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手撕Spring底层系列之:Bean的生命周期

 人们眼中的天才之所以卓越非凡,并非天资超人一等而是付出了持续不断的努力。1万小时的锤炼是任何人从平凡变成超凡的必要条件。———— 马尔科姆·格拉德威尔


目录

一、Bean生命周期全景

1.1 核心流程图(建议收藏)

二、深度拆解:6大阶段源码级剖析

2.1 实例化(Instantiation)—— 生命的起点

2.2 属性填充(Population)—— 依赖注入的本质

2.3 Aware接口回调—— 获取容器“内幕”

2.4 初始化(Initialization)—— 三种方式与执行顺序

2.5 BeanPostProcessor后置处理——AOP的诞生地

2.6 销毁(Destruction)—— 优雅关闭资源

三、扩展点全景:5类扩展接口详解

3.1 扩展接口阶段应用

四、作用域对生命周期的影响

4.1 单例(Singleton) vs 原型(Prototype)

4.2 Web作用域的特殊性

五、企业级避坑指南

5.1 高频问题与解决方案

5.2 性能优化关键点

六、总结

6.1 参考源码与延伸阅读


🌟 嗨,我是Xxtaoaooo!

本系列将用源码解剖+拆分核心轮子的方式,带你暴力破解Spring底层逻辑。

警告:阅读后可能导致看Spring源码时产生「庖丁解牛」般的快感!

话不多说,直接开干!


一、Bean生命周期全景

💡 灵魂一问:当你使用@Autowired注入一个Bean时,是否思考过它如何跨越“实例化-注入-代理”的九重关卡,最终成为你手中可用的对象?

        Spring Bean生命周期囊括6大阶段与14个关键节点;从 Bean 实例化之后,即通过反射创建出对象之后,到Bean成为一个完整对象,最终存储到单例池中,这个过程被称为Spring Bean的生命周期。

1.1 核心流程图(建议收藏)


二、深度拆解:6大阶段源码级剖析

2.1 实例化(Instantiation)—— 生命的起点

触发时机:容器解析BeanDefinition后,调用createBeanInstance()
底层机制

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.java
protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {// 1. 解析构造函数Constructor<?>[] ctors = determineConstructorsFromBeanPostProcessors(beanClass, beanName);if (ctors != null || mbd.getResolvedAutowireMode() == AUTOWIRE_CONSTRUCTOR) {// 使用AutowiredAnnotationBeanPostProcessor推断构造器return autowireConstructor(beanName, mbd, ctors, args);}// 2. 无特殊构造器则调用instantiateBean() -> 反射调用默认构造器return instantiateBean(beanName, mbd);
}

关键扩展点

  • InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessBeforeInstantiation()若返回非null对象,则直接跳过后续实例化流程(AOP代理的入口)。

2.2 属性填充(Population)—— 依赖注入的本质

依赖注入三种方式

注入方式

实现类

应用场景

字段注入(Field)

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

@Autowired

@Value

Setter注入

CommonAnnotationBeanPostProcessor

@Resource

构造器注入

ConstructorResolver

循环依赖安全方案

源码截取

// AbstractAutowireCapableBeanFactory.populateBean()
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {// 执行InstantiationAwareBeanPostProcessor.postProcessAfterInstantiation()if (!mbd.isSynthetic() && hasInstantiationAwareBeanPostProcessors()) {for (BeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessors()) {if (bp instanceof InstantiationAwareBeanPostProcessor) {// 控制是否继续属性填充if (!((InstantiationAwareBeanPostProcessor) bp).postProcessAfterInstantiation(bw.getWrappedInstance(), beanName)) {return;}}}}// 依赖注入核心逻辑(如@Autowired)applyPropertyValues(beanName, mbd, bw, pvs);
}

2.3 Aware接口回调—— 获取容器“内幕”

三类核心Aware接口

  1. BeanNameAware:注入当前Bean的ID
  2. BeanFactoryAware:注入BeanFactory(谨慎使用,破坏控制反转)
  3. ApplicationContextAware:注入容器本身(可获取环境变量、事件发布等)

⚠️ 警告:过度使用Aware接口会导致代码与Spring强耦合,优先使用依赖注入

2.4 初始化(Initialization)—— 三种方式与执行顺序

初始化方法执行顺序

  1. @PostConstruct注解方法(JSR-250标准
  2. InitializingBean.afterPropertiesSet()(Spring原生接口)
  3. XML或@Bean指定的init-method

源码验证顺序

// InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor(处理@PostConstruct)
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) {// 执行@PostConstruct方法LifecycleMetadata metadata = findLifecycleMetadata(bean.getClass());metadata.invokeInitMethods(bean, beanName);return bean;
}// afterPropertiesSet()在invokeInitMethods()中通过反射调用

2.5 BeanPostProcessor后置处理——AOP的诞生地

核心方法
postProcessAfterInitialization() 返回的对象可能已被代理替换

// AbstractAutoProxyCreator.java
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {if (bean != null) {Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);// 检查是否需要代理(如存在@Transactional注解)if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey); // 生成代理对象}}return bean;
}

2.6 销毁(Destruction)—— 优雅关闭资源

销毁顺序

  1. @PreDestroy → 2. DisposableBean.destroy() → 3. destroy-method

原型Bean的陷阱:

// 手动销毁原型Bean示例
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = (ConfigurableListableBeanFactory) applicationContext;
beanFactory.destroyScopedBean("prototypeBeanName");

💡 最佳实践:数据库连接池、线程池等资源清理必须放在@PreDestroy中!


三、扩展点全景:5类扩展接口详解

3.1 扩展接口阶段应用

扩展点类型

接口/注解

作用阶段

典型应用

Bean级感知

BeanNameAware

属性注入后

获取Bean ID或容器引用

初始化回调

@PostConstruct

/InitializingBean

初始化阶段

资源加载、数据预热

后处理器(容器级)

BeanPostProcessor

初始化前后

AOP代理、属性增强

销毁回调

@PreDestroy

/DisposableBean

容器关闭时

资源释放、连接关闭

工厂后处理器

BeanFactoryPostProcessor

Bean定义加载后

修改BeanDefinition(如占位符替换)


四、作用域对生命周期的影响

4.1 单例(Singleton) vs 原型(Prototype)

生命周期阶段

单例Bean

原型Bean

实例化时机

容器启动时创建

每次getBean()时创建

初始化完成时机

容器启动时完成

每次注入时完成

销毁时机

容器关闭时统一销毁

容器不管理销毁

4.2 Web作用域的特殊性

  • Request:每次HTTP请求创建新Bean,请求结束销毁
  • Session:每个用户会话创建Bean,会话超时销毁

需配合RequestContextListenerDispatcherServlet使用。


五、企业级避坑指南

5.1 高频问题与解决方案

问题现象

根因分析

解决方案

@PostConstruct

不执行

未扫描到Bean或循环依赖

检查包扫描路径,避免构造器循环依赖

AOP代理失效

内部方法调用未经过代理对象

通过AopContext.currentProxy()

获取代理

原型Bean资源泄漏

容器不销毁原型Bean

手动调用destroy()

或使用@Scope(proxyMode)

BeanFactoryPostProcessor

未生效

过早加载Bean导致后处理器错过时机

确保后处理器在Bean加载前注册

5.2 性能优化关键点

  1. 延迟初始化
@Lazy // 延迟加载直到首次使用
@Service
public class HeavyResourceService { ... }
  1. 精确后处理器过滤:避免无差别扫描所有Bean
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {// 只处理Service层Beanif (bean.getClass().isAnnotationPresent(Service.class)) {return wrapWithProxy(bean);}return bean;
}

六、总结

“不理解生命周期的Spring开发者,如同蒙眼行走的旅人。”

        当我第一次在AbstractAutowireCapableBeanFactorydoCreateBean()方法中看到完整的生命周期调用链时,突然理解了Rod Johnson的设计哲学:框架的强大不在于功能堆砌,而在于扩展性的精妙平衡。Bean生命周期的价值体现在三个维度:
1. 标准化:通过6大阶段、14个扩展点构建了工业级的对象管理流水线;
2. 可观测:每个节点开放干预能力,使开发者能像调试本地代码一样控制容器行为;
3. 生态兼容:为Spring Boot自动装配、Cloud配置中心等提供了底层支撑。

技术启示录

  • 理解BeanPostProcessor,就抓住了Spring扩展的命脉;
  • 掌握作用域与生命周期的关系,能避免90%的资源泄漏问题;
  • 阅读AbstractAutowireCapableBeanFactory源码,是进阶Spring架构师的必经之路。

最后分享一次教训:曾因在@PostConstruct中调用远程服务导致系统启动超时。后改为@EventListener(ContextRefreshedEvent.class),完美解耦初始化与启动流程——这,正是理解生命周期的价值所在

6.1 参考源码与延伸阅读

  1. Spring官方生命周期文档:BeanFactory Javadoc
  2. 本文代码示例仓库:github.com/spring-projects/spring-framework/tree/main/spring-beans
  3. 生命周期调试工具:Spring Lifecycle Debugger

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