概述
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概述
Spring 的核心思想即是容器。整个容器 refresh 时，外部看似风平浪静，内部实则一片汪洋大海。另外整个流程严格遵守开闭原则，内部对修改关闭，对扩展开放。
可以这么理解：
把 Spring 容器理解为一个钥匙环，上面挂满了钥匙，每个钥匙理解为一个扩展接口。钥匙的顺序是固定的，可理解为接口的调用顺序固定，对修改关闭。每个钥匙可以用来做不同的事情，可理解为扩展接口的不同实现，对扩展开放。
Spring 提供了各种丰富的扩展接口，本篇主要对 IOC 过程中涉及的扩展接口做个整理。
对应的 UML 如下：
调用顺序如下：
分别来看。
1。BeanDefinitionRegistryPostProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry
BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口在读取项目中的beanDefinition之后执行，提供的一个补充扩展接口，
用来动态注册beanDefinition。调用点：
在PostProcessorRegistrationDelegate中：
if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {
//......
// Finally, invoke all other BeanDefinitionRegistryPostProcessors until no further ones appear.
boolean reiterate = true;
while (reiterate) {
reiterate = false;
//获取所有的 BeanDefinitionRegistryPostProcessor 类型的bean
postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
for (String ppName : postProcessorNames) {
if (!processedBeans.contains(ppName)) {
//通过 getBean 方法进行实例化
currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
processedBeans.add(ppName);
reiterate = true;
}
}
sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
currentRegistryProcessors.clear();
}
//......
}
示例：手动注册BeanDefinition：：
@Component
public class MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
System.out.println("postProcessBeanDefinitionRegistry ...");
//手动注册 beanDefinition
registry.registerBeanDefinition("myBeanDefinitionRegistrar",new AnnotatedGenericBeanDefinition(MyBeanDefinitionRegistrar.class));
}
}
2 。BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory
BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor 接口比较相似，从字面不难看出，前者多了一个 factory，所以该接口正是beanFactory的扩展接口，使用场景：一般用来在读取所有的beanDefinition信息之后，实例化之前，通过该接口可进一步自行处理，比如修改beanDefinition等。调用点在上面第一个扩展接口之后，也在PostProcessorRegistrationDelegate中：
if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {
//......
// Do not initialize FactoryBeans here: We need to leave all regular beans
// 获取所有的 BeanFactoryPostProcessor 类型
String[] postProcessorNames =
beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);
// Separate between BeanFactoryPostProcessors that implement PriorityOrdered,
// Ordered, and the rest.
List<BeanFactoryPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();
List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
for (String ppName : postProcessorNames) {
if (processedBeans.contains(ppName)) {
// skip - already processed in first phase above
}
else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
priorityOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanFactoryPostProcessor.class));
}
else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
orderedPostProcessorNames.add(ppName);
}
else {
nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);
}
}
// First, invoke the BeanFactoryPostProcessors that implement PriorityOrdered.
sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
//执行所有的 BeanFactoryPostProcessor 实现逻辑
invokeBeanFactoryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
//......
}
示例：动态修改BeanDefinition：
@Component
public class MyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
@Override
public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
BeanDefinition myBeanDefinitionRegistrar = beanFactory.getBeanDefinition("myBeanDefinitionRegistrar");
//可以修改 beanDefinition 信息。这里将bean 设置为单例
myBeanDefinitionRegistrar.setScope(BeanDefinition.SCOPE_SINGLETON);
}
}
3。InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation
Instantiation 实例化的意思，和Initialization初始化 比较相似，容易混淆。
postProcessBeforeInstantiation用来获取 bean，如果获取到，则不再执行对应 bean的初始化之前流程，直接执行后面要讲的postProcessAfterInitialization方法。
调用点在AbstractAutowireCapableBeanFactory中：
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
//......
try {
//执行实例化之前的方法
Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbdToUse);
if (bean != null) {
return bean;
}
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbdToUse.getResourceDescription(), beanName,
"BeanPostProcessor before instantiation of bean failed", ex);
}
//......
}
protected 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.
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
Class<?> targetType = determineTargetType(beanName, mbd);
if (targetType != null) {
//开始执行 postProcessBeforeInstantiation 方法
bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(targetType, beanName);
//如果获得结果不为空，则直接执行实例化之后的扩展接口。结束 bean 实例化流程。
if (bean != null) {
bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);
}
}
}
mbd.beforeInstantiationResolved = (bean != null);
}
return bean;
}
如果postProcessBeforeInstantiation获得结果不为空，则结束 bean 实例化流程。
4。SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.determineCandidateConstructors
该扩展点决定判断合适的 bean 构造方法。
具体可参考AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现类，针对以下使用场景：
在MyComponent1中通过构造方法注入MyComponent2:
@Autowired
public MyComponent(MyComponent2 component2){
System.out.println("myComponent init...");
}
这里会判断选择出合适的构造方法，并实例化需要的参数 bean。
调用点在AbstractAutowireCapableBeanFactory中：
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
//......
//获取合适的构造方法，如果为空，则走默认的构造方法。
Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);
if (ctors != null ||
mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_CONSTRUCTOR ||
mbd.hasConstructorArgumentValues() || !ObjectUtils.isEmpty(args)) {
//如果发现有构造方法引用了依赖注入注解，比如：@AutoWired,则调用autowireConstructor方法进行注入
return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);
}
// No special handling: simply use no-arg constructor.
return instantiateBean(beanName, mbd);
}
5。MergedBeanDefinitionPostProcessor.postProcessMergedBeanDefinition
该接口用来合并BeanDefinition，也是对BeanDefinition处理一种扩展接口。
最常用的使用场景：AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现类中，通过该接口解析当前 bean 中所有
指定注解类型的属性：
this.autowiredAnnotationTypes.add(Autowired.class);
this.autowiredAnnotationTypes.add(Value.class);
默认解析上两种注解的属性，将其描述信息合并到当前对象的beanDefinition中，在后面属性填充populateBean的过程中，会取出这些对象，进行注入。
调用点在AbstractAutowireCapableBeanFactory中：
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// Instantiate the bean.
BeanWrapper instanceWrapper = null;
if (mbd.isSingleton()) {
instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
}
//实例化 bean
if (instanceWrapper == null) {
instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
}
final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();
if (beanType != NullBean.class) {
mbd.resolvedTargetType = beanType;
}
// Allow post-processors to modify the merged bean definition.
synchronized (mbd.postProcessingLock) {
if (!mbd.postProcessed) {
try {
//执行 postProcessMergedBeanDefinition 逻辑
applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Post-processing of merged bean definition failed", ex);
}
mbd.postProcessed = true;
}
}
//......
return exposedObject;
}
6。InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation
实例化之后调用的方法，在AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean()填充方法中会触发。
该方法默认返回为true，如果返回false，则中断populateBean方法，即不再执行属性注入的过程。
实际项目中，该扩展方法使用不多。
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
// ......
boolean continueWithPropertyPopulation = true;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
if (!ibp.postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {
continueWithPropertyPopulation = false;
break;
}
}
}
}
if (!continueWithPropertyPopulation) {
return;
}
//......
}
7。SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor.getEarlyBeanReference
getEarlyBeanReference方法只要有在 Spring 发生循环依赖时调用。首先，当bean 创建时，为了防止后续有循环依赖，会提前暴露回调方法，用于 bean 实例化的后置处理。getEarlyBeanReference方法就是在提前暴露的回调方法中触发。
具体调用点在DefaultSingletonBeanRegistry：
@Nullable
protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
//如果 bean 还未实例化，并且正在创建中。
if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
synchronized (this.singletonObjects) {
//判断是否已经提前提前暴露了bean 引用。
singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
//如果运行循环依赖
if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
if (singletonFactory != null) {
//则调用 getObject() 方法
singletonObject = singletonFactory.getObject();
this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
this.singletonFactories.remove(beanName);
}
}
}
}
return singletonObject;
}
在getObject()中调用getEarlyBeanReference方法完成 bean的初始化流程。
protected Object getEarlyBeanReference(String beanName, RootBeanDefinition mbd, Object bean) {
Object exposedObject = bean;
if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) {
SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
exposedObject = ibp.getEarlyBeanReference(exposedObject, beanName);
}
}
}
return exposedObject;
}
大致的流程：
当A实例化之后，Spring IOC会对A依赖的属性进行填充，此时如果发现A依赖了B，会去实例化B。同样在填充B的属性时，如果B也引用了A，就发生了循环依赖。因为A还未创建完成，还未注入Spring中。
Spring的做法是通过对创建中的缓存一个回调函数，类似于一个埋点操作，如果后续填充属性阶段，发生了循环依赖，则通过触发该回调函数来结束该bean的初始化。
当对A实例化时，会提前暴露一个回调方法 ObjectFactory（Spring5中改为了函数式接口） 放入缓存。当B引用A，发现A还未实例化结束，就会通过缓存中的回调方法结束A的初始化流程，然后注入B。然后继续A的填充属性流程，将B注入A，然后结束循环依赖。
boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
//......
if (earlySingletonExposure) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Eagerly caching bean '" + beanName +
"' to allow for resolving potential circular references");
}
//添加回调方法，循环依赖时会回调
addSingletonFactory(beanName, () -> getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean));
}
try {
//填充属性，也就是发生循环依赖的地方
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
throw (BeanCreationException) ex;
}
else {
throw new BeanCreationException(
mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
}
}
//......
8。InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessPropertyValues
该方法用于属性注入，在 bean 初始化阶段属性填充时触发。@Autowired，@Resource 等注解原理基于此方法实现。
具体调用点在AbstractAutowireCapableBeanFactory中populateBean方法：
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
//......
if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
if (pvs == null) {
pvs = mbd.getPropertyValues();
}
PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);
if (hasInstAwareBpps) {
for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
//获取该方法的所有实现类
pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
if (pvs == null) {
return;
}
}
}
}
if (needsDepCheck) {
checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
}
}
//......
}
上述方法会获取所有postProcessPropertyValues的实现方法。例如：在AutowiredAnnotationBeanPostProcessor中实现方式如下，也就是依赖注入的实现代码：
@Override
public PropertyValues postProcessPropertyValues(
PropertyValues pvs, PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws BeanCreationException {
InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
try {
metadata.inject(bean, beanName, pvs);
}
catch (BeanCreationException ex) {
throw ex;
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(beanName, "Injection of autowired dependencies failed", ex);
}
return pvs;
}
9。ApplicationContextAwareProcessor.invokeAwareInterfaces
该扩展点用于执行各种驱动接口。在 bean实例化之后，属性填充之后，通过扩展接口，执行如下驱动接口：
private void invokeAwareInterfaces(Object bean) {
if (bean instanceof Aware) {
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);
}
}
}
所以，只需要实现以上6种驱动接口，就可以获得对应的容器相关的变量。这些变量在实际项目中是比较常用的了。
使用方式：
@Component
public class MyComponent implements ApplicationContextAware, InitializingBean, BeanClassLoaderAware ,ResourceLoaderAware,EnvironmentAware {
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("afterPropertiesSet init...");
}
@Override
public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {
System.out.println("setBeanClassLoader init...");
}
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
System.out.println("setApplicationContext init...");
}
@Override
public void setEnvironment(Environment environment) {
System.out.println("setEnvironment init...");
}
@Override
public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
System.out.println("setResourceLoader init...");
}
}
10。BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeforeInitialization
BeanFactoryPostProcessor中的两个扩展接口是 Spring IOC过程中最后两个扩展接口。其中postProcessBeforeInitialization用于在 bean 实例化之后，afterPropertiesSet方法之前执行的前置接口。
用于对 bean 进行一些属性设置，上面的设置驱动的方法invokeAwareInterfaces便是实现了此接口。
调用点如下：
protected Object initializeBean(final String beanName, final 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;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
//执行前置扩展方法
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
try {
//执行 afterPropertiesSet 方法
invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
throw new BeanCreationException(
(mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
beanName, "Invocation of init method failed", ex);
}
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
//执行后置扩展方法
wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
return wrappedBean;
}
11。InitializingBean.afterPropertiesSet
用于bean实例化之后，设置属性的方法。
上面已经提到，在invokeInitMethods方法中会触发该方法调用：
protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)
throws Throwable {
boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Invoking afterPropertiesSet() on bean with name '" + beanName + "'");
}
if (System.getSecurityManager() != null) {
try {
//执行afterPropertiesSet
AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {
((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
return null;
}, getAccessControlContext());
}
catch (PrivilegedActionException pae) {
throw pae.getException();
}
}
else {
//执行afterPropertiesSet
((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
}
}
}
12。BeanFactoryPostProcessor.postProcessAfterInitialization
该方法Spring IOC过程中最后一个常用的扩展点，用于 bean 初始化之后的后置处理。IOC 流程执行到此处，一个完整的 bean 已经创建结束，可在此处对 bean 进行包装或者代理。Spring AOP 原理便是基于此扩展点实现，实现方式在AbstractAutoProxyCreator中：
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) throws BeansException {
if (bean != null) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
}
return bean;
}
有兴趣的可以移步 Spring AOP相关的文章：SpringBoot2 | Spring AOP 原理源码深度剖析（八）
具体使用方式已上传至 github：
https://github.com/admin801122/springboot2-spring5-studying/tree/master/ioc-beanPostProcessor
总结
我们使用 Spring 或者 SpringBoot 时，通过 Spring 预留的以上扩展接口，可以方便的实现对 Spring IOC 过程中的逻辑做一些扩展和增强。通 Servlet 规范一样，可以理解为面向接口编程。
最后
以上就是舒服吐司为你收集整理的SpringBoot2 | Spring IOC 流程中核心扩展接口的12个扩展点源码分析（十一）的全部内容，希望文章能够帮你解决SpringBoot2 | Spring IOC 流程中核心扩展接口的12个扩展点源码分析（十一）所遇到的程序开发问题。
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