Spring注解驱动之BeanPostProcessor后置处理器讲解

Java
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2023-03-12
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  • 概述
  • BeanPostProcessor后置处理器概述
  • BeanPostProcessor后置处理器实例
  • BeanPostProcessor后置处理器作用
  • bean的初始化和销毁流程
  • BeanPostProcessor源码解析
  • BeanPostProcessor接口在Spring底层的应用案例
  • ApplicationContextAwareProcessor类
  • BeanValidationPostProcessor类
  • InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类
  • AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类

概述

在学习Spring的时候，在了解基本用法的时候，如果有时间一定要深入源码了解Spring的底层原理，这样在做一些适配工作、写一些轮子的时候就会比较容易，否则会很难，甚至一头雾水，无法完成工作。

吃透Spring的原理和源码，往往可以拉开人们之间的差距，当前只要是使用Java技术栈开发的Web项目，几乎都会使用Spring框架。

而且目前各招聘网站上对于Java开发的要求几乎清一色的都是熟悉或者精通Spring，所以，你很有必要学习Spring的细节知识点。

BeanPostProcessor后置处理器概述

首先，看下BeanPostProcessor的源码。

package org.springframework.beans.factory.config;

import org.springframework.beans.BeansException;

public interface BeanPostProcessor {
	Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;

	Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

从源码可以看出，BeanPostProcessor是一个接口，其中有两个方法：

postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization这两个方法分别是在Spring容器中的bean初始化前后执行，所以Spring容器中的每个bean对象初始化前后，都会执行BeanPostProcessor接口的两个方法。

也就是说，postProcessBeforeInitialization方法会在bean实例化和属性设置之后，自定义初始化方法之前被调用，而postProcessAfterInitialization方法会在自定义初始化方法之后被调用。当容器中存在多个BeanPostProcessor的实现类时，会按照它们在容器中注册的顺序执行。对于自定义的BeanPostProcessor实现类，还可以让其实现Ordered接口自定义排序。

因此我们可以在每个bean对象初始化前后，加上自己的逻辑。实现方式是自定义一个BeanPostProcessor接口的实现类，例如MyBeanPostProcessor，然后在该类的postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization这两个方法写上自定义逻辑。

BeanPostProcessor后置处理器实例

我们创建一个MyBeanPostProcessor类，实现BeanPostProcessor接口，如下所示。

package com.meimeixia.bean;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component // 将后置处理器加入到容器中，这样的话，Spring就能让它工作了，否则无法工作
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		System.out.println("postProcessBeforeInitialization..." + beanName + "=>" + bean);
		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		System.out.println("postProcessAfterInitialization..." + beanName + "=>" + bean);
		return bean;
	}
}

接下来，我们应该是要编写测试用例来进行测试了。

package com.meimeixia.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

import com.meimeixia.bean.Car;

@ComponentScan("com.meimeixia.bean")
@Configuration
public class MainConfigOfLifeCycle {

	@Bean(initMethod="init", destroyMethod="destroy")
	public Car car() {
		return new Car();
	}	
}

第二处改动是将Cat类上添加的@Scope(“prototype”)注解给注释掉，因为咱们之前做测试的时候，也是将Cat对象设置成多实例bean了。

package com.meimeixia.bean;

import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;

// @Scope("prototype")
@Component
public class Cat implements InitializingBean, DisposableBean {
	
	public Cat() {
		System.out.println("cat constructor...");
	}

	/**
	 * 会在容器关闭的时候进行调用
	 */
	@Override
	public void destroy() throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("cat destroy...");
	}

	/**
	 * 会在bean创建完成，并且属性都赋好值以后进行调用
	 */
	@Override
	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("cat afterPropertiesSet...");
	}
}

好了，现在咱们就可以编写测试用例来进行测试了。

可喜的是，我们也不用再编写一个测试用例了，直接运行IOCTest_LifeCycle类中的test01()方法就行，该方法的代码如下所示。

@Test
public void test01() {
    // 1. 创建IOC容器
    AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfigOfLifeCycle.class);
    System.out.println("容器创建完成");
    // 关闭容器
    applicationContext.close();
}

此时，运行IOCTest_LifeCycle类中的test01()方法，输出的结果信息如下所示。

可以看到，postProcessBeforeInitialization方法会在bean实例化和属性设置之后，自定义初始化方法之前被调用，而postProcessAfterInitialization方法会在自定义初始化方法之后被调用。

当然了，也可以让我们自己写的MyBeanPostProcessor类来实现Ordered接口自定义排序，如下所示。

package com.meimeixia.bean;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 后置处理器，在初始化前后进行处理工作
 * @author liayun
 *
 */
@Component // 将后置处理器加入到容器中，这样的话，Spring就能让它工作了
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, Ordered {
	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		System.out.println("postProcessBeforeInitialization..." + beanName + "=>" + bean);
		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
		System.out.println("postProcessAfterInitialization..." + beanName + "=>" + bean);
		return bean;
	}

	@Override
	public int getOrder() {
		return 3;
	}
}

BeanPostProcessor后置处理器作用

后置处理器可用于bean对象初始化前后进行逻辑增强。

Spring提供了BeanPostProcessor接口的很多实现类，例如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor用于@Autowired注解的实现，AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator用于Spring AOP的动态代理等等。

除此之外，我们还可以自定义BeanPostProcessor接口的实现类，在其中写入咱们需要的逻辑。

bean的初始化和销毁流程

我们知道BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法是在bean的初始化之前被调用；而postProcessAfterInitialization()方法是在bean初始化的之后被调用。

并且bean的初始化和销毁方法我们可以通过如下方式进行指定。

1. 通过@Bean指定init-method和destroy-method

@Bean(initMethod="init", destroyMethod="destroy")

2. 通过让bean实现InitializingBean和DisposableBean这俩接口

@Componentpublic class Cat implements InitializingBean, DisposableBean {}

3. 使用JSR-250规范里面定义的@PostConstruct和@PreDestroy这俩注解

  • @PostConstruct：在bean创建完成并且属性赋值完成之后，来执行初始化方法
  • @PreDestroy：在容器销毁bean之前通知我们进行清理工作

4. 通过让bean实现BeanPostProcessor接口

@Component // 将后置处理器加入到容器中，这样的话，Spring就能让它工作了
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, Ordered {}

通过以上四种方式就可以对bean的整个生命周期进行控制：

  • bean的实例化：调用bean的构造方法，我们可以在bean的无参构造方法中执行相应的逻辑。
  • bean的初始化：在初始化时可以通过BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法进行拦截，执行自定义的逻辑。通过@PostConstruct注解、InitializingBean和init-method来指定bean初始化前后执行的方法，在该方法中可以执行自定义的逻辑。
  • bean的销毁：可以通过@PreDestroy注解、DisposableBean和destroy-method来指定bean在销毁前执行的方法，在方法中可以执行自定义的逻辑。

所以，通过上述4种方式，我们可以控制Spring中bean的整个生命周期。

BeanPostProcessor源码解析

如果想深刻理解BeanPostProcessor的工作原理，那么就不得不看下相关的源码，我们可以在MyBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法这两处打上断点来进行调试，如下所示。 

public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor, Ordered {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("postProcessBeforeInitialization" + ",beanName:"+beanName + ",bean=>" + bean);
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        System.out.println("postProcessAfterInitialization" + ",beanName:"+beanName + ",bean=>" + bean);
        return bean;
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 3;
    }
}

通过断点调试，我们可以看到，在applyBeanPostProcessorBeforeInitialization()方法中，会遍历所有BeanPostProcessor对象，然后依次执行所有BeanPostProcessor对象的postProcessorBeforeInitialization()方法，一旦BeanPostProcessor对象的postProcessBeforeInitialization()方法返回null以后，则后面的BeanPostProcessor对象便不再执行了，而是直接退出for循环。这些都是我们看源码看到的。

看Spring源码，我们还看到一个细节，在Spring中调用initializeBean()方法之前，还调用了populateBean()方法来为bean的属性赋值。

经过一系列的跟踪源码分析，我们可以将关键代码的调用过程使用如下伪代码表述出来。

populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); // 给bean进行属性赋值
initializeBean(beanName, exposedObject, mbd)
{
	applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
	invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd); // 执行自定义初始化
	applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}

也就是说，在Spring中，调用initializeBean()方法之前，调用了populateBean()方法为bean的属性赋值，为bean的属性赋好值之后，再调用initializeBean()方法进行初始化。

在initializeBean()中，调用自定义的初始化方法（即invokeInitMethods()）之前，调用了applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization()方法，而在调用自定义的初始化方法之后，又调用了applyBeanPostProcessorsAfterInitialization()方法。至此，整个bean的初始化过程就这样结束了。

BeanPostProcessor接口在Spring底层的应用案例

ApplicationContextAwareProcessor类

org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor是BeanPostProcessor接口的一个实现类，这个类的作用是可以向组件中注入IOC容器，大致的源码如下。

注意：我这里的Spring版本为4.3.12.RELEASE。

那具体如何使用ApplicationContextAwareProcessor类向组件中注入IOC容器呢？

如果需要向组件中注入IOC容器，那么可以让组件实现ApplicationContextAware接口。

例如，我们创建一个创建一个Dog类，使其实现ApplicationContextAware接口，此时，我们需要实现ApplicationContextAware接口中的setApplicationContext()方法，在setApplicationContext()方法中有一个ApplicationContext类型的参数，这个就是IOC容器对象，我们可以在Dog类中定义一个ApplicationContext类型的成员变量，然后在setApplicationContext()方法中为这个成员变量赋值，此时就可以在Dog类中的

其他方法中使用ApplicationContext对象了，如下所示。

package com.meimeixia.bean;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * ApplicationContextAwareProcessor这个类的作用是可以帮我们在组件里面注入IOC容器，
 * 怎么注入呢？我们想要IOC容器的话，比如我们这个Dog组件，只需要实现ApplicationContextAware接口就行
 * 
 */
@Component
public class Dog implements ApplicationContextAware {
	
	private ApplicationContext applicationContext;

	public Dog() {
		System.out.println("dog constructor...");
	}
	
	// 在对象创建完成并且属性赋值完成之后调用
	@PostConstruct
	public void init() { 
		System.out.println("dog...@PostConstruct...");
	}
	
	// 在容器销毁（移除）对象之前调用
	@PreDestroy
	public void destory() {
		System.out.println("dog...@PreDestroy...");
	}

	@Override
	public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException { // 在这儿打个断点调试一下
		// TODO Auto-generated method stub
		this.applicationContext = applicationContext;
	}	
}

看到这里，相信不少小伙伴们都有一种很熟悉的感觉，没错，我之前也在项目中使用过！是的，这就是BeanPostProcessor在Spring底层的一种使用场景。至于上面的案例代码为何会在setApplicationContext()方法中获取到ApplicationContext对象，这就是ApplicationContextAwareProcessor类的功劳了！

接下来，我们就深入分析下ApplicationContextAwareProcessor类。

我们先来看下ApplicationContextAwareProcessor类中对于postProcessBeforeInitialization()方法的实现，如下所示。

在bean初始化之前，首先对当前bean的类型进行判断，如果当前bean的类型不是EnvironmentAware，不是EmbeddedValueResolverAware，不是ResourceLoaderAware，不是ApplicationEventPublisherAware，不是MessageSourceAware，也不是ApplicationContextAware，那么直接返回bean。

如果是上面类型中的一种类型，那么最终会调用invokeAwareInterfaces()方法，并将bean传递给该方法。

invokeAwareInterfaces()方法又是个什么呢？我们继续看invokeAwareInterfaces()方法的源码，如下所示。

可以看到invokeAwareInterfaces()方法的源码比较简单，就是判断当前bean属于哪种接口类型，然后将bean强转为哪种接口类型的对象，接着调用接口中的方法，将相应的参数传递到接口的方法中。

我们可以看到，此时会将this.applicationContext传递到ApplicationContextAware接口的setApplicationContext()方法中。所以，我们在Dog类的setApplicationContext()方法中就可以直接接收到ApplicationContext对象了。

BeanValidationPostProcessor类

org.springframework.validation.beanvalidation.BeanValidationPostProcessor类注意是用来为bean进行校验操作的，当我们创建bean，并为bean赋值后，我们可以通过BeanValidationPostProcessor类为bean进行校验操作。BeanValidationPostProcessor类源码如下：

这里，我们也来看看postProcessBeforeInitialization()方法和postProcessAfterInitialization()方法的实现，如下所示。

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类

org.springframework.beans.factory.annotation.InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类主要用来处理@PostConstruct注解和@PreDestroy注解。

使用了@PostConstruct注解和@PreDestroy注解来标注方法，Spring怎么就知道什么时候执行@PostConstruct注解标注的方法，什么时候执行@PreDestroy注解标注的方法呢？这就要归功于InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类了。

接下来，我们也通过Debug的方式来跟进下代码的执行流程。首先，在Dog类的initt()方法上打上一个断点，如下所示。

在InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor类的postProcessBeforeInitialization()方法中，首先会找到bean中有关生命周期的注解，比如@PostConstruct注解等，找到这些注解之后，则将这些信息赋值给LifecycleMetadata类型的变量metadata，之后调用metadata的invokeInitMethods()方法，通过反射来调用标注了@PostConstruct注解的方法。

这就是为什么标注了@PostConstruct注解的方法会被Spring执行的原因。

	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;
	}

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类

org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor类主要是用于处理标注了@Autowired注解的变量或方法。

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