Spring源码：Bean生命周期（五）
【摘要】 在今天的文章中，我们将深入探讨 Bean 的属性注入和初始化流程，从而使其成为一个真正意义上的 Bean。这个过程包括属性注入、Aware 接口回调、BeanPostProcessor 的前置和后置处理等多个步骤，通过本文的学习，读者将能够更深入地了解 Spring 框架中 Bean 的属性注入和初始化过程，为后续的学习和实践打下坚实的基础。
前言
在上一篇文章中，我们深入探讨了 Spring 框架中 Bean 的实例化过程，该过程包括从 Bean 定义中加载当前类、寻找所有实现了 InstantiationAwareBeanPostProcessor 接口的类并调用实例化前的方法、进行实例化、调用 applyMergedBeanDefinitionPostProcessors 方法等多个步骤，最终生成了一个真正的 Bean 实例。但是，这个 Bean 实例还没有被初始化和注入属性，还不能真正发挥作用。
在今天的文章中，我们将深入探讨 Bean 的属性注入和初始化流程，从而使其成为一个真正意义上的 Bean。这个过程包括属性注入、Aware 接口回调、BeanPostProcessor 的前置和后置处理等多个步骤，通过本文的学习，读者将能够更深入地了解 Spring 框架中 Bean 的属性注入和初始化过程，为后续的学习和实践打下坚实的基础。
populateBean
在 Spring 框架中，属性注入是 Bean 初始化过程中的一个重要环节。在 Bean 实例化完成后，Spring 框架会根据 Bean 定义中的属性设置进行属性注入，同时还会调用一些 Aware 接口回调方法，以及一些 BeanPostProcessor 的前置和后置处理方法，最终完成 Bean 的初始化过程。好的，抛去不用看的，我们来看下剩下的源码：
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
}
......
PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);
int resolvedAutowireMode = mbd.getResolvedAutowireMode();
if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME || resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {
// MutablePropertyValues是PropertyValues具体的实现类
MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);
// Add property values based on autowire by name if applicable.
if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME) {
autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
}
// Add property values based on autowire by type if applicable.
if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {
autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
}
pvs = newPvs;
}
boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != AbstractBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);
PropertyDescriptor[] filteredPds = null;
if (hasInstAwareBpps) {
if (pvs == null) {
pvs = mbd.getPropertyValues();
}
for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {
// 这里会调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法，会直接给对象中的属性赋值
// AutowiredAnnotationBeanPostProcessor内部并不会处理pvs，直接返回了
PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvsToUse == null) {
if (filteredPds == null) {
filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
}
pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvsToUse == null) {
return;
}
}
pvs = pvsToUse;
}
}
......
// 如果当前Bean中的BeanDefinition中设置了PropertyValues，那么最终将是PropertyValues中的值，覆盖@Autowired
if (pvs != null) {
applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}
}
PropertyValues
在 Spring 框架中，PropertyValues 对象是从 Bean 定义中获取的，而我们自己定义的 Bean 并没有这个属性值。一般情况下，这一步会被跳过，但如果需要注入属性值，我们可以通过实现 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口的 postProcessMergedBeanDefinition 方法来对 Bean 定义进行修改，从而添加需要注入的属性值。
具体来说，我们可以定义一个实现了 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口的类，比如下面这个例子：：
@Component
public class MyInstantiationAwareBeanPostProcessors implements InstantiationAwareBeanPostProcessor, MergedBeanDefinitionPostProcessor {
@Override
public void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {
if (beanName.equals("userService")) {
beanDefinition.setPropertyValues(new MutablePropertyValues().add("orderService", new First()));
}
}
}
在这个例子中，我们判断如果 Bean 的名称是 “userService”，则添加一个名为 “orderService” 的属性，并将其值设置为 First 类的一个实例。需要注意的是，为了能够正常注入属性值，我们需要在 Bean 中定义一个名为 “setOrderService” 的 setter 方法，这样就可以注入进去，当然我写的这个是报错的状态，这样大家可以找到他是在哪里进行调用的。
autowireByName/autowireByType
讲解之前，我先声明一下他跟我们的@autowired注解没有半毛钱关系，除了上面一种我们人为干预的，还有一种Spring自带的方式，在我们配置类中：
@Bean(autowire = Autowire.BY_NAME)
public UserService userService(){
return new UserService();
}
这样定义时，他就会自动扫描你这个当前类中所有的set方法，是所有的、而且不区分的。这里以autowireByName为例讲解，autowireByType类似：
protected void autowireByName(
String beanName, AbstractBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, MutablePropertyValues pvs) {
// 当前Bean中能进行自动注入的属性名
String[] propertyNames = unsatisfiedNonSimpleProperties(mbd, bw);
// 遍历每个属性名，并去获取Bean对象，并设置到pvs中
for (String propertyName : propertyNames) {
if (containsBean(propertyName)) {
Object bean = getBean(propertyName);
pvs.add(propertyName, bean);
// 记录一下propertyName对应的Bean被beanName给依赖了
registerDependentBean(propertyName, beanName);
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Added autowiring by name from bean name '" + beanName +
"' via property '" + propertyName + "' to bean named '" + propertyName + "'");
}
}
else {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Not autowiring property '" + propertyName + "' of bean '" + beanName +
"' by name: no matching bean found");
}
}
}
}
- unsatisfiedNonSimpleProperties：找到所有set方法
- getBean：按照set方法名字获取bean
- pvs.add(propertyName, bean)：设置到MutablePropertyValues属性中，不是对我们的bean进行属性注入
那有些同学可能会想到了，为什么Spring已经默认提供了一套注入方式还有弄一个@autowired注解呢？主要是因为它们各自有不同的优点和适用场景。
默认的注入方式非常灵活，它会遍历 Bean 中所有的 setter 方法，对每个属性进行注入，从而实现自动装配。这种方式适用于大多数情况，因为它能够自动识别并注入所有需要的依赖项，并且不需要进行任何额外的配置。
而 @Autowired 注解则提供了更加精细的控制，它可以指定需要注入的属性或方法，并且还可以指定注入的方式、名称、是否必须等属性。这种方式适用于需要更加精细的控制和配置的情况，@Autowired 注解是一个可插拔的组件，它只有在 Spring 容器启动时扫描到该注解时才能够进行自动装配。如果我们使用 XML 配置的方式启动 Spring 容器，需要在配置文件中添加 context:component-scan 元素来开启自动扫描功能，否则即使写了 @Autowired 注解也不会进行注入。
postProcessProperties
这一步将会对@autowired注解进行属性注入，其他的不看，这里只看下AutowiredAnnotationBeanPostProcessor对属性或者方法的注入：
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<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new ArrayList<>();
Class<?> targetClass = clazz;
do {
final List<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements = new ArrayList<>();
// 遍历targetClass中的所有Field
ReflectionUtils.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Method
ReflectionUtils.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,static filed不是注入点，不会进行自动注入
- 遍历targetClass中的所有Method,static method不是注入点，不会进行自动注入
- 上面的注入点构造好后，会在外层直接invoke调用注入
这里强调一下在对方法注入点进行注入时，会先判断一下是否有PropertyValues，如果有的话则跳过注入，AutowiredMethodElement源码如下：
protected void inject(Object bean, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
// 如果pvs中已经有当前注入点的值了，则跳过注入
if (checkPropertySkipping(pvs)) {
return;
}
......
}
applyPropertyValues
直接应用PropertyValues注入属性，可以看到这一步在我们的@autowired解析注入之后，如果你有的属性字段已经被@autowired注入了，但是又有一个PropertyValues那么这个set方法会把你的@Autowired之前注入进去的对象值覆盖，源码很多为了篇幅就不看了。知道这个方法是干啥的就行。
initializeBean
属性填充完之后，终于进入到了初始化阶段，为什么需要初始化这一步呢？这是对bean的最终处理，该方法返回的对象才是Spring管理的最终对象，Spring AOP就是对初始化这一步做 的扩展。
protected Object initializeBean(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
invokeAwareMethods(beanName, bean);
return null;
}, getAccessControlContext());
}
else {
invokeAwareMethods(beanName, bean);
}
Object wrappedBean = bean;
// 初始化前
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
// 初始化
try {
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
(mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
beanName, "Invocation of init method failed", ex);
}
// 初始化后 AOP
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
return wrappedBean;
}
invokeAwareMethods
该方法就是Aware接口的实现
private void invokeAwareMethods(String beanName, Object bean) {
if (bean instanceof Aware) {
if (bean instanceof BeanNameAware) {
((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
}
if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
ClassLoader bcl = getBeanClassLoader();
if (bcl != null) {
((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);
}
}
if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
}
}
}
applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization
初始化前的类处理，我们主讲两个类：ApplicationContextAwareProcessor、
InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor通过这两个类看看可以初始化前我们可以做哪些内容：
ApplicationContextAwareProcessor
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (!(bean instanceof EnvironmentAware || bean instanceof EmbeddedValueResolverAware ||
bean instanceof ResourceLoaderAware || bean instanceof ApplicationEventPublisherAware ||
bean instanceof MessageSourceAware || bean instanceof ApplicationContextAware ||
bean instanceof ApplicationStartupAware)) {
return bean;
}
......
// 执行aware方法
invokeAwareInterfaces(bean);
}
return bean;
}
初始化前会判断当前是否是某个Aware类，那么则执行aware方法进行回调。
InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
LifecycleMetadata metadata = findLifecycleMetadata(bean.getClass());
try {
metadata.invokeInitMethods(bean, beanName);
}
catch (InvocationTargetException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "Invocation of init method failed", ex.getTargetException());
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "Failed to invoke init method", ex);
}
return bean;
}
- findLifecycleMetadata：好奇的小伙伴可以看下这个方法，他会构造@PostConstruct、@PreDestroy执行点
- metadata.invokeInitMethods：执行带有@PostConstruct方法
invokeInitMethods
protected void invokeInitMethods(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)
throws Throwable {
boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
......
((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
}
}
if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) {
String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
if (StringUtils.hasLength(initMethodName) &&
!(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
!mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
}
}
}
- 如果当前类实现了InitializingBean接口，那么执行afterPropertiesSet方法进行初始化
- initMethodName：如果当前类指定了初始方法，那么直接invoke执行
applyBeanPostProcessorsAfterInitialization
public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)
throws BeansException {
Object result = existingBean;
for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {
Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);
if (current == null) {
return result;
}
result = current;
}
return result;
}
执行完postProcessAfterInitialization方法后，那么这个对象终于初始化成功了
总结
今天我们主讲bean的初始化，主要流程如下:
- 属性注入，执行@autowired、PropertyValues注入等
- 初始化前置方法，执行@PostConstruct方法、回调Aware接口等
- 初始化，调用afterPropertiesSet或者initMethod
- 初始化后置方法
最后一节我们会讲bean的销毁，那么bean的生命周期系列文章会结束，实际上 Spring 框架还有很多其他的功能和特性，例如 AOP、事务管理、Web 开发等等，博主还会进行对Spring系列继续更新，请大家继续跟紧学习。
【版权声明】本文为华为云社区用户原创内容，转载时必须标注文章的来源（华为云社区）、文章链接、文章作者等基本信息， 否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，欢迎发送邮件进行举报，并提供相关证据，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容，举报邮箱：
cloudbbs@huaweicloud.com
- 点赞
- 收藏
- 关注作者
评论（0）