Spring开闭原则的表现-BeanPostProcessor扩展点-2

上接Spring提供的BeanPostProcessor的扩展点-1继续分析。

四、BeanPostProcessor接口及回调方法图

 从图中我们可以看出一共五个接口，共十个回调方法，即十个扩展点，但我们之前的文章只分析了其中八个，另外两个稍候也会解析一下是干什么的。

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五、五个接口十个扩展点解析

1、InstantiationAwareBeanPostProcessor：实例化Bean后置处理器（继承BeanPostProcessor）

postProcessBeforeInstantiation ：在实例化目标对象之前执行，可以自定义实例化逻辑，如返回一个代理对象等，（3.1处执行；如果此处返回的Bean不为null将中断后续Spring创建Bean的流程，且只执行postProcessAfterInitialization回调方法，如当AbstractAutoProxyCreator的实现者注册了TargetSourceCreator（创建自定义的TargetSource）将改变执行流程，不注册TargetSourceCreator我们默认使用的是SingletonTargetSource（即AOP代理直接保证目标对象），此处我们还可以使用如ThreadLocalTargetSource（线程绑定的Bean）、CommonsPoolTargetSource（实例池的Bean）等等，大家可以去spring官方文档了解TargetSource详情；

postProcessAfterInitialization ： Bean实例化完毕后执行的后处理操作，所有初始化逻辑、装配逻辑之前执行，如果返回false将阻止其他的InstantiationAwareBeanPostProcessor的postProcessAfterInstantiation的执行，（3.2和（9.1处执行；在此处可以执行一些初始化逻辑或依赖装配逻辑；

postProcessPropertyValues ：完成其他定制的一些依赖注入和依赖检查等，如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor执行@Autowired注解注入，CommonAnnotationBeanPostProcessor执行@Resource等注解的注入，PersistenceAnnotationBeanPostProcessor执行@ PersistenceContext等JPA注解的注入，RequiredAnnotationBeanPostProcessor执行@ Required注解的检查等等，（9.3处执行；

2、MergedBeanDefinitionPostProcessor：合并Bean定义后置处理器         （继承BeanPostProcessor）

postProcessMergedBeanDefinition：执行Bean定义的合并，在（7.1处执行，且在实例化完Bean之后执行；

3、SmartInstantiationAwareBeanPostProcessor：智能实例化Bean后置处理器（继承InstantiationAwareBeanPostProcessor）

predictBeanType：预测Bean的类型，返回第一个预测成功的Class类型，如果不能预测返回null；当你调用BeanFactory.getType(name)时当通过Bean定义无法得到Bean类型信息时就调用该回调方法来决定类型信息；BeanFactory.isTypeMatch(name, targetType)用于检测给定名字的Bean是否匹配目标类型（如在依赖注入时需要使用）；

determineCandidateConstructors：检测Bean的构造器，可以检测出多个候选构造器，再有相应的策略决定使用哪一个，如AutowiredAnnotationBeanPostProcessor实现将自动扫描通过@Autowired/@Value注解的构造器从而可以完成构造器注入，请参考【第十二章】零配置 之12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3 ，（6.2.2.1处执行；

getEarlyBeanReference：当正在创建A时，A依赖B，此时通过（8将A作为ObjectFactory放入单例工厂中进行early expose，此处B需要引用A，但A正在创建，从单例工厂拿到ObjectFactory（其通过getEarlyBeanReference获取及早暴露Bean），从而允许循环依赖，此时AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator（完成xml风格的AOP配置(<aop:config>)将目标对象（A）包装到AOP代理对象）或AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator（完成@Aspectj注解风格（<aop:aspectj-autoproxy> @Aspect）将目标对象（A）包装到AOP代理对象），其返回值将替代原始的Bean对象，即此时通过early reference能得到正确的代理对象，（8.1处实施；如果此处执行了，（10.3.3处的AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator或AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization将不执行，即这两个回调方法是二选一的；

4、BeanPostProcessor：Bean后置处理器

postProcessBeforeInitialization：实例化、依赖注入完毕，在调用显示的初始化之前完成一些定制的初始化任务，如BeanValidationPostProcessor完成JSR-303 @Valid注解Bean验证，InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor完成@PostConstruct注解的初始化方法调用，ApplicationContextAwareProcessor完成一些Aware接口的注入（如EnvironmentAware、ResourceLoaderAware、ApplicationContextAware），其返回值将替代原始的Bean对象；（10.2处执行；

postProcessAfterInitialization：实例化、依赖注入、初始化完毕时执行，如AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator（完成xml风格的AOP配置(<aop:config>)的目标对象包装到AOP代理对象）、AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator（完成@Aspectj注解风格（<aop:aspectj-autoproxy> @Aspect）的AOP配置的目标对象包装到AOP代理对象），其返回值将替代原始的Bean对象；（10.3.3处执行；此处需要参考getEarlyBeanReference；

5、DestructionAwareBeanPostProcessor：销毁Bean后置处理器（继承BeanPostProcessor）

postProcessBeforeDestruction：销毁后处理回调方法，该回调只能应用到单例Bean，如InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor完成@PreDestroy注解的销毁方法调用；（12.1.1处执行。

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六、内置的一些BeanPostProcessor

 部分内置的BeanPostProcessor

此图只有内置的一部分。

1、ApplicationContextAwareProcessor

容器启动时会自动注册。注入那些实现ApplicationContextAware、MessageSourceAware、ResourceLoaderAware、EnvironmentAware、

EmbeddedValueResolverAware、ApplicationEventPublisherAware标识接口的Bean需要的相应实例，在postProcessBeforeInitialization回调方法中进行实施，即（10.2处实施。

2、CommonAnnotationBeanPostProcessor

CommonAnnotationBeanPostProcessor继承InitDestroyAnnotationBeanPostProcessor，当在配置文件有<context:annotation-config>或<context:component-scan>会自动注册。

提供对JSR-250规范注解的支持@javax.annotation.Resource、@javax.annotation.PostConstruct和@javax.annotation.PreDestroy等的支持。

2.1、通过@Resource注解进行依赖注入：

    postProcessPropertyValues：通过此回调进行@Resource注解的依赖注入；（9.3处实施；

2.2、用于执行@PostConstruct 和@PreDestroy 注解的初始化和销毁方法的扩展点：

    postProcessBeforeInitialization()将会调用bean的@PostConstruct方法；（10.2处实施；

    postProcessBeforeDestruction()将会调用单例 Bean的@PreDestroy方法（此回调方法会在容器销毁时调用），（12.1.1处实施。

详见【第十二章】零配置 之 12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3，JSR-250注解部分。

3、AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

当在配置文件有<context:annotation-config>或<context:component-scan>会自动注册。

提供对JSR-330规范注解的支持和Spring自带注解的支持。

3.1、Spring自带注解的依赖注入支持，@Autowired和@Value：

    determineCandidateConstructors ：决定候选构造器；详见【12.2中的构造器注入】；（6.2.2.1处实施；

postProcessPropertyValues ：进行依赖注入；详见【12.2中的字段注入和方法参数注入】；（9.3处实施；

3.2、对JSR-330规范注解的依赖注入支持，@Inject：

    同2.1类似只是查找使用的注解不一样；

详见【第十二章】零配置 之 12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3，Spring自带依赖注入注解和 JSR-330注解部分。

4、RequiredAnnotationBeanPostProcessor

当在配置文件有<context:annotation-config>或<context:component-scan>会自动注册。

4.1、提供对@ Required注解的方法进行依赖检查支持：

    postProcessPropertyValues：如果检测到没有进行依赖注入时抛出BeanInitializationException异常；（9.3处实施；

详见【第十二章】零配置 之 12.2 注解实现Bean依赖注入 ——跟我学spring3，@Required：依赖检查。

5、PersistenceAnnotationBeanPostProcessor

当在配置文件有<context:annotation-config>或<context:component-scan>会自动注册。

5.1、通过对JPA @ javax.persistence.PersistenceUnit和@ javax.persistence.PersistenceContext注解进行依赖注入的支持；

    postProcessPropertyValues ： 根据@PersistenceUnit/@PersistenceContext进行EntityManagerFactory和EntityManager的支持；

6、AbstractAutoProxyCreator

AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator和AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator都是继承AbstractAutoProxyCreator，AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator提供对（<aop:config>）声明式AOP的支持，AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator提供对（<aop:aspectj-autoproxy>）注解式（@AspectJ）AOP的支持，因此只需要分析AbstractAutoProxyCreator即可。

当使用<aop:config>配置时自动注册AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator，而使用<aop:aspectj-autoproxy>时会自动注册AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator。

6.1、predictBeanType：预测Bean的类型，如果目标对象被AOP代理对象包装，此处将返回AOP代理对象的类型；

public Class<?> predictBeanType(Class<?> beanClass, String beanName) {
		Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);
		return this.proxyTypes.get(cacheKey); //获取代理对象类型，可能返回null
}

6.2、postProcessBeforeInstantiation：

public Object postProcessBeforeInstantiation(Class<?> beanClass, String beanName) throws BeansException {
	//1、得到一个缓存的唯一key（根据beanClass和beanName生成唯一key）
	Object cacheKey = getCacheKey(beanClass, beanName);
	//2、如果当前targetSourcedBeans（通过自定义TargetSourceCreator创建的TargetSource）不包含cacheKey
	if (!this.targetSourcedBeans.contains(cacheKey)) {
		//2.1、advisedBeans（已经被增强的Bean，即AOP代理对象）中包含当前cacheKey或nonAdvisedBeans（不应该被增强的Bean）中包含当前cacheKey 返回null，即走Spring默认流程
		if (this.advisedBeans.contains(cacheKey) || this.nonAdvisedBeans.contains(cacheKey)) {
			return null;
		}
		//2.2、如果是基础设施类（如Advisor、Advice、AopInfrastructureBean的实现）不进行处理
		//2.2、shouldSkip 默认false，可以生成子类覆盖，如AspectJAwareAdvisorAutoProxyCreator覆盖	（if (((AbstractAspectJAdvice) advisor.getAdvice()).getAspectName().equals(beanName)) return true;  即如果是自己就跳过）
		if (isInfrastructureClass(beanClass) || shouldSkip(beanClass, beanName)) {
			this.nonAdvisedBeans.add(cacheKey);//在不能增强的Bean列表缓存当前cacheKey
			return null;
		}
	}

	//3、开始创建AOP代理对象
	//3.1、配置自定义的TargetSourceCreator进行TargetSource创建
	TargetSource targetSource = getCustomTargetSource(beanClass, beanName);
	if (targetSource != null) {
		//3.2、如果targetSource不为null 添加到targetSourcedBeans缓存，并创建AOP代理对象
		this.targetSourcedBeans.add(beanName);
		// specificInterceptors即增强（包括前置增强、后置增强等等）
		Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(beanClass, beanName, targetSource);
		//3.3、创建代理对象
		Object proxy = createProxy(beanClass, beanName, specificInterceptors, targetSource);
		//3.4、将代理类型放入proxyTypes从而允许后续的predictBeanType()调用获取
		this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
		return proxy;
	}
	return null;
}

  从如上代码可以看出，当我们配置TargetSourceCreator进行自定义TargetSource创建时，会创建代理对象并中断默认Spring创建流程。

6.3、getEarlyBeanReference

//获取early Bean引用（只有单例Bean才能回调该方法）
public Object getEarlyBeanReference(Object bean, String beanName) throws BeansException {
	Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
	//1、将cacheKey添加到earlyProxyReferences缓存，从而避免多次重复创建
	this.earlyProxyReferences.add(cacheKey);
	//2、包装目标对象到AOP代理对象（如果需要）
	return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}

6.4、postProcessAfterInitialization

public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
	if (bean != null) {
		Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
		//1、如果之前调用过getEarlyBeanReference获取包装目标对象到AOP代理对象（如果需要），则不再执行
		if (!this.earlyProxyReferences.contains(cacheKey)) {
			//2、包装目标对象到AOP代理对象（如果需要）
			return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
		}
	}
	return bean;
}

protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
	if (this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {//通过TargetSourceCreator进行自定义TargetSource不需要包装
		return bean;
	}
	if (this.nonAdvisedBeans.contains(cacheKey)) {//不应该被增强对象不需要包装
		return bean;
	}
	if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {//基础设施/应该skip的不需要保证
		this.nonAdvisedBeans.add(cacheKey);
		return bean;
	}

	// 如果有增强就执行包装目标对象到代理对象
	Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
	if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
		this.advisedBeans.add(cacheKey);//将cacheKey添加到已经被增强列表，防止多次增强
		Object proxy = createProxy(bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));//创建代理对象
		this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());//缓存代理类型
		return proxy;
	}
	this.nonAdvisedBeans.add(cacheKey);
	return bean;
}

从如上流程可以看出 getEarlyBeanReference和postProcessAfterInitialization是二者选一的，而且单例Bean目标对象只能被增强一次，而原型Bean目标对象可能被包装多次。

7、BeanValidationPostProcessor

默认不自动注册，Spring3.0开始支持。

提供对JSR-303验证规范支持。

根据afterInitialization是false/true决定调用postProcessBeforeInitialization或postProcessAfterInitialization来通过JSR-303规范验证Bean，默认false。

8、MethodValidationPostProcessor

Spring3.1开始支持，且只支持Hibernate Validator 4.2及更高版本，从Spring 3.2起可能将采取自动检测Bean Validation 1.1兼容的提供商且自动注册（Bean Validation 1.1 (JSR-349)正处于草案阶段，它将提供方法级别的验证，提供对方法级别的验证），目前默认不自动注册。

Bean Validation 1.1草案请参考http://jcp.org/en/jsr/detail?id=349    http://beanvalidation.org/。

提供对方法参数/方法返回值的进行验证（即前置条件/后置条件的支持），通过JSR-303注解验证，使用方式如：

public @NotNull Object myValidMethod(@NotNull String arg1, @Max(10) int arg2)

默认只对@org.springframework.validation.annotation.Validated注解的Bean进行验证，我们可以修改validatedAnnotationType为其他注解类型来支持其他注解验证。而且目前只支持Hibernate Validator实现，在未来版本可能支持其他实现。

有了这东西之后我们就不需要在进行如Assert.assertNotNull（）这种前置条件/后置条件的判断了。

9、ScheduledAnnotationBeanPostProcessor

当配置文件中有<task:annotation-driven>自动注册或@EnableScheduling自动注册。

提供对注解@Scheduled任务调度的支持。

postProcessAfterInitialization：通过查找Bean对象类上的@Scheduled注解来创建ScheduledMethodRunnable对象并注册任务调度方法（仅返回值为void且方法是无形式参数的才可以）。

可参考Spring官方文档的任务调度章节学习@Scheduled注解任务调度。

10、AsyncAnnotationBeanPostProcessor

当配置文件中有<task:annotation-driven>自动注册或@EnableAsync自动注册。

提供对@ Async和EJB3.1的@javax.ejb.Asynchronous注解的异步调用支持。

postProcessAfterInitialization：通过ProxyFactory创建目标对象的代理对象，默认使用AsyncAnnotationAdvisor（内部使用AsyncExecutionInterceptor 通过AsyncTaskExecutor（继承TaskExecutor）通过submit提交异步任务）。

可参考Spring官方文档的异步调用章节学习@Async注解异步调用。

11、ServletContextAwareProcessor

在使用Web容器时自动注册。

类似于ApplicationContextAwareProcessor，当你的Bean 实现了ServletContextAware/ ServletConfigAware会自动调用回调方法注入ServletContext/ ServletConfig。

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七、BeanPostProcessor如何注册

1、如ApplicationContextAwareProcessor会在ApplicationContext容器启动时自动注册，而CommonAnnotationBeanPostProcessor和AutowiredAnnotationBeanPostProcessor会在当你使用<context:annotation-config>或<context:component-scan>配置时自动注册。

2、只要将BeanPostProcessor注册到容器中，Spring会在启动时自动获取并注册。

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八、BeanPostProcessor的执行顺序

1、如果使用BeanFactory实现，非ApplicationContext实现，BeanPostProcessor执行顺序就是添加顺序。

2、如果使用的是AbstractApplicationContext（实现了ApplicationContext）的实现，则通过如下规则指定顺序。

2.1、PriorityOrdered（继承了Ordered），实现了该接口的BeanPostProcessor会在第一个顺序注册，标识高优先级顺序，即比实现Ordered的具有更高的优先级；

2.2、Ordered，实现了该接口的BeanPostProcessor会第二个顺序注册；

int HIGHEST_PRECEDENCE = Integer.MIN_VALUE;//最高优先级

int LOWEST_PRECEDENCE = Integer.MAX_VALUE;//最低优先级

即数字越小优先级越高，数字越大优先级越低，如0（高优先级）——1000（低优先级）

2.3、无序的，没有实现Ordered/ PriorityOrdered的会在第三个顺序注册；

2.4、内部Bean后处理器，实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口的是内部Bean PostProcessor，将在最后且无序注册。

3、接下来我们看看内置的BeanPostProcessor执行顺序

//1注册实现了PriorityOrdered接口的BeanPostProcessor

//2注册实现了Ordered接口的BeanPostProcessor

AbstractAutoProxyCreator              实现了Ordered，order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE

MethodValidationPostProcessor          实现了Ordered，LOWEST_PRECEDENCE

ScheduledAnnotationBeanPostProcessor   实现了Ordered，LOWEST_PRECEDENCE

AsyncAnnotationBeanPostProcessor      实现了Ordered，order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE

//3注册无实现任何接口的BeanPostProcessor

BeanValidationPostProcessor            无序

ApplicationContextAwareProcessor       无序

ServletContextAwareProcessor          无序

//3 注册实现了MergedBeanDefinitionPostProcessor接口的BeanPostProcessor，且按照实现了Ordered的顺序进行注册，没有实现Ordered的默认为Ordered.LOWEST_PRECEDENCE。

PersistenceAnnotationBeanPostProcessor  实现了PriorityOrdered，Ordered.LOWEST_PRECEDENCE - 4

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor   实现了PriorityOrdered，order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE - 2

RequiredAnnotationBeanPostProcessor    实现了PriorityOrdered，order = Ordered.LOWEST_PRECEDENCE - 1

CommonAnnotationBeanPostProcessor    实现了PriorityOrdered，Ordered.LOWEST_PRECEDENCE

从上到下顺序执行，如果order相同则我们应该认为同序（谁先执行不确定，其执行顺序根据注册顺序决定）。

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九、完成Spring事务处理时自我调用的解决方案及一些实现方式的分析分析

场景请先参考请参考Spring事务处理时自我调用的解决方案及一些实现方式的风险中的3.3、通过BeanPostProcessor 在目标对象中注入代理对象。

分析：

问题出现在5和9处：

5、使用步骤1处注册的SingletonFactory（ObjectFactory.getObject() 使用AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的getEarlyBeanReference获取循环引用Bean），因此此处将返回A目标对象的代理对象；

9、此处调用AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的postProcessAfterInitialization，但发现之前调用过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的getEarlyBeanReference获取代理对象，此处不再创建代理对象，而是直接返回目标对象，因此使用InjectBeanSelfProcessor不能注入代理对象；但此时的Spring容器中的A已经是代理对象了，因此我使用了从上下文重新获取A代理对象的方式注入（context.getBean(beanName)）。

此处的getEarlyBeanReference和postProcessAfterInitialization为什么是二者选一的请参考之前介绍的AbstractAutoProxyCreator。

到此问题我们分析完毕，实际项目中的循环依赖应该尽量避免，这违反了“无环依赖原则”。

下一篇我将介绍一些内置BeanPostProcessor的使用和自定义一些自己的BeanPostProcessor来更好的理解这些扩展点。