SpringBeanDefinition詳解

在Spring框架中，Bean是重要的資源，每個Bean在容器中都應該有一個對應的BeanDefinition對象，它是Spring中定義和封裝Bean配置元數據的中心描述符。BeanDefinition對象是Spring中IoC容器創建、裝配和管理Bean的核心類，掌握BeanDefinition及其相關的屬性和方法，有助於深入理解Spring框架的設計思想和核心功能。

一、獲取BeanDefinition對象

在Spring框架中，獲取BeanDefinition對象常見的方式有三種：

1、使用BeanFactory介面或ApplicationContext介面中的getBeanDefinition方法獲取指定Bean的BeanDefinition對象；

BeanDefinition bd = factory.getBeanDefinition("beanName"); //通過Bean名稱獲取BeanDefinition
BeanDefinition bd = factory.getBeanDefinition(BeanClass.class); //通過Bean類型獲取BeanDefinition

2、使用ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext等XmlApplicationContext實現類創建Spring容器，通過BeanDefinitionReader或BeanDefinitionParser解析讀取xml中的配置信息，然後生成BeanDefinition對象；

@Bean
public BeanDefinitionReader beanDefinitionReader() throws Exception {
    XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory());
    reader.loadBeanDefinitions(new ClassPathResource("beans.xml"));
    return reader;
}

3、通過BeanDefinitionBuilder創建和修改BeanDefinition對象。

BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(BeanClass.class);
builder.addPropertyValue("propertyName", "propertyValue");
builder.setScope(BeanDefinition.SCOPE_SINGLETON);
BeanDefinition bd = builder.getBeanDefinition();

二、Bean的作用域

在Spring框架中，Bean通過Scope屬性來定義Bean的作用域，Spring框架提供了以下五種作用域：

1、singleton：單例模式，容器中只存在一個Bean實例，默認作用域；

2、prototype：原型模式，每次請求Bean時，都會創建一個新的Bean實例；

3、request：針對Web應用，每個Http請求都會創建一個新的Bean實例；

4、session：針對Web應用，每個Http Session會創建一個新的Bean實例；

5、globalSession：針對Web應用，全局Http Session會創建一個新的Bean實例。

BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(BeanClass.class);
builder.setScope(BeanDefinition.SCOPE_PROTOTYPE);
BeanDefinition bd = builder.getBeanDefinition();

三、Bean的聲明周期

在Spring框架中，Bean生命周期可以被分為以下七個階段：

1、實例化Bean：Spring容器根據BeanDefinition的配置信息創建一個Bean實例；

2、設置對象屬性：Spring容器根據BeanDefinition的配置信息將屬性或引用注入到Bean中；

3、調用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization()方法：BeanPostProcessor是Spring框架提供的介面，用於對Bean進行初始化前後的處理工作；

4、調用InitializingBean介面的afterPropertiesSet()方法或者在xml文件中配置init-method方法：該方法在Bean的所有屬性被設置之後調用，完成其他的初始化工作；

5、調用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization()方法：如果這個Bean是SmartInitializingSingleton或者SmartLifecycle介面的實現類並且被註冊了，直接進入第七步；

6、Bean可以使用了：Bean正在工作當中；

7、調用SmartLifecycle的start()方法或SmartInitializingSingleton的afterSingletonsInstantiated()方法：如果Bean實現了SmartLifecycle介面，那麼在Spring啟動時，自動調用start()方法使Bean處於運行狀態；如果Bean實現了SmartInitializingSingleton介面，那麼在所有Bean都初始化完成後，調用afterSingletonsInstantiated()方法。

@Component
public class ExampleBean implements InitializingBean, DisposableBean, SmartInitializingSingleton, SmartLifecycle {
    //...
    @Override
    public void afterSingletonsInstantiated() {
        log.info("Executing afterSingletonsInstantiated()");
    }
    @Override
    public void start() {
        log.info("Executing start()");
    }
    //...
}

四、Bean的依賴關係

Spring框架中，Bean之間的依賴關係通常通過BeanDefinition對象中的DependsOn屬性、@Autowired註解和@Resource註解來完善。

1、DependsOn屬性：用於強制提前初始化特定Bean依賴的Bean；

BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(BeanClass.class);
builder.getBeanDefinition().setDependsOn(new String[]{"dependentBean"});

2、@Autowired註解：將其他Bean作為屬性注入到當前Bean中，以創建依賴關係；

@Component
public class ExampleBean {
    @Autowired
    private OtherBean otherBean;
    //...
}

3、@Resource註解：類似@Autowired註解，用於將其他Bean作為屬性注入到當前Bean中，可以指定Bean的名稱或者類型。

@Component
public class ExampleBean {
    @Resource(name = "otherBean")
    private OtherBean otherBean;
    //...
}

五、Bean的元數據

Spring框架中，Bean元數據是指Bean的詳細描述信息，包括Bean的類名、作用域、構造參數、屬性、依賴等。Spring提供了多種方式來定義Bean元數據。

1、xml方式：通過定義xml文檔，在xml元素中聲明Bean元數據；

2、JavaConfig方式：使用JavaConfig方式定義Bean元數據，通過@Configuration註解標記JavaConfig類，使用@Bean註解定義Bean；

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public ExampleBean exampleBean(){
        ExampleBean exampleBean = new ExampleBean();
        exampleBean.setPropertyName("propertyValue");
        return exampleBean;
    }
}

六、Bean的後置處理器

在Spring框架中，Bean的後置處理器是指在Bean生命周期中，在Bean屬性注入、Bean初始化前後等階段對Bean進行定製化操作的處理器。Spring框架提供了如下的Bean後置處理器介面：

1、BeanPostProcessor：所有Bean後置處理器都需要實現該介面；

2、InstantiationAwareBeanPostProcessor：繼承BeanPostProcessor介面，用來在Bean實例化前後對Bean進行特殊處理，例如Bean自動裝載、AOP功能實現；

3、BeanFactoryPostProcessor：在BeanFactory容器實例化完成之後，BeanFactoryPostProcessor介面會先於其他Bean被實例化，用於對BeanFactory容器進行post-processing操作。

public class ExampleBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        //執行Bean初始化前的操作
        return bean;
    }
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        //執行Bean初始化後的操作
        return bean;
    }
}

七、總結

本文詳細介紹了Spring框架中BeanDefinition的相關概念，包括獲取BeanDefinition對象、Bean的作用域、Bean的聲明周期、Bean的依賴關係、Bean的元數據和Bean的後置處理器等。Spring框架通過BeanDefinition對象的封裝和管理，實現對Bean的自動裝配、託管、管理等核心功能，使得Spring框架應用更加簡單、更加靈活、更加高效。