Spring 覆盤(三) | Bean 的生命週期

繼續 Spring 覆盤，今天看了下 Spring 的 Bean 生命週期。

1、典型的 Spring 生命週期

在傳統的 Java 應用中，bean 的生命週期很簡單，使用 Java 關鍵字 new 進行Bean 的實例化，然後該 Bean 就能夠使用了。一旦 bean 不再被使用，則由 Java 自動進行垃圾回收，簡直不要太簡單。

相比之下，Spring 管理 Bean 的生命週期就複雜多了，正確理解 Bean 的生命週期非常重要，因爲 Spring 對 Bean 的管理可擴展性非常強，下面展示了一個 Bea 的構造過程。

以上圖片出自《Spring 實戰（第四版）》一書，圖片描述了一個經典的 Spring Bean 的生命週期，書中隨他的解釋如下：

1．Spring對bean進行實例化；
2．Spring將值和bean的引用注入到bean對應的屬性中；
3．如果bean實現了BeanNameAware接口，Spring將bean的ID傳遞給
setBean-Name()方法；
4．如果bean實現了BeanFactoryAware接口，Spring將調
用setBeanFactory()方法，將BeanFactory容器實例傳入；
5．如果bean實現了ApplicationContextAware接口，Spring將調
用setApplicationContext()方法，將bean所在的應用上下文的
引用傳入進來；
6．如果bean實現了BeanPostProcessor接口，Spring將調用它們
的post-ProcessBeforeInitialization()方法；
7．如果bean實現了InitializingBean接口，Spring將調用它們的
after-PropertiesSet()方法。類似地，如果bean使用init-
method聲明瞭初始化方法，該方法也會被調用；
8．如果bean實現了BeanPostProcessor接口，Spring將調用它們
的post-ProcessAfterInitialization()方法；
9．此時，bean已經準備就緒，可以被應用程序使用了，它們將一直
駐留在應用上下文中，直到該應用上下文被銷燬；
10．如果bean實現了DisposableBean接口，Spring將調用它的
destroy()接口方法。同樣，如果bean使用destroy-method聲明
了銷燬方法，該方法也會被調用。

2、驗證 Spring Bean 週期

寫了下代碼驗證以上說法，首先創建一個 Person 類，它就是我們要驗證的 Bean ，爲方便測試，他實現了 BeanNameAware, BeanFactoryAware, ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean。代碼如下：

package com.nasus.bean;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware;
import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;
import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:29 <br/>
 *
 * @author <a href="[email protected]">chenzy</a><br/>
 */
@Scope("ProtoType")
public class Person implements BeanNameAware, BeanFactoryAware,
        ApplicationContextAware, InitializingBean, DisposableBean {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Person.class);

    private String name;

    public Person(){
        System.out.println("1、開始實例化 person ");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("2、設置 name 屬性");
    }

    @Override
    public void setBeanName(String beanId) {
        System.out.println("3、Person 實現了 BeanNameAware 接口，Spring 將 Person 的 "
                + "ID=" + beanId + "傳遞給 setBeanName 方法");
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("4、Person 實現了 BeanFactoryAware 接口，Spring 調"
                + "用 setBeanFactory()方法，將 BeanFactory 容器實例傳入");
    }

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        System.out.println("5、Person 實現了 ApplicationContextAware 接口，Spring 調"
                + "用 setApplicationContext()方法，將 person 所在的應用上下文的"
                + "引用傳入進來");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("8、Person 實現了 InitializingBean 接口，Spring 調用它的"
                + "afterPropertiesSet()方法。類似地，如果 person 使用 init-"
                + "method 聲明瞭初始化方法，該方法也會被調用");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("13、Person 實現了 DisposableBean 接口，Spring 調用它的"
                + "destroy() 接口方法。同樣，如果 person 使用 destroy-method 聲明"
                + "了銷燬方法，該方法也會被調用");
    }

    /**
     * xml 中聲明的 init-method 方法
     */
    public void initMethod(){
        System.out.println("9、xml 中聲明的 init-method 方法");
    }

    /**
     * xml 中聲明的 destroy-method 方法
     */
    public void destroyMethod(){
        System.out.println("14、xml 中聲明的 destroy-method 方法");
        System.out.println("end---------------destroy-----------------");
    }

    // 自定義初始化方法
    @PostConstruct
    public void springPostConstruct(){
        System.out.println("7、@PostConstruct 調用自定義的初始化方法");
    }

    // 自定義銷燬方法
    @PreDestroy
    public void springPreDestory(){
        System.out.println("12、@PreDestory 調用自定義銷燬方法");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("finalize 方法");
    }
}

除此之外，創建了一個 MyBeanPostProcessor 類繼承自 BeanPostProcessor 這個類只關心 Person 初始化前後要做的事情。比如，初始化之前，加載其他 Bean。代碼如下：

package com.nasus.lifecycle;

import com.nasus.bean.Person;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:25 <br/>
 *
 * @author <a href="[email protected]">chenzy</a><br/>
 */
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

    // 容器加載的時候會加載一些其他的 bean，會調用初始化前和初始化後方法
    // 這次只關注 Person 的生命週期
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof Person){
            System.out.println("6、初始化 Person 之前執行的方法");
        }
        return bean;
    }

    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof Person){
            System.out.println("10、初始化 Person 完成之後執行的方法");
        }
        return bean;
    }

}

resource 文件夾下新建一個 bean_lifecycle.xml 文件注入相關 bean ，代碼如下：

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 掃描bean -->
    <context:component-scan base-package="com.nasus"/>

    <!-- 實現了用戶自定義初始化和銷燬方法 -->
    <bean id="person" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
        <!-- 注入bean 屬性名稱 -->
        <property name="name" value="nasus" />
    </bean>

    <!--引入自定義的BeanPostProcessor-->
    <bean class="com.nasus.lifecycle.MyBeanPostProcessor"/>

</beans>

測試類，獲取 person 這個 Bean 並使用它，代碼如下：

import com.nasus.bean.Person;
import java.awt.print.Book;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * Project Name:review_spring <br/>
 * Package Name:PACKAGE_NAME <br/>
 * Date:2019/9/1 16:38 <br/>
 *
 * @author <a href="[email protected]">chenzy</a><br/>
 */
public class lifeCycleTest {

    @Test
    public void testLifeCycle(){
        // 爲面試而準備的Bean生命週期加載過程
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean_lifecycle.xml");
        Person person = (Person)context.getBean("person");
        // 使用屬性
        System.out.println("11、實例化完成使用屬性：Person name = " + person.getName());
        // 關閉容器
        ((ClassPathXmlApplicationContext) context).close();
    }

}

lifeCycleTest 方法最後關閉了容器，關閉的同時控制檯日誌輸出如下：

1、開始實例化 person 
2、設置 name 屬性
3、Person 實現了 BeanNameAware 接口，Spring 將 Person 的 ID=person傳遞給 setBeanName 方法
4、Person 實現了 BeanFactoryAware 接口，Spring 調用 setBeanFactory()方法，將 BeanFactory 容器實例傳入
5、Person 實現了 ApplicationContextAware 接口，Spring 調用 setApplicationContext()方法，將 person 所在的應用上下文的引用傳入進來
6、初始化 Person 之前執行的方法
7、@PostConstruct 調用自定義的初始化方法
8、Person 實現了 InitializingBean 接口，Spring 調用它的afterPropertiesSet()方法。類似地，如果 person 使用 init-method 聲明瞭初始化方法，該方法也會被調用
9、xml 中聲明的 init-method 方法
10、初始化 Person 完成之後執行的方法
11、實例化完成使用屬性：Person name = nasus
12、@PreDestory 調用自定義銷燬方法
13、Person 實現了 DisposableBean 接口，Spring 調用它的destroy() 接口方法。同樣，如果 person 使用 destroy-method 聲明瞭銷燬方法，該方法也會被調用
14、xml 中聲明的 destroy-method 方法
end---------------destroy-----------------

由以上日誌可知，當 person 默認是單例模式時，bean 的生命週期與容器的生命週期一樣，容器初始化，bean 也初始化。容器銷燬，bean 也被銷燬。那如果，bean 是非單例呢？

3、在 Bean 實例化完成後，銷燬前搞事情

有時我們需要在 Bean 屬性值 set 好之後和 Bean 銷燬之前做一些事情，比如檢查 Bean 中某個屬性是否被正常的設置好值了。Spring 框架提供了多種方法讓我們可以在 Spring Bean 的生命週期中執行 initialization 和 pre-destroy 方法。這些方法我在上面已經測試過了，以上代碼實現了多種方法，它是重複，開發中選以下其一即可，比如：

在配置文件中指定的 init-method 和 destroy-method 方法
實現 InitializingBean 和 DisposableBean 接口
使用 @PostConstruct 和 @PreDestroy 註解（牆裂推薦使用）

4、多實例模式下的 Bean 生命週期

上面測試中的 person 默認是 singleton 的，現在我們將 person 改爲 protoType 模式，bean_lifecycle.xml 做如下代碼修改，其餘類保持不變：

<!-- 實現了用戶自定義初始化和銷燬方法 -->
<bean id="person" scope="prototype" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
     <!-- 注入bean 屬性名稱 -->
     <property name="name" value="nasus" />
</bean>

此時的日誌輸出如下：

1、開始實例化 person 
2、設置 name 屬性
3、Person 實現了 BeanNameAware 接口，Spring 將 Person 的 ID=person傳遞給 setBeanName 方法
4、Person 實現了 BeanFactoryAware 接口，Spring 調用 setBeanFactory()方法，將 BeanFactory 容器實例傳入
5、Person 實現了 ApplicationContextAware 接口，Spring 調用 setApplicationContext()方法，將 person 所在的應用上下文的引用傳入進來
6、初始化 Person 之前執行的方法
7、@PostConstruct 調用自定義的初始化方法
8、Person 實現了 InitializingBean 接口，Spring 調用它的afterPropertiesSet()方法。類似地，如果 person 使用 init-method 聲明瞭初始化方法，該方法也會被調用
9、xml 中聲明的 init-method 方法
10、初始化 Person 完成之後執行的方法
11、實例化完成使用屬性：Person name = nasus

此時，容器關閉，person 對象並沒有銷燬。原因在於，單實例模式下，bean 的生命週期由容器管理，容器生，bean 生；容器死，bean 死。而在多實例模式下，Spring 就管不了那麼多了，bean 的生命週期，交由客戶端也就是程序員或者 JVM 來進行管理。

5、多實例模式下 Bean 的加載時機

首先說說單實例，單實例模式下，bean 在容器加載那一刻起，就已經完成實例化了，證明如下，我啓用 debug 模式，在 20 行打了一個斷點，而日誌卻如下所示，說明了 bean 在 19 行，初始化容器的時候，已經完成實例化了。

再說多實例模式下，這個模式下，bean 在需要用到 bean 的時候才進行初始化，證明如下，同樣執行完 19 行，多實例模式下，控制檯一片空白，說明此時的 bean 是未被加載的。

debug 走到 23 行時，需要用到 bean 時，bean 才被加載了，驗證如下。在開發中，我們把這種加載叫做懶加載，它的用處就是減輕程序開銷，等到要用時才加載，而不是一上來就加載全部。

6、單實例 bean 如何實現延遲加載

只需在 xml 中加上 lazy-init 屬性爲 true 即可。如下，它的加載方式就變成了懶加載。

<!-- 實現了用戶自定義初始化和銷燬方法 -->
<bean id="person" lazy-init="true" class="com.nasus.bean.Person" init-method="initMethod" destroy-method="destroyMethod">
     <!-- 注入bean 屬性名稱 -->
     <property name="name" value="nasus" />
</bean>

如果想對所有的默認單例 bean 都應用延遲初始化，可以在根節點 beans 設置 default-lazy-init 屬性爲 true，如下所示：