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：
在这里插入图片描述

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bean1、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）
在这里插入图片描述
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。