Spring源码：Bean生命周期（五）

前言

在上一篇文章中，我们深入探讨了 Spring 框架中 Bean 的实例化过程，该过程包括从 Bean 定义中加载当前类、寻找所有实现了 InstantiationAwareBeanPostProcessor 接口的类并调用实例化前的方法、进行实例化、调用 applyMergedBeanDefinitionPostProcessors 方法等多个步骤，最终生成了一个真正的 Bean 实例。但是，这个 Bean 实例还没有被初始化和注入属性，还不能真正发挥作用。

在今天的文章中，我们将深入探讨 Bean 的属性注入和初始化流程，从而使其成为一个真正意义上的 Bean。这个过程包括属性注入、Aware 接口回调、BeanPostProcessor 的前置和后置处理等多个步骤，通过本文的学习，读者将能够更深入地了解 Spring 框架中 Bean 的属性注入和初始化过程，为后续的学习和实践打下坚实的基础。

populateBean

在 Spring 框架中，属性注入是 Bean 初始化过程中的一个重要环节。在 Bean 实例化完成后，Spring 框架会根据 Bean 定义中的属性设置进行属性注入，同时还会调用一些 Aware 接口回调方法，以及一些 BeanPostProcessor 的前置和后置处理方法，最终完成 Bean 的初始化过程。好的，抛去不用看的，我们来看下剩下的源码：

	protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {}
......PropertyValues pvs = (mbd.hasPropertyValues() ? mbd.getPropertyValues() : null);int resolvedAutowireMode = mbd.getResolvedAutowireMode();if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME || resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {// MutablePropertyValues是PropertyValues具体的实现类MutablePropertyValues newPvs = new MutablePropertyValues(pvs);// Add property values based on autowire by name if applicable.if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_NAME) {autowireByName(beanName, mbd, bw, newPvs);}// Add property values based on autowire by type if applicable.if (resolvedAutowireMode == AUTOWIRE_BY_TYPE) {autowireByType(beanName, mbd, bw, newPvs);}pvs = newPvs;}boolean hasInstAwareBpps = hasInstantiationAwareBeanPostProcessors();boolean needsDepCheck = (mbd.getDependencyCheck() != AbstractBeanDefinition.DEPENDENCY_CHECK_NONE);PropertyDescriptor[] filteredPds = null;if (hasInstAwareBpps) {if (pvs == null) {pvs = mbd.getPropertyValues();}for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {// 这里会调用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor的postProcessProperties()方法，会直接给对象中的属性赋值// AutowiredAnnotationBeanPostProcessor内部并不会处理pvs，直接返回了PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);if (pvsToUse == null) {if (filteredPds == null) {filteredPds = filterPropertyDescriptorsForDependencyCheck(bw, mbd.allowCaching);}pvsToUse = bp.postProcessPropertyValues(pvs, filteredPds, bw.getWrappedInstance(), beanName);if (pvsToUse == null) {return;}}pvs = pvsToUse;}}......// 如果当前Bean中的BeanDefinition中设置了PropertyValues，那么最终将是PropertyValues中的值，覆盖@Autowiredif (pvs != null) {applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);}}

PropertyValues

在 Spring 框架中，PropertyValues 对象是从 Bean 定义中获取的，而我们自己定义的 Bean 并没有这个属性值。一般情况下，这一步会被跳过，但如果需要注入属性值，我们可以通过实现 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口的 postProcessMergedBeanDefinition 方法来对 Bean 定义进行修改，从而添加需要注入的属性值。

具体来说，我们可以定义一个实现了 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口的类，比如下面这个例子：：

@Component
public class MyInstantiationAwareBeanPostProcessors implements InstantiationAwareBeanPostProcessor, MergedBeanDefinitionPostProcessor {@Overridepublic void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName) {if (beanName.equals("userService")) {beanDefinition.setPropertyValues(new MutablePropertyValues().add("orderService", new First()));}}
}

在这个例子中，我们判断如果 Bean 的名称是 “userService”，则添加一个名为 “orderService” 的属性，并将其值设置为 First 类的一个实例。需要注意的是，为了能够正常注入属性值，我们需要在 Bean 中定义一个名为 “setOrderService” 的 setter 方法，这样就可以注入进去，当然我写的这个是报错的状态，这样大家可以找到他是在哪里进行调用的。

autowireByName/autowireByType

讲解之前，我先声明一下他跟我们的@autowired注解没有半毛钱关系，除了上面一种我们人为干预的，还有一种Spring自带的方式，在我们配置类中：

	@Bean(autowire = Autowire.BY_NAME)public UserService userService(){return new UserService();}

这样定义时，他就会自动扫描你这个当前类中所有的set方法，是所有的、而且不区分的。这里以autowireByName为例讲解，autowireByType类似：

	protected void autowireByName(String beanName, AbstractBeanDefinition mbd, BeanWrapper bw, MutablePropertyValues pvs) {// 当前Bean中能进行自动注入的属性名String[] propertyNames = unsatisfiedNonSimpleProperties(mbd, bw);// 遍历每个属性名，并去获取Bean对象，并设置到pvs中for (String propertyName : propertyNames) {if (containsBean(propertyName)) {Object bean = getBean(propertyName);pvs.add(propertyName, bean);// 记录一下propertyName对应的Bean被beanName给依赖了registerDependentBean(propertyName, beanName);if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Added autowiring by name from bean name '" + beanName +"' via property '" + propertyName + "' to bean named '" + propertyName + "'");}}else {if (logger.isTraceEnabled()) {logger.trace("Not autowiring property '" + propertyName + "' of bean '" + beanName +"' by name: no matching bean found");}}}}

unsatisfiedNonSimpleProperties：找到所有set方法
getBean：按照set方法名字获取bean
pvs.add(propertyName, bean)：设置到MutablePropertyValues属性中，不是对我们的bean进行属性注入

那有些同学可能会想到了，为什么Spring已经默认提供了一套注入方式还有弄一个@autowired注解呢？主要是因为它们各自有不同的优点和适用场景。

默认的注入方式非常灵活，它会遍历 Bean 中所有的 setter 方法，对每个属性进行注入，从而实现自动装配。这种方式适用于大多数情况，因为它能够自动识别并注入所有需要的依赖项，并且不需要进行任何额外的配置。

而 @Autowired 注解则提供了更加精细的控制，它可以指定需要注入的属性或方法，并且还可以指定注入的方式、名称、是否必须等属性。这种方式适用于需要更加精细的控制和配置的情况，@Autowired 注解是一个可插拔的组件，它只有在 Spring 容器启动时扫描到该注解时才能够进行自动装配。如果我们使用 XML 配置的方式启动 Spring 容器，需要在配置文件中添加 context:component-scan 元素来开启自动扫描功能，否则即使写了 @Autowired 注解也不会进行注入。

postProcessProperties

这一步将会对@autowired注解进行属性注入，其他的不看，这里只看下AutowiredAnnotationBeanPostProcessor对属性或者方法的注入：

	private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {// 如果一个Bean的类型是String...，那么则根本不需要进行依赖注入if (!AnnotationUtils.isCandidateClass(clazz, this.autowiredAnnotationTypes)) {return InjectionMetadata.EMPTY;}List<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = new ArrayList<>();Class<?> targetClass = clazz;do {final List<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements = new ArrayList<>();// 遍历targetClass中的所有FieldReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, field -> {// field上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个MergedAnnotation<?> ann = findAutowiredAnnotation(field);if (ann != null) {// static filed不是注入点，不会进行自动注入if (Modifier.isStatic(field.getModifiers())) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation is not supported on static fields: " + field);}return;}// 构造注入点boolean required = determineRequiredStatus(ann);currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));}});// 遍历targetClass中的所有MethodReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, method -> {Method bridgedMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(method);if (!BridgeMethodResolver.isVisibilityBridgeMethodPair(method, bridgedMethod)) {return;}// method上是否存在@Autowired、@Value、@Inject中的其中一个MergedAnnotation<?> ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {// static method不是注入点，不会进行自动注入if (Modifier.isStatic(method.getModifiers())) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation is not supported on static methods: " + method);}return;}// set方法最好有入参if (method.getParameterCount() == 0) {if (logger.isInfoEnabled()) {logger.info("Autowired annotation should only be used on methods with parameters: " +method);}}boolean required = determineRequiredStatus(ann);PropertyDescriptor pd = BeanUtils.findPropertyForMethod(bridgedMethod, clazz);currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));}});elements.addAll(0, currElements);targetClass = targetClass.getSuperclass();}while (targetClass != null && targetClass != Object.class);return InjectionMetadata.forElements(elements, clazz);}

如果一个Bean的类型是String…，那么则根本不需要进行依赖注入
遍历targetClass中的所有Field,static filed不是注入点，不会进行自动注入
遍历targetClass中的所有Method,static method不是注入点，不会进行自动注入
上面的注入点构造好后，会在外层直接invoke调用注入

这里强调一下在对方法注入点进行注入时，会先判断一下是否有PropertyValues，如果有的话则跳过注入，AutowiredMethodElement源码如下：

		protected void inject(Object bean, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {// 如果pvs中已经有当前注入点的值了，则跳过注入if (checkPropertySkipping(pvs)) {return;}......}

applyPropertyValues

直接应用PropertyValues注入属性，可以看到这一步在我们的@autowired解析注入之后，如果你有的属性字段已经被@autowired注入了，但是又有一个PropertyValues那么这个set方法会把你的@Autowired之前注入进去的对象值覆盖，源码很多为了篇幅就不看了。知道这个方法是干啥的就行。

initializeBean

属性填充完之后，终于进入到了初始化阶段，为什么需要初始化这一步呢？这是对bean的最终处理，该方法返回的对象才是Spring管理的最终对象，Spring AOP就是对初始化这一步做的扩展。

	protected Object initializeBean(String beanName, 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;// 初始化前if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);}// 初始化try {invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);}catch (Throwable ex) {throw new BeanCreationException((mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),beanName, "Invocation of init method failed", ex);}// 初始化后 AOPif (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);}return wrappedBean;}

invokeAwareMethods

该方法就是Aware接口的实现

	private void invokeAwareMethods(String beanName, Object bean) {if (bean instanceof Aware) {if (bean instanceof BeanNameAware) {((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);}if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {ClassLoader bcl = getBeanClassLoader();if (bcl != null) {((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);}}if (bean instanceof BeanFactoryAware) {((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);}}}

applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization

初始化前的类处理，我们主讲两个类：ApplicationContextAwareProcessor、

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor通过这两个类看看可以初始化前我们可以做哪些内容：

ApplicationContextAwareProcessor

	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {if (!(bean instanceof EnvironmentAware || bean instanceof EmbeddedValueResolverAware ||bean instanceof ResourceLoaderAware || bean instanceof ApplicationEventPublisherAware ||bean instanceof MessageSourceAware || bean instanceof ApplicationContextAware ||bean instanceof ApplicationStartupAware)) {return bean;}
......// 执行aware方法invokeAwareInterfaces(bean);}return bean;}

初始化前会判断当前是否是某个Aware类，那么则执行aware方法进行回调。

InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor

	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;}

findLifecycleMetadata：好奇的小伙伴可以看下这个方法，他会构造@PostConstruct、@PreDestroy执行点
metadata.invokeInitMethods：执行带有@PostConstruct方法

invokeInitMethods

	protected void invokeInitMethods(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)throws Throwable {boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {......((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();}}if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) {String initMethodName = mbd.getInitMethodName();if (StringUtils.hasLength(initMethodName) &&!(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&!mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);}}}

如果当前类实现了InitializingBean接口，那么执行afterPropertiesSet方法进行初始化
initMethodName：如果当前类指定了初始方法，那么直接invoke执行

applyBeanPostProcessorsAfterInitialization

	public Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)throws BeansException {Object result = existingBean;for (BeanPostProcessor processor : getBeanPostProcessors()) {Object current = processor.postProcessAfterInitialization(result, beanName);if (current == null) {return result;}result = current;}return result;}