2020-09-25

Spring第二篇 Spring IOC

作为一个后端开发，我们的日常离不开Spring，尤其是Spring的IoC，但是你真的了解Spring IoC其中的细节吗？

Spring的Bean是怎么创建的呢？bean的生命周期是怎么样的？其中有什么容易踩坑的点吗？让我们带着疑问一起来看看。

一、概念梳理

1.什么是IoC和DI

IoC：控制反转（Inversion of Control）容器，这不是什么技术，而是一种设计思想。在Java开发中，Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。

IoC一些解释：

●谁控制谁，控制什么：传统Java SE程序设计，我们直接在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由Ioc容器来控制对象的创建；谁控制谁？当然是IoC 容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取（不只是对象包括比如文件等）。

●为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

DI：依赖注入（Dependency Injection），组件之间依赖关系由容器在运行期决定，形象的说，即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。IoC和DI其实是同一个概念的不同角度描述。

传统获取对象的方式与IoC方式对比：

二、Bean的创建

1.IoC容器的初始化

Spring IOC容器初始化的核心过程可以简单的如下图表示，主要有四个步骤（还有一些如：后置加载器，国际化，事件广播器等一些过程不展开）：

Bean定义的定位，Bean 可能定义在XML中，或者一个注解，或者其他形式。这些都被用Resource来定位，读取Resource获取BeanDefinition 注册到 Bean定义注册表中。

第一次向容器getBean操作会触发Bean的创建过程,实列化一个Bean时 ,根据BeanDefinition中类信息等实列化Bean。

将实列化的Bean放到单列Bean缓存内。

此后再次获取向容器getBean就会从缓存中获取。

扩展阅读：IoC容器初始化源码解析Spring IOC容器初始化

2.Bean的注入方式

a.常用的注入方式

bean的注入方式是老生常谈的话题了，这里不展开细说。

目前主要有五种注入方式：SET注入，构造器注入，静态工厂，实例工厂，注解方式

参考：Spring Bean注入

b.常用的Bean的配置参数

属性含义说明

idbean的唯一标识

class类的完全限定名

parent父类bean定义的名字如果没有任何声明，会使用父bean，但是也可以重写父类。重写父类时，子bean 必须与父bean 兼容，也就是说，接受父类的属性值和构造器声明的值。

子bean会继承父bean的构造器声明的值，属性值，并且重写父bean的方法。如果init方法，destroy方法已声明，他们会覆盖父bean相应的设置。保留的设置会直接从子bean获取，包括depends on，auto wire mode，scope，lazy init.

abstract声明bean是否是抽象的该属性决定该类是否会实例化。默认是false。

注意：abstract属性不会被子bean继承，所以，abstract为true时需要对每个bean显示声明。

lazy-init决定是否延迟实例化如果为false,则启动时会立即实例化单例模式的bean。默认是false。

注意：lazy-init属性不会被子bean继承。

autowire决定是否自动装配bean的属性autowire有4中模式（该属性不会被子bean继承。）：

1."no"：Spring默认的模式。bean的引用必须在XML文件中通过<ref/>元素或ref属性显示定义。

2."byName"：通过属性名使用自动装配。如果一个Cat类拥有一个dog属性，那么Spring会根据名字dog去寻找bean,如果没有找到bean,则不会自动装配。

3."byType"：如果Spring容器只有该属性类型的一个bean，会自动装配。当有多个该属性类型的bean时会报错。如果没有，则不会自动装配。

4."constructor"：针对构造器引用，和byType类似。

参考：Spring中的自动装配

depends-on该bean初始化时依赖的其他beanbean工厂确保其他bean在该bean之前完成初始化。

注意:依赖项一般通过bean属性或构造器声明，这个属性对其他依赖(如静态类或启动阶段数据库的准备)是必要的。

注意：depends-on属性不会被子bean继承。

scopebean的作用域singleton:单例模式，默认选项

prototype:非单例模式

request:对于web应用，每一个请求产生一个新的实例

session:对于web应用，一个session产生一个实例

参考：Spring Bean的scope

init-method初始化方法bean创建时的初始化方法

destroy-method销毁方法bean销毁时调用的方法，仅仅在singleton模式下起作用

扩展阅读：自定义命名空间：2. xml自定义命名空间解析

c.常用的注解：Spring常用注解

3.Bean解析注册过程

这个过程完成Bean的从配置文件到解析注册成bean工厂的过程（对应代码在AbstactApplicationContext.obtainFreshBeanFactory）

XML

Resource

BeanDefinition

BeanFactory

读取

解析

通过读取XML配置文件获取 Resource 资源，获取这个资源包含了路径config/spring/local/appcontext-client.xml 文件下定义的BeanDefinition信息。

创建一个 BeanFactory，这里使用 DefaultListableBeanFactory。

创建一个载入 BeanDefinition 的解读器，这里使用 XmlBeanDefinitionReader 来载入 XML 文件形式 BeanDefinition，通过一个回调配置给 factory。

从定义好的资源位置读入配置信息，具体的解析过程由 XmlBeanDefinitionReader 的 loadBeanDefinitions() 方法来完成。完成整个载入和注册 Bean 定义之后，需要的 IoC 容器就建立起来可以直接使用了。

4.Bean的创建过程

这个过程完成Bean的实例化，如果是singleton类型的Bean还会放入缓存池中。（对应源码：AbstactApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization）

start

转换对应的beanName

尝试从缓存中加载单例

缓存中加载的单例为空

doGetBean

transformedBeanName

getSingleton

Bean实例化

getObjectForBeanInstance

类型转换

end

原型模式依赖检查

检测是否到父类工厂加载bean

存在循环依赖且原型bean，抛异常中断加载

isPrototypeCurrentlyInCreation

parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)

转化为RootBeanDefinition

getMergedLocalBeanDefinition

寻找Bean的依赖

getDependsOn

存在依赖的bean

优先加载依赖的bean

针对不同的scope创建bean

单例模式

原型模式

bean的模式

getBean

getSingleton

根据单例模式创建bean

创建bean

bean实例化

类型转换

指定的scope上创建bean

创建bean

bean实例化

createBean

getObjectForBeanInstance

createBean

bean实例化

end

getObjectForBeanInstance

name参数可能是别名或者FactoryBean，需要一系列解析

单例的bean先从缓存中加载

加载失败再尝试从singletonFactory中加载

为避免循环依赖，先将bean的ObjectFactory加入缓存

获取的bean如果

符合requireType指定类型则直接返回

否则转化为指定类型

这里得到的是工厂bean的初始状态，我们真正想要的是工厂bean中定义的factory-method方法中返回的bean

递归调用，

优先加载当前bean的依赖bean

扩展阅读：Spring创建Bean过程源码解析：Spring-IOC源码解读 Spring源码深度解析

三、Bean的生命周期

1.Bean生命周期

Bean生命周期是IOC中非常核心的内容，Spring为我们预留了很多的接口，让我们在bean实例化前后、初始化前后可以写入一些自己的逻辑。

实例化Bean对象

设置对象属性

检查Aware相关接口并设置相关依赖

BeanPostProcessor前置处理

检查是否是InitializingBean以决定是否调用afterPropertiesSet方法

检查是否配有自定义的init-method

BeanPostProcessor后置处理

注册必要的Destruction相关回调接口

使用中

是否实现DisposableBean接口

是否配置有自定义的DisposableBean接口

*Bean的生命周期

1. 根据BeanDefinition信息，实例化对象，Constructor构造方法;

2. 根据BeanDefinition信息，配置Bean的所有属性（将bean的引用注入到bean对应的属性，*可能存在循环依赖问题）;

3. 如果Bean实现了BeanNameAware接口，工厂调用Bean的setBeanName，参数为Bean的Id;

4. 如果Bean实现BeanFactoryAware接口，Spring将调用setBeanFactory()方法，将BeanFactory容器实例传入；

5. 如果Bean实现ApplicationContextAware接口，Spring将调用setApplicationContext()方法，将bean所在的应用上下文的引用传入进来；

5. 如果存在类实现了BeanPostProcessor接口，执行这些实现类的postProcessBeforeInitialization方法，这相当于在Bean初始化之前插入逻辑；

6. 如果Bean实现InitializingBean接口，执行afterPropertiesSet方法；

7. 如果Bean指定了init-method方法，就会调用该方法。例：\<bean init-method="init"> ；

8. 如果存在类实现了BeanPostProcessor接口，执行这些实现类的postProcessAfterInitialization方法，这相当于在Bean初始化之后插入逻辑；

9. 这个阶段Bean已经可以使用了，scope为singleton的Bean会被缓存在IOC容器中

10. 如果Bean实现了DisposableBean接口，在容器销毁的时候执行destroy方法。

11. 如果配置了destory-method方法，就调用该方法。例：\<bean destroy-method="customerDestroy">

扩展阅读：Spring的扩展接口：Spring 扩展接口

2.Bean实例化顺序

转存失败重新上传取消

1.解析内部类，查看内部类是否应该被定义成一个Bean，如果是，递归解析。

2.解析@PropertySource，也就是解析被引入的Properties文件。

3.解析配置类上是否有@ComponentScan注解，如果有则执行扫描动作，通过扫描得到的Bean Class会被立即解析成BeanDefinition，添加进beanDefinitionNames属性中。之后查看扫描到的Bean Class是否是一个配置类（大部分情况是，因为标识@Component注解），如果是则递归解析这个Bean Class。

4.解析@Import引入的类，如果这个类是一个配置类，则递归解析。

5.解析@Bean标识的方法，此种形式定义的Bean Class不会被递归解析

6.解析父类上的@ComponentScan，@Import，@Bean，父类不会被再次实例化，因为其子类能够做父类的工作，不需要额外的Bean了。

Spring 解决bean的循环依赖：：05、spring ioc-bean的循环依赖

Spring 的bean加载顺序：Spring Bean加载顺序

四、避坑指南