和实例化后方法中间夹了一个处理合并bean定义的逻辑，注意一下addSingletonFactory：添加缓存，用来解决循环依赖，以后单独讲解populateBean：这一方法主要是属性填充也就是依赖注入的，但是官方把实例化后的PostProcessors方法写到这里了，所以也得贴出来，但是我们只看实例化相关的。createBeanInstance
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {// Make sure bean class is actually resolved at this point.Class beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,"Bean class isn"t public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());}// BeanDefinition中添加了Supplier，则调用Supplier来得到对象Supplier instanceSupplier = mbd.getInstanceSupplier();if (instanceSupplier != null) {return obtainFromSupplier(instanceSupplier, beanName);}// @Bean对应的BeanDefinitionif (mbd.getFactoryMethodName() != null) {return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);}    ......return instantiateBean(beanName, mbd);}
resolveBeanClass:之前讲解过了，不重复讲了，就是拿到classobtainFromSupplier：通过Supplier函数获取bean，前提是你得声明bean定义instantiateUsingFactoryMethod：这种是使用@Bean方法实例化对象，后面省略了推断构造方法进行实例化对象，以后单独讲解推断构造方法obtainFromSupplier

这一步其实我们用到的很少，主要是考虑到Spring自动注入的开销，我们自己可以就行实例化而已，比如我们这样写照样可以获取bean，但是不会由Spring帮我们注入，得靠自己了：

// 创建一个Spring容器AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition().getBeanDefinition();beanDefinition.setBeanClass(UserService.class);beanDefinition.setInstanceSupplier(() -> new UserService());applicationContext.registerBeanDefinition("userService", beanDefinition);UserService userService = (UserService) applicationContext.getBean(UserService.class);userService.test();

其实用法和@bean注解相似，除了减少Spring自动注入的开销，实在没想到有啥用

instantiateUsingFactoryMethod

该方法内部逻辑很多，为了更加直观的展现，只贴出关键代码：

@Overridepublic Object instantiate(RootBeanDefinition bd, @Nullable String beanName, BeanFactory owner,@Nullable Object factoryBean, final Method factoryMethod, Object... args) {try {if (System.getSecurityManager() != null) {AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction) () -> {ReflectionUtils.makeAccessible(factoryMethod);return null;});}else {ReflectionUtils.makeAccessible(factoryMethod);}Method priorInvokedFactoryMethod = currentlyInvokedFactoryMethod.get();try {currentlyInvokedFactoryMethod.set(factoryMethod);// factoryBean就是AppConfig的代理对象（如果加了@Configuration）// factoryMethod就是@Bean修饰的方法Object result = factoryMethod.invoke(factoryBean, args);if (result == null) {result = new NullBean();}return result;}finally {if (priorInvokedFactoryMethod != null) {currentlyInvokedFactoryMethod.set(priorInvokedFactoryMethod);}else {currentlyInvokedFactoryMethod.remove();}}}......}
比如我们定义的配置类中有很多@Bean形式的方法，最终Spring会直接invoke调用被@Bean修饰的方法从而实现实例化对象。
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors
这里关于MergedBeanDefinitionPostProcessors的实现类不全讲解了，主要讲解下工作常用的注解AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，他是用来解析@Autowired、@Value、@Inject，看下他的默认源码：
public AutowiredAnnotationBeanPostProcessor() {this.autowiredAnnotationTypes.add(Autowired.class);this.autowiredAnnotationTypes.add(Value.class);try {this.autowiredAnnotationTypes.add((Class)ClassUtils.forName("javax.inject.Inject", AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.class.getClassLoader()));}}
看下他主要做了那些工作，关键代码附上：
private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class clazz) {// 如果一个Bean的类型是String...，那么则根本不需要进行依赖注入if (!AnnotationUtils.isCandidateClass(clazz, this.autowiredAnnotationTypes)) {return InjectionMetadata.EMPTY;}List elements = new ArrayList<>();Class targetClass = clazz;do {final List currElements = new ArrayList<>();// 遍历targetClass中的所有FieldReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {// field上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个MergedAnnotation ann = findAutowiredAnnotation(field);if (ann != null) {// static filed不是注入点，不会进行自动注入if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);}return;}// 构造注入点boolean required = determineRequiredStatus(ann);currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));}});// 遍历targetClass中的所有MethodReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, method -> {Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {return;}// method上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个MergedAnnotation ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {// static method不是注入点，不会进行自动注入if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);}return;}// set方法最好有入参if (method.getParameterCount() == 0) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +method);}}boolean required = determineRequiredStatus(ann);PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));}});elements.addAll(0, currElements);targetClass = targetClass.getSuperclass();}while (targetClass != null && targetClass != Object.class);return InjectionMetadata.forElements(elements, clazz);}
如果一个Bean的类型是String，那么则根本不需要进行依赖注入遍历targetClass中的所有Field，是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个，如果是static字段则不注入否则记录构造注入点遍历targetClass中的所有Method，是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个，如果是static字段则不注入否则记录构造注入点populateBean
这个方法主要是属性填充，也就是所说的依赖注入的过程，我们不讲解这一部分，只讲解关于实例化最后的阶段postProcessAfterInstantiation方法，方法进来第一步就是调用postProcessAfterInstantiation方法。但是只看Spring源码的话，其实并没有太多实现，都是默认实现方法：
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {if (!bp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {return;}}}
总结
在本文中，我们深入探讨了 Spring 框架中 Bean 的实例化过程，关于某些细节以后我会单独拿出一篇文章单独讲解，我们来总结下实例化都做了哪些事情：
先从bean定义中加载当前类，因为最初Spring使用ASM技术解析元数据时只获取了当前类的名称寻找所有InstantiationAwareBeanPostProcessors实现类，并调用实例化前的方法postProcessBeforeInstantiation进行实例化，这里会使用构造方法进行实例化调用applyMergedBeanDefinitionPostProcessors找到所有MergedBeanDefinitionPostProcessors的实现类，比如我们的注入点（@Autowired等）寻找所有InstantiationAwareBeanPostProcessors实现类，并调用实例化后的方法postProcessAfterInstantiation
通过本文的学习，读者将能够更深入地了解 Spring 框架中 Bean 的实例化过程，为后续的学习和实践打下坚实的基础。下一篇文章，我们将深入探讨 Bean 的初始化过程。
                                              

关键词： 


                        
                 
                
            
           
            
                
                

                    
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                                        国家一级保护动物梅花鹿误入羊群 内蒙古警方及时救助 
                                    

                                    


                                        　　中新网通辽10月18日电 (记者 张林虎)18日，记者从内蒙古自治区通辽市奈曼旗公安局获悉，国家一级保护动物--梅花鹿误入当地村民羊群，
                                    

                                

                                                            

                                    
                                        
                                    
                                    

                                        浙江杭州西湖首次推“环湖游线” 重现灵隐天竺上香水路 
                                    

                                    


                                        　　中新网杭州10月18日电 (王题题 胡燕婕)云天收夏色，浅秋正渐浓。10月18日，浙江杭州市西湖游船有限公司推出的惠民多站点“西湖环湖游
                                    

                                

                                                            

                                    
                                        
                                    
                                    

                                        福建福州在建摩天轮事故续：安装过程中外围轮毂脱落 无 
                                    

                                    


                                        　　中新网福州10月18日电 (记者 龙敏 王东明)福州市晋安区官方18日晚间通报，18日14时47分，晋安区岳峰镇化工路爱摩轮商业广场项目摩天
                                    

                                

                                                            

                                    
                                        
                                    
                                    

                                        【母亲河畔的中国】黄河润泽甘肃：沿岸城市兴文旅 
                                    

                                    


                                        　　中新网兰州10月18日电 (闫姣 艾庆龙 吉翔)“红山白土头，黄河向西流。”不少人疑问，天下黄河向东流，为何甘肃永靖县这段黄河却向西
                                    

                                

                                                            

                                    
                                        
                                    
                                    

                                        《清华城市健康设施指数》：城市健康设施状况与其经济发 
                                    

                                    


                                        　　中新网北京10月18日电  《清华城市健康设施指数》18日在北京发布。报告成果显示，城市健康设施指数领先城市以中心城市和东部沿海城市
                                    

                                

                             
                    

                    
                    

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