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进阶必须知道的16个 SpringBoot 扩展接口

欢马劈雪

工程师 (已认证)

  • 原创分享签约作者

发表于教程文章
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1、背景

Spring的核心思想就是容器，当容器refresh的时候，外部看上去风平浪静，其实内部则是一片惊涛骇浪，汪洋一片。Springboot更是封装了Spring，遵循约定大于配置，加上自动装配的机制。很多时候我们只要引用了一个依赖，几乎是零配置就能完成一个功能的装配。

我非常喜欢这种自动装配的机制，所以在自己开发中间件和公共依赖工具的时候也会用到这个特性。让使用者以最小的代价接入。想要把自动装配玩的转，就必须要了解spring对于bean的构造生命周期以及各个扩展接口。当然了解了bean的各个生命周期也能促进我们加深对spring的理解。业务代码也能合理利用这些扩展点写出更加漂亮的代码。

在这篇文章里，我总结了几乎Spring & Springboot所有的扩展接口，以及各个扩展点的使用场景。并且整理出了一个bean在spring内部从被加载到最后初始化完成所有可扩展点的顺序调用图。从而我们也能窥探到bean是如何一步步加载到spring容器中的。

2、可扩展的接口启动调用顺序图

以下是我整理的spring容器中Bean的生命周期内所有可扩展的点的调用顺序，下面会一个个分析

nowjava.com


3、ApplicationContextInitializer

org.springframework.context.ApplicationContextInitializer

这是整个spring容器在刷新之前初始化ConfigurableApplicationContext的回调接口，简单来说，就是在容器刷新之前调用此类的initialize方法。这个点允许被用户自己扩展。用户可以在整个spring容器还没被初始化之前做一些事情。

可以想到的场景可能为，在最开始激活一些配置，或者利用这时候class还没被类加载器加载的时机，进行动态字节码注入等操作。

扩展方式为：

public class TestApplicationContextInitializer implements ApplicationContextInitializer {      
    @Override      
    public void initialize(ConfigurableApplicationContext applicationContext) {      
        System.out.println("[ApplicationContextInitializer]");      
    }      
}

因为这时候spring容器还没被初始化，所以想要自己的扩展的生效，有以下三种方式：

  • 在启动类中用springApplication.addInitializers(new TestApplicationContextInitializer())语句加入

  • 配置文件配置context.initializer.classes=com.example.demo.TestApplicationContextInitializer

  • Spring SPI扩展，在spring.factories中加入org.springframework.context.ApplicationContextInitializer=com.example.demo.TestApplicationContextInitializer

4、BeanDefinitionRegistryPostProcessor

org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor

这个接口在读取项目中的beanDefinition之后执行，提供一个补充的扩展点

使用场景：你可以在这里动态注册自己的beanDefinition，可以加载classpath之外的bean

扩展方式为:

public class TestBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {      
    @Override      
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {      
        System.out.println("[BeanDefinitionRegistryPostProcessor] postProcessBeanDefinitionRegistry");      
    }      
      
    @Override      
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {      
        System.out.println("[BeanDefinitionRegistryPostProcessor] postProcessBeanFactory");      
    }      
}


5、BeanFactoryPostProcessor

org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor

这个接口是beanFactory的扩展接口，调用时机在spring在读取beanDefinition信息之后，实例化bean之前。

在这个时机，用户可以通过实现这个扩展接口来自行处理一些东西，比如修改已经注册的beanDefinition的元信息。

扩展方式为：

public class TestBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {      
    @Override      
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {      
        System.out.println("[BeanFactoryPostProcessor]");      
    }      
}


6、InstantiationAwareBeanPostProcessor

org.springframework.beans.factory.config.InstantiationAwareBeanPostProcessor

该接口继承了BeanPostProcess接口，区别如下：

BeanPostProcess接口只在bean的初始化阶段进行扩展（注入spring上下文前后），而InstantiationAwareBeanPostProcessor接口在此基础上增加了3个方法，把可扩展的范围增加了实例化阶段和属性注入阶段。

该类主要的扩展点有以下5个方法，主要在bean生命周期的两大阶段：实例化阶段和初始化阶段，下面一起进行说明，按调用顺序为：

  • postProcessBeforeInstantiation：实例化bean之前，相当于new这个bean之前

  • postProcessAfterInstantiation：实例化bean之后，相当于new这个bean之后

  • postProcessPropertyValues：bean已经实例化完成，在属性注入时阶段触发，@Autowired,@Resource等注解原理基于此方法实现

  • postProcessBeforeInitialization：初始化bean之前，相当于把bean注入spring上下文之前

  • postProcessAfterInitialization：初始化bean之后，相当于把bean注入spring上下文之后

使用场景：这个扩展点非常有用 ，无论是写中间件和业务中，都能利用这个特性。比如对实现了某一类接口的bean在各个生命期间进行收集，或者对某个类型的bean进行统一的设值等等。

扩展方式为：

public class TestInstantiationAwareBeanPostProcessor implements InstantiationAwareBeanPostProcessor {      
      
    @Override      
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestInstantiationAwareBeanPostProcessor] before initialization " + beanName);      
        return bean;      
    }    
    
    @Override      
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestInstantiationAwareBeanPostProcessor] after initialization " + beanName);      
        return bean;      
    }      
      
    @Override      
    public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestInstantiationAwareBeanPostProcessor] before instantiation " + beanName);      
        return null;      
    }      
      
    @Override      
    public boolean postProcessAfterInstantiation(Object bean, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestInstantiationAwareBeanPostProcessor] after instantiation " + beanName);      
        return true;      
    }      
      
    @Override      

    public PropertyValues postProcessPropertyValues(PropertyValues pvs, 
PropertyDescriptor[] pds, Object bean, String beanName) throws 
BeansException {      
        System.out.println("[TestInstantiationAwareBeanPostProcessor] postProcessPropertyValues " + beanName);      
        return pvs;      
    }



7、SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

org.springframework.beans.factory.config.SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor

该扩展接口有3个触发点方法：

  • predictBeanType：该触发点发生在postProcessBeforeInstantiation之前(在图上并没有标明，因为一般不太需要扩展这个点)，这个方法用于预测Bean的类型，返回第一个预测成功的Class类型，如果不能预测返回null；当你调用BeanFactory.getType(name)时当通过bean的名字无法得到bean类型信息时就调用该回调方法来决定类型信息。

  • determineCandidateConstructors：该触发点发生在postProcessBeforeInstantiation之后，用于确定该bean的构造函数之用，返回的是该bean的所有构造函数列表。用户可以扩展这个点，来自定义选择相应的构造器来实例化这个bean。

  • getEarlyBeanReference：该触发点发生在postProcessAfterInstantiation之后，当有循环依赖的场景，当bean实例化好之后，为了防止有循环依赖，会提前暴露回调方法，用于bean实例化的后置处理。这个方法就是在提前暴露的回调方法中触发。

扩展方式为：

public class TestSmartInstantiationAwareBeanPostProcessor implements SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor {      
      
    @Override      
    public Class<?> predictBeanType(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestSmartInstantiationAwareBeanPostProcessor] predictBeanType " + beanName);      
        return beanClass;      
    }      
      
    @Override      
    public Constructor<?>[] determineCandidateConstructors(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestSmartInstantiationAwareBeanPostProcessor] determineCandidateConstructors " + beanName);      
        return null;      
    }      
      
    @Override      
    public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestSmartInstantiationAwareBeanPostProcessor] getEarlyBeanReference " + beanName);      
        return bean;      
    }      
}


8、BeanFactoryAware

org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware

这个类只有一个触发点，发生在bean的实例化之后，注入属性之前，也就是Setter之前。这个类的扩展点方法为setBeanFactory，可以拿到BeanFactory这个属性。

使用场景为，你可以在bean实例化之后，但还未初始化之前，拿到 BeanFactory，在这个时候，可以对每个bean作特殊化的定制。也或者可以把BeanFactory拿到进行缓存，日后使用。

扩展方式为：

public class TestBeanFactoryAware implements BeanFactoryAware {      
    @Override      
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {      
        System.out.println("[TestBeanFactoryAware] " + beanFactory.getBean(TestBeanFactoryAware.class).getClass().getSimpleName());      
    }      
}


9、ApplicationContextAwareProcessor

org.springframework.context.support.ApplicationContextAwareProcessor

该类本身并没有扩展点，但是该类内部却有6个扩展点可供实现 ，这些类触发的时机在bean实例化之后，初始化之前

nowjava.com


可以看到，该类用于执行各种驱动接口，在bean实例化之后，属性填充之后，通过执行以上红框标出的扩展接口，来获取对应容器的变量。所以这里应该来说是有6个扩展点，这里就放一起来说了

  • EnvironmentAware：用于获取EnviromentAware的一个扩展类，这个变量非常有用， 可以获得系统内的所有参数。当然个人认为这个Aware没必要去扩展，因为spring内部都可以通过注入的方式来直接获得。

  • EmbeddedValueResolverAware：用于获取StringValueResolver的一个扩展类， StringValueResolver用于获取基于String类型的properties的变量，一般我们都用@Value的方式去获取，如果实现了这个Aware接口，把StringValueResolver缓存起来，通过这个类去获取String类型的变量，效果是一样的。

  • ResourceLoaderAware：用于获取ResourceLoader的一个扩展类，ResourceLoader可以用于获取classpath内所有的资源对象，可以扩展此类来拿到ResourceLoader对象。

  • ApplicationEventPublisherAware：用于获取ApplicationEventPublisher的一个扩展类，ApplicationEventPublisher可以用来发布事件，结合ApplicationListener来共同使用，下文在介绍ApplicationListener时会详细提到。这个对象也可以通过spring注入的方式来获得。

  • MessageSourceAware：用于获取MessageSource的一个扩展类，MessageSource主要用来做国际化。

  • ApplicationContextAware：用来获取ApplicationContext的一个扩展类，ApplicationContext应该是很多人非常熟悉的一个类了，就是spring上下文管理器，可以手动的获取任何在spring上下文注册的bean，我们经常扩展这个接口来缓存spring上下文，包装成静态方法。同时ApplicationContext也实现了BeanFactory，MessageSource，ApplicationEventPublisher等接口，也可以用来做相关接口的事情。


10、BeanNameAware

org.springframework.beans.factory.BeanNameAware

可以看到，这个类也是Aware扩展的一种，触发点在bean的初始化之前，也就是postProcessBeforeInitialization之前，这个类的触发点方法只有一个：setBeanName

使用场景为：用户可以扩展这个点，在初始化bean之前拿到spring容器中注册的的beanName，来自行修改这个beanName的值。

扩展方式为：

public class NormalBeanA implements BeanNameAware{      
    public NormalBeanA() {      
        System.out.println("NormalBean constructor");      
    }      
    
    @Override      
    public void setBeanName(String name) {      
        System.out.println("[BeanNameAware] " + name);      
    }      
}


11、@PostConstruct

javax.annotation.PostConstruct

这个并不算一个扩展点，其实就是一个标注。其作用是在bean的初始化阶段，如果对一个方法标注了@PostConstruct，会先调用这个方法。这里重点是要关注下这个标准的触发点，这个触发点是在postProcessBeforeInitialization之后，InitializingBean.afterPropertiesSet之前。

使用场景：用户可以对某一方法进行标注，来进行初始化某一个属性

扩展方式为：

public class NormalBeanA {      
    public NormalBeanA() {      
        System.out.println("NormalBean constructor");      
    }      
    
    @PostConstruct      
    public void init(){      
        System.out.println("[PostConstruct] NormalBeanA");      
    }      
}


12、InitializingBean

org.springframework.beans.factory.InitializingBean

这个类，顾名思义，也是用来初始化bean的。InitializingBean接口为bean提供了初始化方法的方式，它只包括afterPropertiesSet方法，凡是继承该接口的类，在初始化bean的时候都会执行该方法。这个扩展点的触发时机在postProcessAfterInitialization之前。

使用场景：用户实现此接口，来进行系统启动的时候一些业务指标的初始化工作。

扩展方式为：

public class NormalBeanA implements InitializingBean{      
    @Override      
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {      
        System.out.println("[InitializingBean] NormalBeanA");      
    }      
}


13、FactoryBean

org.springframework.beans.factory.FactoryBean

一般情况下，Spring通过反射机制利用bean的class属性指定支线类去实例化bean，在某些情况下，实例化Bean过程比较复杂，如果按照传统的方式，则需要在bean中提供大量的配置信息。配置方式的灵活性是受限的，这时采用编码的方式可能会得到一个简单的方案。Spring为此提供了一个org.springframework.bean.factory.FactoryBean的工厂类接口，用户可以通过实现该接口定制实例化Bean的逻辑。

FactoryBean接口对于Spring框架来说占用重要的地位，Spring自身就提供了70多个FactoryBean的实现。它们隐藏了实例化一些复杂bean的细节，给上层应用带来了便利。从Spring3.0开始，FactoryBean开始支持泛型，即接口声明改为FactoryBean<T>的形式

使用场景：用户可以扩展这个类，来为要实例化的bean作一个代理，比如为该对象的所有的方法作一个拦截，在调用前后输出一行log，模仿ProxyFactoryBean的功能。

扩展方式为：

public class TestFactoryBean implements FactoryBean<TestFactoryBean.TestFactoryInnerBean> {      
      
    @Override      
    public TestFactoryBean.TestFactoryInnerBean getObject() throws Exception {      
        System.out.println("[FactoryBean] getObject");      
        return new TestFactoryBean.TestFactoryInnerBean();      
    }     
     
    @Override      
    public Class<?> getObjectType() {      
        return TestFactoryBean.TestFactoryInnerBean.class;      
    }      
      
    @Override      
    public boolean isSingleton() {      
        return true;      
    }      
      
    public static class TestFactoryInnerBean{      
      
    }      
}


14、SmartInitializingSingleton

org.springframework.beans.factory.SmartInitializingSingleton

这个接口中只有一个方法afterSingletonsInstantiated，其作用是是 在spring容器管理的所有单例对象（非懒加载对象）初始化完成之后调用的回调接口。其触发时机为postProcessAfterInitialization之后。

使用场景：用户可以扩展此接口在对所有单例对象初始化完毕后，做一些后置的业务处理。

扩展方式为：

public class TestSmartInitializingSingleton implements SmartInitializingSingleton {      
    @Override      
    public void afterSingletonsInstantiated() {      
        System.out.println("[TestSmartInitializingSingleton]");      
    }      
}


15、CommandLineRunner

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