Spring Bean的生命周期总结（包含面试题）

03-07 1709阅读

一、Bean的初始化过程

1. 加载Spring Bean

2. 解析Bean的定义

3. Bean属性定义

4. BeanFactoryPostProcessor 扩展接口

5. 实例化Bean对象

6. Aware感知

7. 初始化方法

8. 后置处理

9. destroy 销毁

二、Bean的单例与多例模式

2.1 单例模式（Singleton）

2.2 多例模式（Prototype）

2.3 案例演示：

2.3.1 单例模式：

2.3.2 多例模式：

2.4 总结

三、关于bean的生命周期面试题

1. 请详细描述Spring框架Bean的生命周期包括哪些阶段？

2. 请详细描述一下Spring Bean的初始化过程

3. Spring Bean的销毁过程是怎样的？

4. Spring Bean的后置处理器是什么？在项目中如何使用它？

5. Spring Bean的生命周期中，哪些方法可以进行自定义操作？

6. 什么是Bean的作用域？Spring中有哪些Bean的作用域？

7. Bean的作用域是如何实现的？请描述其原理。

8. 请解释Spring中的延迟初始化是什么，如何配置延迟初始化？

一、Bean的初始化过程

1. 加载Spring Bean

通过XML、Java annotation（注解）以及Java Configuration（配置类）等方式加载Spring Bean：这是指在Spring容器启动时，通过配置文件、注解或配置类等方式告诉Spring框架需要创建哪些Bean。

2. 解析Bean的定义

BeanDefinitionReader：这是一个解析器，它将Bean的定义解析成Spring内部的BeanDefinition结构。可以将其理解为将配置文件中的标签转换为Spring框架内部使用的数据结构。

可理解为：将spring.xml中的标签转换成BeanDefinition结构有点类似于XML解析。

3. Bean属性定义

BeanDefinition：它包含了Bean的各种属性和方法，例如id（标识符）、class（类名）、scope（作用域）、ref（依赖的Bean）等。BeanDefinition实际上是将配置文件中的标签的定义信息存储到对应的BeanDefinition属性中。

例如：

-----> BeanDefinition(id/class/scope)

4. BeanFactoryPostProcessor 扩展接口

BeanFactoryPostProcessor：这是Spring容器的扩展接口，它在Spring容器加载完BeanDefinition之后、Bean实例化之前执行。它可以对Bean的元数据（BeanDefinition）进行加工处理，例如填充或修改BeanDefinition的属性。

5. 实例化Bean对象

BeanFactory：它是Bean的工厂，根据我们的要求生产各种不同的Bean。BeanFactory根据配置文件中的BeanDefinition信息来实例化Bean对象，并进行属性赋值。（根据class属性反射机制实例化对象，反射赋值设置属性）

6. Aware感知

Aware 感知是一种机制，它允许在Bean的生命周期中获取对Spring容器的访问权限。通过实现相应的Aware接口，Bean可以获得与Spring容器的交互能力，以便在特定的生命周期阶段执行自定义操作。

在Spring框架中，有多个Aware接口可供实现，每个接口都提供了不同的功能。以下是一些常见的Aware接口及其作用：

BeanNameAware：通过实现BeanNameAware接口，Bean可以获取自己在Spring容器中的名称。这对于需要知道自己在容器中的标识的Bean非常有用。
ApplicationContextAware：通过实现ApplicationContextAware接口，Bean可以获取对Spring应用上下文的引用。这使得Bean能够在需要时访问Spring容器中的其他Bean或执行其他与容器相关的操作。
BeanFactoryAware：通过实现BeanFactoryAware接口，Bean可以获取对Spring Bean工厂的引用。这使得Bean能够在需要时访问Bean工厂中的其他Bean或执行其他与Bean工厂相关的操作。

通过实现这些Aware接口，Bean可以在初始化过程中获得对Spring容器的访问权限，并在需要时执行特定的操作。这为开发人员提供了更大的灵活性和控制权，使得他们能够根据自己的需求自定义Bean的行为。

7. 初始化方法

如果Bean定义中指定了初始化方法，容器会在属性赋值完成后调用该方法进行一些初始化操作。可以使用@PostConstruct注解或者实现InitializingBean接口来指定初始化方法。如果Bean在Spring配置文件中配置了 init-method 属性，则会自动调用其配置的初始化方法。

8. 后置处理

BeanPostProcessor：它是一个后置处理器，在Bean对象实例化和依赖注入完成后，在显示调用初始化方法之前或之后添加自定义的逻辑。可以将其类比为AOP中的环绕通知。

注：只有当检测到Bean对象实现了BeanPostProcessor接口时，才会执行Before和After方法。

BeanPostProcessor的执行顺序是：

Before方法 -> 初始化Bean（InitializingBean接口和init-method方法）-> After方法。

9. destroy 销毁

destroy：这是Bean的销毁阶段，如果这个Bean的Spring配置中配置了destroy-method属性，在Spring容器关闭时调用。在销毁阶段，可以执行一些清理工作，例如释放资源等。

二、Bean的单例与多例模式

2.1 单例模式（Singleton）

单例模式是指在整个应用程序中只创建一个Bean实例。
当使用单例模式时，Spring容器在首次请求该Bean时创建一个实例，并将其缓存起来。之后的每次请求都会返回同一个实例。
优点：减少了对象创建和销毁的开销，节省了系统资源。
缺点：由于共享同一个实例，可能导致状态信息被多个线程共享，需要注意线程安全问题。
2.2 多例模式（Prototype）
- 多例模式是指每次请求时都会创建一个新的Bean实例。
- 当使用多例模式时，Spring容器在每次请求该Bean时都会创建一个新的实例，而不是返回之前创建的实例。
- 优点：每次请求都会返回一个全新的实例，避免了状态信息共享的问题。
- 缺点：频繁创建和销毁对象可能导致系统资源消耗增加。
  2.3 案例演示：
  
  假设我们有一个简单的Counter类，用于计数：
```
public class Counter {
    private int count;
    public int getCount() {
        return count;
    }
    public void increment() {
        count++;
    }
}
```
  我们将使用Spring配置来演示单例和多例模式的区别。
  
  2.3.1 单例模式：
```
public class SingletonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        Counter counter1 = context.getBean("counter", Counter.class);
        Counter counter2 = context.getBean("counter", Counter.class);
        counter1.increment();
        System.out.println("Counter 1: " + counter1.getCount()); // 输出：Counter 1: 1
        System.out.println("Counter 2: " + counter2.getCount()); // 输出：Counter 2: 1
    }
}
```
  在单例模式下，counter1和counter2引用的是同一个实例，因此它们的计数值是相同的。
  
  2.3.2 多例模式：
```
public class PrototypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        Counter counter1 = context.getBean("counter", Counter.class);
        Counter counter2 = context.getBean("counter", Counter.class);
        counter1.increment();
        System.out.println("Counter 1: " + counter1.getCount()); // 输出：Counter 1: 1
        System.out.println("Counter 2: " + counter2.getCount()); // 输出：Counter 2: 0
    }
}
```
  在多例模式下，counter1和counter2引用的是不同的实例，因此它们的计数值是独立的。
  
  2.4 总结
  
  单例模式和多例模式各有优缺点，具体使用哪种模式取决于应用程序的需求和设计考虑。在需要共享状态或资源的场景下，可以使用单例模式；在需要独立状态或避免状态共享的场景下，可以使用多例模式。
  
  三、关于bean的生命周期面试题
  
  1. 请详细描述Spring框架Bean的生命周期包括哪些阶段？
  
  在Spring框架中，Bean的生命周期包括以下几个阶段：
  1. 实例化（Instantiation）：在这个阶段，Spring会根据配置或注解创建Bean的实例。这可以通过构造函数实例化、工厂方法或者Bean容器中的其他方式来实现。
  2. 属性赋值（Population）：在实例化后，Spring会通过依赖注入（Dependency Injection）或者属性赋值的方式，将Bean的属性值设置好。这可以通过setter方法注入或者字段注入来实现。
  3. 初始化（Initialization）：在属性赋值完成后，Spring会调用Bean的初始化方法。这个方法可以通过实现InitializingBean接口的afterPropertiesSet()方法，或者在配置文件中通过init-method属性指定。
  4. 使用（In Use）：在初始化完成后，Bean进入可用状态，可以被其他对象引用和使用。
  5. 销毁（Destruction）：当Bean不再被需要时，Spring会调用Bean的销毁方法进行资源释放和清理工作。这个方法可以通过实现DisposableBean接口的destroy()方法，或者在配置文件中通过destroy-method属性指定。
  Bean的销毁阶段只有在容器关闭时才会触发，或者在使用单例作用域的Bean时，当Bean不再被引用时被垃圾回收器回收。以上是Spring框架中Bean的典型生命周期阶段，每个阶段都提供了相应的扩展点，可以在不同阶段进行自定义操作。
  
  2. 请详细描述一下Spring Bean的初始化过程
  
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  3. Spring Bean的销毁过程是怎样的？
  
  Spring Bean的销毁过程可以分为以下几个步骤：
  1. 关闭容器：当Spring容器关闭时，会触发Bean的销毁过程。这可以通过调用ApplicationContext的close()方法或者销毁容器的生命周期回调来实现。
  2. 调用Bean的销毁方法：在容器关闭时，Spring会调用Bean的销毁方法进行资源释放和清理工作。这个方法可以通过实现DisposableBean接口的destroy()方法，或者在配置文件中通过destroy-method属性指定。
  3. 应用Bean后置处理器：在销毁方法调用之前和之后，Spring会应用注册的Bean后置处理器（BeanPostProcessor）。后置处理器可以对Bean进行额外的处理，例如在Bean销毁前后进行一些自定义逻辑。
  Bean的销毁阶段只有在容器关闭时才会触发，或者在使用单例作用域的Bean时，当Bean不再被引用时被垃圾回收器回收。对于原型作用域的Bean，默认情况下，Spring不会管理其销毁过程，需要开发者手动进行资源释放。
  
  同时，可以通过实现DisposableBean接口或者在配置文件中指定destroy-method属性来定义Bean的销毁方法。在销毁方法中，可以进行一些资源释放、数据库连接关闭等清理工作，确保系统的正常关闭和资源的释放。
  
  4. Spring Bean的后置处理器是什么？在项目中如何使用它？
  
  Spring Bean后置处理器（BeanPostProcessor）是一种特殊类型的Bean，用于在容器实例化、配置和初始化Bean的过程中进行自定义的处理操作。
  
  在项目中使用Bean后置处理器，可以通过以下步骤：
  1. 创建后置处理器类：实现BeanPostProcessor接口，该接口包含两个方法：postProcessBeforeInitialization()和postProcessAfterInitialization()。
```
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
public class MyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        // 在Bean初始化之前进行自定义处理操作
        return bean;
    }
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        // 在Bean初始化之后进行自定义处理操作
        return bean;
    }
}
```
  2. 注册后置处理器：在Spring配置文件中，将自定义的后置处理器注册到容器中。
  3. 启动容器：在项目启动时，启动Spring容器，容器会自动识别并应用注册的后置处理器。
```
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
```
  通过使用Bean后置处理器，可以在Bean的初始化前后进行自定义操作，例如对Bean进行增强、属性修改、代理等。常见的应用场景包括：
  - 属性值注入前后的自定义处理。
  - 在Bean初始化前后执行一些特定的逻辑。
  - 动态代理Bean的生成。
  - 对特定类型的Bean进行特殊处理等。
    需要注意的是，Bean后置处理器会对容器中的所有Bean实例进行处理，因此在编写后置处理器时需要注意逻辑的准确性和性能的影响。
    
    5. Spring Bean的生命周期中，哪些方法可以进行自定义操作？
    
    在Spring Bean的生命周期中，可以进行自定义操作的方法主要包括以下几个：
    1. 初始化方法（Initialization methods）：
      - 在配置文件中通过init-method属性指定的方法。
      - 在Bean类中实现InitializingBean接口，并重写afterPropertiesSet()方法。
      初始化方法用于在Bean实例化后，属性注入完成之后执行一些初始化逻辑，例如初始化资源、建立连接等。您可以根据需要选择其中一种方式来定义初始化方法。
    2. 销毁方法（Destruction methods）：
      - 在配置文件中通过destroy-method属性指定的方法。
      - 在Bean类中实现DisposableBean接口，并重写destroy()方法。
      销毁方法用于在容器销毁Bean之前执行一些清理操作，例如释放资源、关闭连接等。您可以根据需要选择其中一种方式来定义销毁方法。
    3. 后置处理器（Post-processors）：
      
      后置处理器可以在Bean的初始化前后对Bean进行自定义处理。postProcessBeforeInitialization()方法在初始化方法调用之前被调用，postProcessAfterInitialization()方法在初始化方法调用之后被调用。通过实现这些方法，您可以对Bean进行额外的操作，例如修改属性值、添加代理等。
    4. 实现BeanPostProcessor接口，并重写postProcessBeforeInitialization()和postProcessAfterInitialization()方法。
    除了上述方法外，还可以使用其他扩展机制来进行自定义操作，例如使用@PostConstruct和@PreDestroy注解来标记初始化方法和销毁方法，或者通过实现BeanFactoryPostProcessor和BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口来对Bean的定义进行修改。
    
    通过自定义这些方法，您可以在Spring Bean的生命周期中添加自己的逻辑，以满足特定的需求和业务场景。
    
    6. 什么是Bean的作用域？Spring中有哪些Bean的作用域？
    
    在Spring中，Bean的作用域（Scope）指的是定义了Bean的生命周期和可见范围的一组规则。作用域决定了在不同的上下文中访问和使用Bean的方式。
    
    Spring框架提供了以下几种常用的Bean作用域：
    1. Singleton（默认）：单例作用域。在整个应用程序中，只会创建一个Bean实例，并且所有对该Bean的请求都会返回同一个实例。这是Spring的默认作用域。
    2. Prototype：原型作用域。每次请求Bean时，都会创建一个新的Bean实例。每个实例都有自己的状态，因此在使用时需要注意管理和维护。
    3. Request：请求作用域。每个HTTP请求都会创建一个新的Bean实例，并且该Bean实例仅在当前请求的范围内可见。在同一个请求内的不同组件可以共享同一个实例。
    4. Session：会话作用域。每个HTTP会话（Session）都会创建一个新的Bean实例，并且该Bean实例仅在当前会话的范围内可见。在同一个会话内的不同请求可以共享同一个实例。
    5. Global Session：全局会话作用域。仅在基于portlet的web应用中有效。它类似于Session作用域，但是不同portlet之间可以共享同一个实例。
            除了上述常用的作用域，Spring还提供了其他一些作用域，如WebSocket作用域、Application作用域等，用于满足特定的应用需求。
    
            要指定Bean的作用域，可以使用@Scope注解或在XML配置文件中进行配置。例如，使用@Scope("prototype")将Bean的作用域设置为原型作用域。
    
            需要根据具体的业务需求和场景选择合适的Bean作用域。默认情况下，使用单例作用域是最常见和推荐的方式，但在某些情况下，原型作用域或其他作用域可能更适合。
    
    7. Bean的作用域是如何实现的？请描述其原理。
    
    在Spring中，Bean的作用域是通过Bean的创建和管理方式来实现的。不同作用域的Bean会有不同的创建和销毁策略。
    1. Singleton作用域：
      - 当容器启动时，Spring会创建并初始化Singleton作用域的Bean实例，并将其放入容器中的单例缓存池中。
      - 之后，每次请求该Bean时，容器会直接从单例缓存池中返回已经创建好的Bean实例。
      - Singleton作用域的Bean在容器关闭时会被销毁。
    2. Prototype作用域：
      - 当容器接收到对Prototype作用域Bean的请求时，会创建一个新的Bean实例。
      - 容器会对该实例进行初始化和依赖注入，并返回给请求方。
      - 对Prototype作用域的Bean，容器不会进行进一步的管理和跟踪，不负责其生命周期的管理。因此，在使用Prototype作用域的Bean时，需要手动管理其销毁。
    3. Request作用域和Session作用域：
      - 当容器接收到对Request作用域或Session作用域的Bean的请求时，会检查当前的请求或会话中是否存在对应的Bean实例。
      - 如果存在，则直接返回该实例；如果不存在，则创建一个新的Bean实例并放入请求或会话中，以便后续的访问和共享。
      - Request作用域和Session作用域的Bean在请求或会话结束时会被销毁。
    实现Bean作用域的关键在于容器的管理和跟踪机制。容器会根据作用域的不同，采取相应的策略来创建、缓存和销毁Bean实例。对于Singleton作用域的Bean，容器会负责管理其单例缓存池；对于Prototype作用域的Bean，容器只负责创建实例，不负责管理其生命周期；对于Request作用域和Session作用域的Bean，容器会将实例与请求或会话关联起来，以便后续的访问和共享。
    
    需要注意的是，作用域仅仅决定了Bean实例的创建和可见范围，并不影响Bean定义本身。因此，无论是Singleton作用域还是Prototype作用域，Bean的定义方式都是相同的，只是在创建和管理上有所区别。
    
    8. 请解释Spring中的延迟初始化是什么，如何配置延迟初始化？
    
    在Spring中，延迟初始化（Lazy Initialization）是指在容器启动时不立即创建所有的Bean实例，而是在第一次使用该Bean时才进行创建。这可以有效地减少启动时间和资源消耗，特别是对于那些初始化耗时较长或者很少被使用的Bean。
    
    要配置延迟初始化，可以使用两种方式：
    1. 使用注解配置：
      - 在类级别上使用@Lazy注解，表示该类的Bean实例需要延迟初始化。例如：@Lazy。
      - 在XML配置文件中，使用lazy-init="true"属性来配置延迟初始化。例如：
    2. 使用编程方式配置：
      - 在Java配置类中，使用@Lazy注解来标记需要延迟初始化的Bean。例如：@Lazy。
      - 在XML配置文件中，使用lazy-init="true"属性来配置延迟初始化。例如：
            无论使用注解还是XML配置，配置了延迟初始化的Bean在容器启动时不会被立即创建。而是在第一次被请求或者被依赖注入时才会进行实例化和初始化。这样可以延迟Bean的创建，节省资源并提高应用程序的启动性能。
    
            需要注意的是，延迟初始化只适用于Singleton作用域的Bean。对于Prototype作用域的Bean，Spring无法延迟初始化，因为每次请求都需要创建一个新的实例。
    
            延迟初始化可以根据具体的业务需求和性能考虑来选择是否使用。对于那些启动时间较长或者很少被使用的Bean，延迟初始化可以提高应用程序的启动性能和资源利用率。但对于那些频繁被使用的Bean，延迟初始化可能会导致延迟的开销，需要权衡利弊进行选择。

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Spring Bean的生命周期总结（包含面试题）

一、Bean的初始化过程

1. 加载Spring Bean

2. 解析Bean的定义

3. Bean属性定义

4. BeanFactoryPostProcessor 扩展接口

5. 实例化Bean对象

6. Aware感知

7. 初始化方法

8. 后置处理

9. destroy 销毁

二、Bean的单例与多例模式

2.1 单例模式（Singleton）

2.2 多例模式（Prototype）

2.3 案例演示：

2.3.1 单例模式：

2.3.2 多例模式：

2.4 总结

三、关于bean的生命周期面试题

1. 请详细描述Spring框架Bean的生命周期包括哪些阶段？

2. 请详细描述一下Spring Bean的初始化过程

3. Spring Bean的销毁过程是怎样的？

4. Spring Bean的后置处理器是什么？在项目中如何使用它？

5. Spring Bean的生命周期中，哪些方法可以进行自定义操作？

6. 什么是Bean的作用域？Spring中有哪些Bean的作用域？

7. Bean的作用域是如何实现的？请描述其原理。

8. 请解释Spring中的延迟初始化是什么，如何配置延迟初始化？

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