Spring开闭原则的表现-BeanPostProcessor扩展点-1

一、BeanPostProcessor是什么

接口定义

package org.springframework.beans.factory.config;
public interface BeanPostProcessor {
    Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
    Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

BeanPostProcessor是Spring容器的一个扩展点，可以进行自定义的实例化、初始化、依赖装配、依赖检查等流程，即可以覆盖默认的实例化，也可以增强初始化、依赖注入、依赖检查等流程，其javadoc有如下描述：

    e.g. checking for marker interfaces or wrapping them with proxies.

    大体意思是可以检查相应的标识接口完成一些自定义功能实现，如包装目标对象到代理对象。

我们可以看到BeanPostProcessor一共有两个回调方法postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization，那这两个方法会在什么Spring执行流程中的哪个步骤执行呢？还有目前Spring提供哪些相应的实现呢？

 

Spring还提供了BeanPostProcessor一些其他接口实现，来完成除实例化外的其他功能，后续详细介绍。

 

 

 

二、通过源代码看看创建一个Bean实例的具体执行流程：

 

AbstractApplicationContext内部使用DefaultListableBeanFactory，且DefaultListableBeanFactory继承AbstractAutowireCapableBeanFactory，因此我们此处分析AbstractAutowireCapableBeanFactory即可。

 

一、AbstractAutowireCapableBeanFactory的createBean方法代码如下：

protected Object createBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args) throws BeanCreationException {
    resolveBeanClass(mbd, beanName); /1解析Bean的class
    mbd.prepareMethodOverrides(); //2 方法注入准备
    Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd); //3 第一个BeanPostProcessor扩展点
    if (bean != null) { //4 如果3处的扩展点返回的bean不为空，直接返回该bean，后续流程不需要执行
        return bean;
    }
    Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args); //5 执行spring的创建bean实例的流程啦
    return beanInstance;
}

 0.3 第一个BeanPostProcessor扩展点（只有InstantiationAwareBeanPostProcessor接口的实现才会被调用）

 

二、AbstractAutowireCapableBeanFactory的resolveBeforeInstantiation方法代码如下：

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.hasBeanClass() && !mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {
                //3.1、执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessBeforeInstantiation回调方法
                bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(mbd.getBeanClass(), beanName);
                if (bean != null) {
                    //3.2、执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization回调方法
                    bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);
                }
            }
            mbd.beforeInstantiationResolved = (bean != null);
        }
        return bean;
}

 

通过如上代码可以进行实例化的预处理（自定义实例化bean，如创建相应的代理对象）和后处理（如进行自定义实例化的bean的依赖装配）。

 

三、AbstractAutowireCapableBeanFactory的doCreateBean方法代码如下：

 

        // 6、通过BeanWrapper实例化Bean
        BeanWrapper instanceWrapper = null;
        if (mbd.isSingleton()) {
            instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
        }
        if (instanceWrapper == null) {
            instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
        }
        final Object bean = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedInstance() : null);
        Class beanType = (instanceWrapper != null ? instanceWrapper.getWrappedClass() : null);

        //7、执行MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition流程
        synchronized (mbd.postProcessingLock) {
            if (!mbd.postProcessed) {
                applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
                mbd.postProcessed = true;
            }
        }
        // 8、及早暴露单例Bean引用，从而允许setter注入方式的循环引用
        boolean earlySingletonExposure = (mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences &&
                isSingletonCurrentlyInCreation(beanName));
        if (earlySingletonExposure) {
            //省略log
            addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {
                public Object getObject() throws BeansException {
                    //8.1、调用SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的getEarlyBeanReference返回一个需要暴露的Bean（例如包装目标对象到代理对象）
                    return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);
                }
            });
        }

        Object exposedObject = bean;
        try {
            populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper); //9、组装-Bean依赖
            if (exposedObject != null) {
                exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); //10、初始化Bean
            }
        }
        catch (Throwable ex) {
            //省略异常
        }


        //11如果是及早暴露单例bean，通过getSingleton触发3.1处的getEarlyBeanReference调用获取要及早暴露的单例Bean
        if (earlySingletonExposure) {
            Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);
            if (earlySingletonReference != null) {
                if (exposedObject == bean) {
                    exposedObject = earlySingletonReference;
                }
                else if (!this.allowRawInjectionDespiteWrapping && hasDependentBean(beanName)) {
                    String[] dependentBeans = getDependentBeans(beanName);
                    Set<String> actualDependentBeans = new LinkedHashSet<String>(dependentBeans.length);
                    for (String dependentBean : dependentBeans) {
                        if (!removeSingletonIfCreatedForTypeCheckOnly(dependentBean)) {
                            actualDependentBeans.add(dependentBean);
                        }
                    }
                    if (!actualDependentBeans.isEmpty()) {
                        throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName,
                                "Bean with name '" + beanName + "' has been injected into other beans [" +
                                StringUtils.collectionToCommaDelimitedString(actualDependentBeans) +
                                "] in its raw version as part of a circular reference, but has eventually been " +
                                "wrapped. This means that said other beans do not use the final version of the " +
                                "bean. This is often the result of over-eager type matching - consider using " +
                                "'getBeanNamesOfType' with the 'allowEagerInit' flag turned off, for example.");
                    }
                }
            }
        }
        //12、注册Bean的销毁回调
        try {
            registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
        }
        catch (BeanDefinitionValidationException ex) {
            throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName, "Invalid destruction signature", ex);
        }

        return exposedObject;
}

 

 

四、AbstractAutowireCapableBeanFactory的populateBean方法代码如下：

//9、组装-Bean
protected void populateBean(String beanName, AbstractBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw) {
    PropertyValues pvs = mbd.getPropertyValues();
    //省略部分代码
    //9.1、通过InstantiationAwareBeanPostProcessor扩展点允许自定义装配流程（如@Autowired支持等）
    //执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation
    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;
    }
    if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME ||
            mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
        MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);
        // 9. 2、自动装配（根据name/type）
        if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_NAME) {
            autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);
        }
        if (mbd.getResolvedAutowireMode() == RootBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE) {
            autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);
        }
        pvs = newPvs;
    }
    boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();
    boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != RootBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);


    //9. 3、执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessPropertyValues
    if (hasInstAwareBpps || needsDepCheck) {
        PropertyDescriptor[] filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw);
        if (hasInstAwareBpps) {
            for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {
                if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {
                    InstantiationAwareBeanPostProcessor ibp = (InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp;
                    pvs = ibp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);
                    if (pvs == null) {
                        return;
                    }
                }
            }
        }
        //9. 4、执行依赖检查
        if (needsDepCheck) {
            checkDependencies(beanName, mbd, filteredPds, pvs);
        }
    }
    //9. 5、应用依赖注入
    applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}

 

五、AbstractAutowireCapableBeanFactory的initializeBean方法代码如下：

     //10、实例化Bean
     protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, RootBeanDefinition mbd) {
//10.1、调用Aware接口注入（BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware）
invokeAwareMethods(beanName, bean);//此处省略部分代码
//10.2、执行BeanPostProcessor扩展点的postProcessBeforeInitialization进行修改实例化Bean
Object wrappedBean = bean;
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
    wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
}
//10.3、执行初始化回调（1、调用InitializingBean的afterPropertiesSet  2、调用自定义的init-method）
try {
    invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
}
catch (Throwable ex) {
    //异常省略
}
//10.4、执行BeanPostProcessor扩展点的postProcessAfterInitialization进行修改实例化Bean
if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
    wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
}
return wrappedBean;

三、创建一个Bean实例的执行流程简化：

protected Object createBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final Object[] args); 创建Bean

（1、resolveBeanClass(mbd, beanName); 解析Bean class，若class配置错误将抛出CannotLoadBeanClassException；

 

（2、mbd.prepareMethodOverrides(); 准备和验证配置的方法注入，若验证失败抛出BeanDefinitionValidationException

有关方法注入知识请参考【第三章】 DI 之 3.3 更多DI的知识 ——跟我学spring3 3.3.5 方法注入；

 

（3、Object bean = resolveBeforeInstantiation(beanName, mbd); 第一个BeanPostProcessor扩展点，此处只执行InstantiationAwareBeanPostProcessor类型的BeanPostProcessor Bean；

（3.1、bean = applyBeanPostProcessorsBeforeInstantiation(mbd.getBeanClass(), beanName);执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的实例化的预处理回调方法postProcessBeforeInstantiation（自定义的实例化，如创建代理）；

（3.2、bean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(bean, beanName);执行InstantiationAwareBeanPostProcessor的实例化的后处理回调方法postProcessAfterInitialization（如依赖注入），如果3.1处返回的Bean不为null才执行；

 

（4、如果3处的扩展点返回的bean不为空，直接返回该bean，后续流程不需要执行；

 

（5、Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbd, args); 执行spring的创建bean实例的流程；

 

 

（6、createBeanInstance(beanName, mbd, args); 实例化Bean

（6.1、instantiateUsingFactoryMethod 工厂方法实例化；请参考【http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1413857】

（6.2、构造器实例化，请参考【http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1413857】；

（6.2.1、如果之前已经解析过构造器

（6.2.1.1 autowireConstructor：有参调用autowireConstructor实例化

（6.2.1.2、instantiateBean：无参调用instantiateBean实例化；

（6.2.2、如果之前没有解析过构造器：

 

（6.2.2.1、通过SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的determineCandidateConstructors回调方法解析构造器，第二个BeanPostProcessor扩展点，返回第一个解析成功（返回值不为null）的构造器组，如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现将自动扫描通过@Autowired/@Value注解的构造器从而可以完成构造器注入，请参考【第十二章】零配置 之 12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3 ；

（6.2.2.2、autowireConstructor：如果（6.2.2.1返回的不为null，且是有参构造器，调用autowireConstructor实例化；

（6.2.2.3、instantiateBean： 否则调用无参构造器实例化；

 

（7、applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);第三个BeanPostProcessor扩展点，执行Bean定义的合并；

（7.1、执行MergedBeanDefinitionPostProcessor的postProcessMergedBeanDefinition回调方法，进行bean定义的合并；

 

（8、addSingletonFactory(beanName, new ObjectFactory() {

                            public Object getObject() throws BeansException {

                                   return getEarlyBeanReference(beanName, mbd, bean);

                            }

                     });  及早暴露单例Bean引用，从而允许setter注入方式的循环引用

（8.1、SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的getEarlyBeanReference；第四个BeanPostProcessor扩展点，当存在循环依赖时，通过该回调方法获取及早暴露的Bean实例；

 

（9、populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);装配Bean依赖

（9.1、InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation；第五个BeanPostProcessor扩展点，在实例化Bean之后，所有其他装配逻辑之前执行，如果false将阻止其他的InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation的执行和从（9.2到（9.5的执行，通常返回true；

（9.2、autowireByName、autowireByType：根据名字和类型进行自动装配，自动装配的知识请参考【第三章】 DI 之 3.3 更多DI的知识 ——跟我学spring3  3.3.3  自动装配；

（9.3、InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessPropertyValues：第六个BeanPostProcessor扩展点，完成其他定制的一些依赖注入，如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor执行@Autowired注解注入，CommonAnnotationBeanPostProcessor执行@Resource等注解的注入，PersistenceAnnotationBeanPostProcessor执行@ PersistenceContext等JPA注解的注入，RequiredAnnotationBeanPostProcessor执行@ Required注解的检查等等，请参考【第十二章】零配置 之 12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3；

（9.4、checkDependencies：依赖检查，请参考【第三章】 DI 之 3.3 更多DI的知识 ——跟我学spring3  3.3.4  依赖检查；

（9.5、applyPropertyValues：应用明确的setter属性注入，请参考【第三章】 DI 之 3.1 DI的配置使用 ——跟我学spring3 ；

 

（10、exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd); 执行初始化Bean流程；

（10.1、invokeAwareMethods（BeanNameAware、BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware）：调用一些Aware标识接口注入如BeanName、BeanFactory；

（10.2、BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization：第七个扩展点，在调用初始化之前完成一些定制的初始化任务，如BeanValidationPostProcessor完成JSR-303 @Valid注解Bean验证，InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor完成@PostConstruct注解的初始化方法调用，ApplicationContextAwareProcessor完成一些Aware接口的注入（如EnvironmentAware、ResourceLoaderAware、ApplicationContextAware），其返回值将替代原始的Bean对象；

（10.3、invokeInitMethods ： 调用初始化方法；

（10.3.1、InitializingBean的afterPropertiesSet ：调用InitializingBean的afterPropertiesSet回调方法；

（10.3.2、通过xml指定的自定义init-method ：调用通过xml配置的自定义init-method

（10.3.3、BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization ：第八个扩展点，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator（完成xml风格的AOP配置(<aop:config>)的目标对象包装到AOP代理对象）、AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator（完成@Aspectj注解风格（<aop:aspectj-autoproxy> @Aspect）的AOP配置的目标对象包装到AOP代理对象），其返回值将替代原始的Bean对象；

 

（11、if (earlySingletonExposure) {

                     Object earlySingletonReference = getSingleton(beanName, false);

            ……

      } ：如果是earlySingleExposure，调用getSingle方法获取Bean实例；

earlySingleExposure =(mbd.isSingleton() && this.allowCircularReferences && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName))

只要单例Bean且允许循环引用（默认true）且当前单例Bean正在创建中

（11.1、如果是earlySingletonExposure调用getSingleton将触发【8】处ObjectFactory.getObject()的调用，通过【8.1】处的getEarlyBeanReference获取相关Bean（如包装目标对象的代理Bean）；（在循环引用Bean时可能引起Spring事务处理时自我调用的解决方案及一些实现方式的风险）；

 

（12、registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd) ： 注册Bean的销毁方法（只有非原型Bean可注册）；

（12.1、单例Bean的销毁流程

（12.1.1、DestructionAwareBeanPostProcessor的postProcessBeforeDestruction ： 第九个扩展点，如InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor完成@PreDestroy注解的销毁方法注册和调用；

（12.1.2、DisposableBean的destroy：注册/调用DisposableBean的destroy销毁方法；

（12.1.3、通过xml指定的自定义destroy-method ： 注册/调用通过XML指定的destroy-method销毁方法；

（12.1.2、Scope的registerDestructionCallback：注册自定义的Scope的销毁回调方法，如RequestScope、SessionScope等；其流程和【12.1 单例Bean的销毁流程一样】，关于自定义Scope请参考【第三章】 DI 之 3.4 Bean的作用域 ——跟我学spring3

 

（13、到此Bean实例化、依赖注入、初始化完毕可以返回创建好的bean了。

 

 从上面的流程我们可以看到BeanPostProcessor一个使用了九个扩展点，其实还一个扩展点（SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor的predictBeanType在下一篇介绍），接下来我们看看BeanPostProcessor这些扩展点都主要完成什么功能及常见的BeanPostProcessor。

 

我将在下一帖子中使用例子来解析这八个扩展点的主要功能，及一些Spring默认提供的BeanPostProcessor主要作用。

 

欢迎大家一起探讨学习。