如何理解Spring中的Bean

男娘i 2024-03-22 13:41 45阅读 0赞

### Bean定义 ###

Bean作为Spring框架面试中不可或缺的概念，其本质上是指代**任何被Spring加载生成出来的对象**。（本质上区别于Java Bean，Java Bean是对于Java类的一种规范定义。）Spring Bean代表着Spring中最小的执行单位，其加载、作用域、生命周期的管理都由Spring操作。可见Spring Bean在整个Spring框架中的重要地位。

### 设计目的 ###

在了解Spring是如何管理Bean组件之前，咱们有必要了解为什么Spring需要设计出来这么一套机制。假设当前咱们是某个大家族里的公子转世，天天过着衣来伸手饭来张口的生活。在你的家里，有一位无微不至的大管家，无论你需要什么，只要跟管家说一下，他就能给你找来。

有一天，你突然饿了，于是你对着管家吩咐道：“本少爷想吃帝王蟹。”。管家听到命令后，吭哧吭哧的给你搞来了。至于管家到底是抓来的、还是买来的，作为少爷的你自然是不关注的。

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与此相类似的，如果把程序员想像成少爷，那么SpringBoot就是我们忠诚的管家先生。当我们需要用容器内的对象时，只需要“告诉”Spring，Spring就能自动帮我们加载，我们则无需考虑这个Bean到底是如何加载的、什么时候回收等细节逻辑。我们只需要使用即可。由此一来，**降低了使用门槛，也减少了对于细节的一些管理**。

### 装配及注入 ###

在了解了Spring设计Bean的目的以后，我们就可以来了解下在Spring中，我们是如何告诉Spring，我们需要一个Bean的了。以下面的MyBean类为例子，我们来一步步介绍Spring是如何管理、加载bean的。

@Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class MyBean {
        Integer filedA;
    
        String fieldB;
    }
    复制代码

开门见山的说，Spring对于Bean的装配有三种方式：**xml装配**、**java显式配置**和**自动装配**。

#### xml装配 ####

对于xml装配来说，需要搭建一个Spring-bean.xml的文件，该文件中用于标注哪些是需要注入到spring中的类对象。如下是一个具体的实例。

**xml装配配置：**

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    
        <bean id="myBean" class="com.example.demo.service.spring.MyBean">
            <property name="filedA" value="11"/>
            <property name="fieldB" value="xiaoaojun"/>
        </bean>
    </beans>
    复制代码

**启动类：**

@SneakyThrows
        public static void main(String[] args) {
            ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-bean.xml");
            System.out.println(context.getBean("myBean"));
        }
    复制代码

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#### Java装配 ####

xml装配作为一种比较老的装配方式，随着Spring的升级已经逐渐被新的方式 - java装配的方式给替换掉了。经常在第三方项目中，如果我们想要注入一个容器，那么往往需要通过注解\*\*@Configuration + @Bean\*\*的方式进行实现。依旧是以上面的代码为例子，采用Java装配的逻辑如下所示：

@Configuration
    public class MyBeanConfiguration {
    
        @Bean(name = "myBean")
        public MyBean initMyBean(){
            return new MyBean();
        }
    }
    复制代码

@SpringBootApplication
    @ComponentScan(basePackages = {"com.example.demo.*", "com.alibaba"}) // 需指明路径。
    @Slf4j
    public class DemoApplication {
        
    	@SneakyThrows
        public static void main(String[] args) {
            ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
            Object myBean = run.getBean("myBean");
            System.out.println(myBean);
        }
    }
    复制代码

需要注意的点是，Spring默认是不会开启第三方的bean扫描的（这个取决于第三种方式中的自动装配机制。），如果需要对第三方的包进行扫描，那么需要采用@ComponentScan注解进行显式的指明。

#### 自动装配 ####

自动装配机制是SpringBoot的一大亮点之一，其**主要依赖于@SpringBootApplication下的@EnableAutoConfiguration注解**实现。简单来说，就是在该注解指定的目录下，通过使用@Component及其衍生注解如@Service、@Repository等，Spring就会默认将对应对象注册道容器中。具体例子如下：

@Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    @Component
    public class MyBean {
        Integer filedA;
    
        String fieldB;
    }
    复制代码

@SpringBootApplication
    @ComponentScan(basePackages = {"com.example.demo.*", "com.alibaba"}) // 需要显示指明路径。
    @Slf4j
    public class DemoApplication {
        
    	@SneakyThrows
        public static void main(String[] args) {
            ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
            Object myBean = run.getBean("myBean");
            System.out.println(myBean);
        }
    }
    复制代码

自动装配的方案，**遵循了“约定大于配置”的设计理念**，通过约定俗成来极大减少了程序员开发的成本。在通常情况下，Spring只会默认扫描当前类路径下的组件，不会扫描其他第三方包组件。可以通过上文的@ComponentScan来扩充扫描的范围，当然也可以通过在类路径下修改*META-INF/spring.factories*文件，来指定对应的扫描路径。

### 生命周期 ###

#### 作用域 ####

在了解了Bean的设计目的及其装配注入的方式后，咱们有必要对Bean的整个生命周期做一个了解。但是在了解具体的生命周期之前，我们需要了解一个概念，即容器的作用域。作用域大致有以下五种：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>作用域</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>singleton（默认）</td> 
   <td>将单个 bean 定义限定为每个 Spring IoC 容器的单个对象实例。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>property</td> 
   <td>将单个 bean 定义限定为任意数量的对象实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>request</td> 
   <td>每次用户请求时，只生成一个Bean对象。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>session</td> 
   <td>每次Http会话建立到终止时，只能够生成一个对应的Bean实例。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>application</td> 
   <td>每次应用启动到终止，只维持一个对应的Bean实例对象。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>websocket</td> 
   <td>每次webSocket从建立链接到断开链接，只存在一个对应的Bean实例对象</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

从含义的解释上来看，作用域主要是解决Bean的作用范围的。以singleton和property来说，singleton在创建之后，springboot会保证整个上下文环境中都只存在一个该类型的bean。而如果是property情况，那么每次springboot发生加载的时候，都会新创建一个bean进行注入。

相似的，request、session则是在每次用户请求、每次会话建立都新创建bean进行注入。通过指定作用域，我们就可以判断出当前这个Bean对象的大致生命周期和作用范围。

#### Bean生命周期 ####

todo？从主观上来考虑，一个Bean在容器中管理，大概需要以下这么几步：

1、调用构造方法，创建对应的Bean类。此时Bean类中的属性都是空的。

2、将Bean所依赖的一些数据，如待注入的容器等，填充到Bean对象中。

3、调用bean内的一些方法，如启动数据库链接等。同时将Bean填充到容器中存储起来，以方便应用程序获取使用。

4、如果当前不再使用该Bean对象，则调用销毁方法，将当前Bean销毁。

而这上述几步，其实也就对应着Bean生命周期：

*  **实例化 Instantiation**
 *  **属性赋值 Populate**
 *  **初始化 Initialization**（这里需要注意，初始化主要负责执行一些Bean的启动、链接方法，如连接数据库等。）
 *  **销毁 Destruction**

同时，为了方便拓展，Spring也在特定的生命周期前后提供了接口以供拓展实现，最重要的两个实现接口就是如下两个：

*  **BeanPostProcessor**
 *  **InstantiationAwareBeanPostProcessor**

InstantiationAwareBeanPostProcessor主要在Bean实例化、属性赋值的时候提供了拓展接口；

而BeanPostProcessor则主要在Bean初始化前后提供拓展接口。我们熟知的@PostConstruct注解，就是通过实现了BeanPostProcessor接口，来实现的后处理机制。

总体来说，Spring中bean的基本生命流程主要如下所示：

![format_png 2][]

一些关键节点的代码如下所示：

**实例化**：org.springframework.beans.BeanWrapper\#getWrappedInstance

![format_png 3][]

**属性填充**：org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory\#populateBean

**对象初始化**：org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory\#initializeBean(java.lang.String, java.lang.Object, org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition)

![format_png 4][]

\*\*对象销毁：\*\*org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry\#destroySingleton

![format_png 5][]

至此，一个Bean从加载到使用及销毁的流程，大体上就介绍完了。

### 总结 ###

本文从Bean的定义、设计目的入手，介绍了SpringBoot中Bean机制的重要地位。同时通过Bean的装配注入机制、生命周期管理入手，剖析了SpringBoot是如何管理和处理Bean的。通过以上对Bean的介绍，相信我们可以在以后的代码开发中更加得心应手。

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