beanFactory 设计模式 Bean 生命周期

写在前面的话

适用读者：有一定经验的，本文不适合初学者，因为可能不能理解我在说什么

文章思路：不会一开始就像别的博客文章那样，Bean 的生命周期，源码解读（给你贴一大堆的源码）。个人觉得应该由问题驱动，为什么为出现 BeanFactory ，为什么会有生命周期。

正文

一开始我们使用 bean 都是简单bean，如 vo ，po，entity，dto，我们是这么玩的

XXEntity xxEntity = new XXEntity();
xxEntity.setPropA("字符串");

后面可能出现了某个比较复杂的 bean ，它有一个对象做为属性，需要在构造时或构造后设置值(示例而已，不要较真)，如

// 构建序列化实例，这里 Serializable 是接口，使用接口的好处是在使用别的序列化时，不需要修改 jedis 类
Serializable fastJsonSerizlizable = new FastJsonSerizlizable();

// 构建目标 jedis 实例 ，需要先构建序列化对象
Jedis jedis = new Jedis();
jedis.setSerializable(fastJsonSerizlizable);

这时来了 serviceA 类和 serviceB 类，它们都需要使用 redis，我不可能在每个类里面都去把 jedis 实例化的过程写一遍，这时有经验的同学会写一个工具类来创建 jedis ，像这样

public BeanUtil {
    // 可以把创建序列化单拿出来，因为除了 redis 需要序列化之外，kafka 也需要序列化
    public static Serializable createSerializable(){
        return new FastJsonSerizlizable();
    }

    public static Jedis createJedis(){
        Jedis jedis = new Jedis();
        jedis.setSerializable(createSerializable());
        return jedis;
    }
}

// 这里我 serviceA，serviceB 都可以使用 createJedis 来直接获取 jedis 实例 ，而不需要关心创建细节，使用哪个序列化等问题

上面代码有几个问题

• 每次使用时都会创建 jedis 对象 ，而每一个 jedis 对象又会单独对一个 Serializable 对象 ，但是 fastJson 的序列化和 jedis 都只是工具类型的东西，一个实例足已。
• 无法对 Jedis 进行配置
• 不能让使用者去创建 BeanUtil 实例 ，改进的代码 如下

public BeanUtil {
    // 禁用 BeanUtil 构建
    private BeanUtil(){}

    // 这里我们可以使用 bean 的全路径 => bean 实例来缓存 bean
    static Map<String,Object> beansCache = new ConcurrentHashMap<String,Object>();

    static{
        // 初始化时，在内容缓存这些 bean 的实例，因为 jedis 依赖于 serializable ，需要需要先创建 serializable
        Serializable serializable = createSerializable();
        beansCache.put(Serializable.class.getSimpleName(),serializable);
        Jedis jedis = createJedis();
        beansCache.put(jedis.class.getSimpleName(),jedis);
    }

    static Serializable createSerializable(String type){
        Serializable serializable =  beansCache.get("serializable");
        if(serializable != null)return serializable;

        switch(type){
            case "kryo":    // kryo 不能用单例，请忽略本问题，示例而已
                return new KryoSerializable();
            case "protostuff":
                return new protostuffSerializable();
            default:
                return new FastJsonSerizlizable();
        }
    }

    static Jedis createJedis(String serializableType){
        Jedis jedis = new Jedis();
        Serializable serializable = beansCache.get("serializable");
        jedis.setSerializable(serializable);
        return jedis;
    }

    //然后对外提供获取 Bean 的方法
    public static Object getBean(String beanName){
        return beansCache.get(beanName);
    }

    public static T getBean(Class<T> type){
        return beansCache.get(type.getSimpleName());
    }

}

但如果写这个类的是小明，经过一段时间后这个类里会出现大量的 createXx 和 XX 的初始化操作，而且依赖程度也非常复杂，这时小明想，是时候优化一波了，于是小明想了一种解决方案，定义了一种 xml 语法

使用 bean 标签来定义一个 bean，每个 bean 都有唯一的一个 id 信息 ,使用 property 来定义它的属性 ，如果是复杂属性使用 ref ，解析这个xml 得到一个完整的 bean 依赖图

<beans>
    <bean id="serializable" class="com.xx.FastJsonSerizlizable" />

    <bean id="jedis" class="com.xx.Jedis">
        <property name="host" value="localhost" />
        <property name="serializable" ref="serializable"/>
    </bean>
</beans>

这时会有一个依赖问题，我创建 jedis 要先创建 serializable ，但是 serializable 的 xml bean 定义是写在文件前面 的，小明想了一个办法，先把 ref 使用字符串先存着，全部放到一个 bean 定义中，像这样

Map<String,BeanDefinition> beanDefinitions = new HashMap();

然后把其解析成一颗依赖树，这样就可以先构造树叶，然后逐层构造对象 ，但也有一种棘手的情况 ，那就是循环依赖

root

  |-jedis

    |- serializable

什么是循环依赖呢，最简单的 A 依赖于 B，B 依赖于 A ，或者中间有更多的依赖最后形成了一个圈，A-B-C-A

最原始的解决方式是这样的，我们可以先使用构造函数把它们都创建出来，不能是有带它们依赖对象的构造函数，然后通过 set 把对象通过属性设置值。

spring 其实也是这么干的，所以对于循环依赖，spring 是不支持构造注入，支持 set 注入

这时我们的 BeanUtil 变成了这样，想想不能叫工具类了，改为实体类 Factory

public BeanFactory {

    Map<String,BeanDefinition> beanDefinitions = new HashMap();

    // 这里我们可以使用 bean 的全路径 => bean 实例来缓存 bean
    Map<String,Object> beansCache = new ConcurrentHashMap<String,Object>();

    {
        // 加载 xml bean 配置文件
        beanDefinitions = loadXml(contextConfigurations:String []);

        //实例化所有 bean
        beansCache = instanceBeans(beanDefinitions);
    }

    //然后对外提供获取 Bean 的方法
    public  Object getBean(String beanName){
        return beansCache.get(beanName);
    }

    public  T getBean(Class<T> type){
        return beansCache.get(type.getSimpleName());
    }
}

这看起来已经足够完美了，但这时程序员A提问了，我需要对我的某个类的初始化时，我要获取一些比如连接资源，文件资源，然后在类销毁时想要回收资源，但根据上面没任何办法可以做到。

小明说，这好办，我提供几个接口给你，你实现一下，我会在实例化 Bean 的时候 ，如果发现你有实现接口，在相应的过程里我就帮你调用一下，于是小明就添加了两个接口

public interface InitializingBean{
    void afterPropertiesSet() throws Exception;
}

public  interface DisposableBean{
    void destroy() throws Exception;
}

程序员A 的问题解决了，这时程序员B说，有没有一种办法，可以对所有 Bean 的初始化过程进行拦截，而不是我当前这个类，我想把每一个 service 改成代理类，我想要给 service 中的方法添加事务。

小明说，那好吧，我把 bean 的属性都注入完了，然后给这个 bean 交给你，你装饰一下这个 bean 然后再还给我，于是小明提供出了这样一个接口 ，在 bean 初始化前和初始化后，你都可以来修改 bean ，不要要注意，这个是针对全局的，不是你个人的 bean ，要做好过滤操作

public interface BeanPostProcessor {
    Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException ;

    Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException
}

刚开始一两个 postProcessor 还没啥问题，后面这种处理类多了，顺序问题就开始显露出来了，比如程序员A 写了个 postProcessor ，然后打包给了程序员B用，可能在 BeanFactory 先加载的程序A 的，但这时候程序员 B 不乐意了，我要先加载我的，我的要在 A 之前执行

小明说，你们所有的 Process 实现个接口，返回一个数字用来表示顺序，数字越小越先执行，优先级越高，我会在取到所有的 postProcess 后做一个排序

public interface Order{
    int order();
}

程序员C 这时又发问了，我创建了一个 BeanA 但我怎么样可以拿到 BeanC 啊，我想看看 c 的一些属性。

小说说，真烦，我干脆把 map 都给你好，不，我把 BeanFactory 都给你好了，于是有了这个接口

public interface BeanFactoryAware{
    void setBeanFactory(BeanFactory beanUtil);
}

这时程序D 又问了，我在 setBeanFactory 的时候 ，我创建的全局 processor 执行了吗，还是在之后执行，头大。

小明说，我整理下执行顺序，取个名吧，叫 bean 的生命周期，顺便再提供几个实用的接口，bean 的名字我还没告诉你呢，于是整理的生命周期如下

反射创建 Bean
填充对象属性
BeanNameAware.setBeanName();
BeanFactoryAware.setBeanFactory ();
BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization(); 多个
InitializingBean.afterPropertiesSet()
BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization(); 多个
DisposableBean.destory()

程序员E 又说了，xml 配置太麻烦了，jdk1.5 不是有注解吗，我在类上加个标识，你扫描我的类，帮我创建实例呗

然后我需要用的时候，我在属性上加个标识，你同样可以根据类型找到依赖的类，然后把对应的实例创建好，帮我把值放进去就好了，如果这个类的创建过程比较复杂，我自己来创建，然后我把它返回给你，我定义一个方法，加个 Bean 的标识，你来读进容器。

于是小明又加了 @Component 来表示组件，@Bean 来表示自定义实例创建，@Autowired 来注入对象 @PostConstruct 来执行类的初始化工作 @PreDestroy 来做类的销毁工作，类的生命周期变成这样

反射创建 Bean
填充对象属性
BeanNameAware.setBeanName();
BeanFactoryAware.setBeanFactory ();
BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization(); 多个
PostConstruct
InitializingBean.afterPropertiesSet()
BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization(); 多个
PreDestroy
DisposableBean.destory()

但是为了兼容以前的 xml 形式，小明这时把 BeanFactory 抽象成接口，提供 getBean 方法，根据职责单一原则，BeanFactory 不应该再做解析 Bean 的工作；

再创建一个接口用于加载 Bean 定义，有两个实现 XmlBeanRegistry ，AnnotationBeanRegistry ，加载 Bean 定义后再合并，考虑到以后还有可能添加别的注册 bean 的方式 ，一次性提供一个对外的接口

public interface BeanFactoryPostProcessor{
    void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
}

你可以把你规则写成的 bean 定义，实例化为我要求的 BeanDefinition 然后发给我就可以自定义实现把你自定义的 bean 添加到容器中了。

到此，这个 BeanFactory 已经相当完善了，它定义了一整套 bean 的生命周期，并且可以让使用者介入 bean 的创建过程，但 spring 有一套更加完善的 bean 生命周期，下篇将写 spring 的 beanFactory

虽然不主张重复造轮子，但前提是你得了解轮子的内部构造。