BeanPostProcessor 是在何时介入 Bean 创建的?

今天来和各位小伙伴详细分析一下 BeanPostProcessor。今天这篇是原理分析,基本用法松哥之前已经讲过了,有视频也有文章,对视频感兴趣的小伙伴戳这里:Spring源码应该怎么学?

不同于前面和大家分享的 BeanFactoryPostProcessor,BeanPostProcessor 从名字上就能看出来,这是一个 Bean 的后置处理器,也就是说,BeanPostProcessor 其实主要是对已经创建出来的 Bean 做一些后置处理,而 BeanFactoryPostProcessor 主要是针对 BeanDefinition 做后置处理(此时 Bean 对象还没创建出来)。

但是,BeanPostProcessor 家族里边也有例外,即 MergedBeanDefinitionPostProcessor,这是一个 BeanPostProcessor,但是却可以处理 BeanDefinition。

这一切都是咋回事呢?我们今天就来分析分析。

1. BeanPostProcessor

首先我们先来看一下 BeanPostProcessor 接口的定义:

public interface BeanPostProcessor {

 @Nullable
 default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  return bean;
 }

 @Nullable
 default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
  return bean;
 }

}

这里就是两个方法,理解这两个方法有一个大的前提,就是此时 Spring 容器已经通过 Java 反射创建出来 Bean 对象了,只不过在初始化这个 Bean 对象的时候,又提供了一些配置接口:

  • postProcessBeforeInitialization:这个是在 Bean 初始化之前触发,此时我们已经有一个 Bean 对象了,但是 Bean 中一些生命周期方法如 InitializingBean 接口的 afterPropertiesSet 方法、自定义的 init-method 方法等都尚未执行,在这些方法执行之前触发 postProcessBeforeInitialization 方法。
  • postProcessAfterInitialization:类似于上面,在 afterPropertiesSet 和自定义的 init-method 之后触发该方法。

BeanPostProcessor 的应用非常广泛,在整个 Spring 体系中,也扮演了非常重要的角色,如 @Bean 注解的解析、AOP 动态代理的生成等等许多我们日常使用的功能,都是通过 BeanPostProcessor 来实现的。

2. MergedBeanDefinitionPostProcessor

MergedBeanDefinitionPostProcessor 算是整个 BeanPostProcessor 家族中比较另类的一个接口了,它虽然是 BeanPostProcessor,但是却可以处理 BeanDefinition。MergedBeanDefinitionPostProcessor 介入的时机就是 Bean 创建成功之后,Bean 中各个属性填充之前。

MergedBeanDefinitionPostProcessor 用于在 Bean 定义合并之后对合并后的 Bean 进行后置处理。它的作用是允许开发者在 Bean 定义合并完成后,对合并后的 Bean 进行自定义的修改或扩展操作。通常情况下,这个接口用于处理带有注解的 Bean 定义,例如 @Autowired 或 @Value 等注解的处理。通过实现 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口,开发者可以在 Bean 定义合并后,对这些注解进行解析和处理,以实现自定义的逻辑。

来看下 MergedBeanDefinitionPostProcessor 接口:

public interface MergedBeanDefinitionPostProcessor extends BeanPostProcessor {

 void postProcessMergedBeanDefinition(RootBeanDefinition beanDefinition, Class<?> beanType, String beanName);

 default void resetBeanDefinition(String beanName) {
 }

}

这里就两个方法,一个是处理合并后的 BeanDefinition,还有一个是重置 Bean 的。

3. 收集 BeanPostProcessor

接下来我们来看 BeanPostProcessor 的处理流程,首先第一步就是在容器启动的时候,收集到用户注册在系统中的 BeanPostProcessor,无论是 Java 配置还是 XML 配置,在 refresh 方法中都会调用到 registerBeanPostProcessors,这个方法就是用来收集 BeanPostProcessor 的。

protected void registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
 PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(beanFactory, this);
}
public static void registerBeanPostProcessors(
  ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, AbstractApplicationContext applicationContext)
 
{
 String[] postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanPostProcessor.classtruefalse);
 int beanProcessorTargetCount = beanFactory.getBeanPostProcessorCount() + 1 + postProcessorNames.length;
 beanFactory.addBeanPostProcessor(new BeanPostProcessorChecker(beanFactory, beanProcessorTargetCount));
 List<BeanPostProcessor> priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList<>();
 List<BeanPostProcessor> internalPostProcessors = new ArrayList<>();
 List<String> orderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
 List<String> nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList<>();
 for (String ppName : postProcessorNames) {
  if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
   BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);
   priorityOrderedPostProcessors.add(pp);
   if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
    internalPostProcessors.add(pp);
   }
  }
  else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
   orderedPostProcessorNames.add(ppName);
  }
  else {
   nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);
  }
 }
 sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
 registerBeanPostProcessors(beanFactory, priorityOrderedPostProcessors);
 List<BeanPostProcessor> orderedPostProcessors = new ArrayList<>(orderedPostProcessorNames.size());
 for (String ppName : orderedPostProcessorNames) {
  BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);
  orderedPostProcessors.add(pp);
  if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
   internalPostProcessors.add(pp);
  }
 }
 sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
 registerBeanPostProcessors(beanFactory, orderedPostProcessors);
 List<BeanPostProcessor> nonOrderedPostProcessors = new ArrayList<>(nonOrderedPostProcessorNames.size());
 for (String ppName : nonOrderedPostProcessorNames) {
  BeanPostProcessor pp = beanFactory.getBean(ppName, BeanPostProcessor.class);
  nonOrderedPostProcessors.add(pp);
  if (pp instanceof MergedBeanDefinitionPostProcessor) {
   internalPostProcessors.add(pp);
  }
 }
 registerBeanPostProcessors(beanFactory, nonOrderedPostProcessors);
 sortPostProcessors(internalPostProcessors, beanFactory);
 registerBeanPostProcessors(beanFactory, internalPostProcessors);
 beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationListenerDetector(applicationContext));
}

这里的代码我就不逐行解释了,我来说一下整体的处理思路。

这里用来存储 BeanPostProcessor 的集合一共有四个,分别是:

  • priorityOrderedPostProcessors:由于 BeanPostProcessor 可能存在多个,所以我们需要给这多个 BeanPostProcessor 进行排序,排序的方式有两种,一种就是在定义 BeanPostProcessor 的时候,让其实现 PriorityOrdered 接口,那么这里就是把所有实现了 PriorityOrdered 接口的 BeanPostProcessor 收集到一起。
  • orderedPostProcessors:类似于上面的,这里是收集所有实现了 Ordered 接口的 BeanPostProcessor。
  • nonOrderedPostProcessors:这个里边保存了所有不需要排序的 BeanPostProcessor。
  • internalPostProcessors:这个里边保存了 MergedBeanDefinitionPostProcessor 类型的 BeanPostProcessor,前三种互相之间不会重复,而 internalPostProcessors 可能会和前三种有重复。

将收集并且排序好的 BeanPostProcessor,调用 registerBeanPostProcessors 方法进行注册:

private static void registerBeanPostProcessors(
  ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List<? extends BeanPostProcessor> postProcessors)
 
{
 if (beanFactory instanceof AbstractBeanFactory abstractBeanFactory) {
  // Bulk addition is more efficient against our CopyOnWriteArrayList there
  abstractBeanFactory.addBeanPostProcessors(postProcessors);
 }
 else {
  for (BeanPostProcessor postProcessor : postProcessors) {
   beanFactory.addBeanPostProcessor(postProcessor);
  }
 }
}

这里最终就是把收集到的 BeanPostProcessor 添加到容器的 beanPostProcessors 变量中。

现在,容器中已经有了 BeanPostProcessor 了,接下来看什么时候执行。

4. 触发 BeanPostProcessor

BeanPostProcessor 的执行分为两种情况,一种是执行 MergedBeanDefinitionPostProcessor 类型的 BeanPostProcessor,还有一种是执行普通的 BeanPostProcessor,我们分别来看。

在创建 Bean 的关键方法 AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean 中,有这样几个关键步骤:

protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
  throws BeanCreationException 
{
    // 初始化 Bean 实例
 BeanWrapper instanceWrapper = null;
 if (mbd.isSingleton()) {
  instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
 }
 if (instanceWrapper == null) {
  instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
 }
 Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();
 Class<?> beanType = instanceWrapper.getWrappedClass();
 if (beanType != NullBean.class{
  mbd.resolvedTargetType = beanType;
 }
 // Allow post-processors to modify the merged bean definition.
 synchronized (mbd.postProcessingLock) {
  if (!mbd.postProcessed) {
   try {
    applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(mbd, beanType, beanName);
   }
   catch (Throwable ex) {
    throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
      "Post-processing of merged bean definition failed", ex);
   }
   mbd.markAsPostProcessed();
  }
 }
    //省略
 try {
  populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
  exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
 }
    //省略
 return exposedObject;
}

大家看到,在初始化 Bean 实例之后,有一个 applyMergedBeanDefinitionPostProcessors 方法,这个方法就是用来触发 MergedBeanDefinitionPostProcessor 执行的。

populateBean 方法是给 Bean 的各个属性填充值的,填充完成之后,调用 initializeBean 方法进行剩余的初始化工作,在 initializeBean 方法中,调用了其余的 BeanPostProcessor。

4.1 触发 MergedBeanDefinitionPostProcessor

protected void applyMergedBeanDefinitionPostProcessors(RootBeanDefinition mbd, Class<?> beanType, String beanName) {
 for (MergedBeanDefinitionPostProcessor processor : getBeanPostProcessorCache().mergedDefinition) {
  processor.postProcessMergedBeanDefinition(mbd, beanType, beanName);
 }
}

4.2 触发其他 BeanPostProcessor

protected Object initializeBean(String beanName, Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
 invokeAwareMethods(beanName, bean);
 Object wrappedBean = bean;
 if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
  wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
 }
 try {
  invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
 }
 catch (Throwable ex) {
  throw new BeanCreationException(
    (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null), beanName, ex.getMessage(), ex);
 }
 if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
  wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
 }
 return wrappedBean;
}

大家看这个顺序,先是调 applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization,这个里边最终就触发到了 BeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization 方法;然后调用 invokeInitMethods,afterPropertiesSet 和自定义的 init-method 都在这里被触发;最后调用 applyBeanPostProcessorsAfterInitialization,这个里边最终就触发到 BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization 方法。

好啦,这就是和小伙伴们梳理的 BeanPostProcessor 原理了,感兴趣的小伙伴可以自己 DEBUG 跑一遍哦~

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