@Lazy源码分析

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xuchengsheng 2023-10-11 17:44:40 +08:00
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*了解 Spring 如何通过注解驱动开发,简化和加强代码。* *了解 Spring 如何通过注解驱动开发,简化和加强代码。*
- [**解析@Configuration的力量**](spring-annotation/spring-annotation-configuration/README.md) - 揭露如何使用 Java 配置定义 beans。 - [**解析@Configuration的力量**](spring-annotation/spring-annotation-configuration/README.md) - 揭露如何使用 Java 配置定义 beans。
- [**组件扫描的魅力: @ComponentScan**](spring-annotation/spring-annotation-componentScan/README.md) - 探索如何自动检测和注册 beans。 - [**组件扫描的魅力@ComponentScan**](spring-annotation/spring-annotation-componentScan/README.md) - 探索如何自动检测和注册 beans。
- [**深入@Bean的秘密**](spring-annotation/spring-annotation-bean/README.md) - 理解如何通过 Java 方法定义 beans。 - [**深入@Bean的秘密**](spring-annotation/spring-annotation-bean/README.md) - 理解如何通过 Java 方法定义 beans。
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- [**深入探究@Lazy注解**](spring-annotation/spring-annotation-lazy/README.md) - 如何优雅地实现 Spring Beans 的延迟加载。
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## @Lazy
- [@Lazy](#lazy)
- [一、注解描述](#一注解描述)
- [二、注解源码](#二注解源码)
- [三、主要功能](#三主要功能)
- [四、最佳实践](#四最佳实践)
- [五、时序图](#五时序图)
- [5.1、Bean注册时序图](#51bean注册时序图)
- [5.2、Bean延迟创建时序图](#52bean延迟创建时序图)
- [5.3、Bean延迟注入时序图](#53bean延迟注入时序图)
- [六、源码分析](#六源码分析)
- [6.1、延迟初始化](#61延迟初始化)
- [6.2、延迟注入](#62延迟注入)
- [七、注意事项](#七注意事项)
- [八、总结](#八总结)
- [8.1、最佳实践总结](#81最佳实践总结)
- [8.2、源码分析总结](#82源码分析总结)
### 一、注解描述
`@Lazy`注解,它的主要用途是延迟依赖注入的初始化。通常情况下,当 ApplicationContext 被启动和刷新时,所有的单例 bean 会被立即初始化。但有时,可能希望某些 bean 在首次使用时才被初始化。
### 二、注解源码
`@Lazy`注解是 Spring 框架自 3.0 版本开始引入的一个核心注解,用于控制 bean 的懒加载行为。默认情况下,当 `@Lazy` 被应用bean 不会在 Spring 容器启动时立即初始化,而是在首次被引用或请求时。这适用于通过 `@Component``@Bean` 定义的 bean。此外`@Lazy` 还可以用于注入点,如 `@Autowired`,创建一个懒解析代理,从而实现延迟注入。当用在 `@Configuration` 类上时,它影响该配置中所有的 `@Bean` 定义。
```java
/**
* 指示一个bean是否应懒加载初始化。
*
* 可直接或间接地用于带 org.springframework.stereotype.Component @Component 注解的类,
* 或者用于带有 Bean @Bean 注解的方法。
*
* 如果此注解不在 @Component@Bean 定义上,将会立即初始化。
* 如果存在并且设置为 true除非被另一个bean引用或从包围的 org.springframework.beans.factory.BeanFactory BeanFactory 中显式检索,
* 否则 @Bean@Component 不会初始化。如果存在并设置为 false那么执行积极初始化单例的bean工厂将在启动时实例化bean。
*
* 如果Lazy存在于 Configuration @Configuration 类上,表示该 @Configuration 中的所有 @Bean 方法都应懒加载。
* 如果在一个带有 @Lazy 注解的 @Configuration 类的 @Bean 方法上 @Lazy 设置为false则表示覆盖了“默认懒惰”行为该bean应立即初始化。
*
* 除了其在组件初始化中的作用外,此注解也可用于带有 org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired 或 javax.inject.Inject 的注入点:
* 在这种情况下,它会导致为所有受影响的依赖关系创建一个懒解析代理,作为使用 org.springframework.beans.factory.ObjectFactory 或 javax.inject.Provider 的替代方法。
*
* @author Chris Beams
* @author Juergen Hoeller
* @since 3.0
* @see Primary
* @see Bean
* @see Configuration
* @see org.springframework.stereotype.Component
*/
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.PARAMETER, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Lazy {
/**
* 是否应进行懒加载初始化。
*/
boolean value() default true;
}
```
### 三、主要功能
1. **延迟初始化**
+ 当 `@Lazy` 注解应用于一个 `@Bean``@Component` 上时,该 bean 不会在 Spring 容器启动时立即初始化。而是直到首次被引用或请求时才进行初始化。
2. **延迟注入**
+ 当 `@Lazy` 注解应用于 `@Autowired` 或其他注入点上时,它导致为所注入的依赖关系创建一个懒解析代理,实现首次访问时的延迟注入。
### 四、最佳实践
首先来看看启动类入口,上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类,然后从中获取一个 `MyService` bean 并调用其 `show` 方法。
```java
public class LazyApplication {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("启动 Spring ApplicationContext...");
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
System.out.println("启动完成 Spring ApplicationContext...");
System.out.println("获取MyService...");
MyService myService = context.getBean(MyService.class);
System.out.println("调用show方法...");
myService.show();
}
}
```
这里使用`@Bean`注解,`MyBean` 被标注了 `@Lazy`,这意味着它只会在首次被请求时才会初始化。`MyService` 没有 `@Lazy` 注解,所以它会被立即初始化。
```java
@Configuration
public class MyConfiguration {
@Bean
@Lazy
public MyBean myBean(){
System.out.println("MyBean 初始化了!");
return new MyBean();
}
@Bean
public MyService myService(){
return new MyService();
}
}
```
`MyBean` 类定义很简单。它有一个构造函数,在构造函数中打印了 "MyBean 的构造函数被调用了!",并有一个 `show` 方法,该方法打印 "hello world!"。
```java
public class MyBean {
public MyBean() {
System.out.println("MyBean 的构造函数被调用了!");
}
public void show() {
System.out.println("hello world!");
}
}
```
`MyService` 类有一个对 `MyBean` 的引用,而该引用通过 `@Autowired` 进行依赖注入。由于我们还在这个注入点上添加了 `@Lazy` 注解,这意味着 `myBean` 的实际注入将被延迟,直到我们首次尝试访问它时。
```java
public class MyService {
@Autowired
@Lazy
private MyBean myBean;
public void show() {
System.out.println("MyBean Class = " + myBean.getClass());
myBean.show();
}
}
```
运行结果发现
1. **延迟初始化**:
- 尽管 `MyService` 在应用上下文启动后可用,但由于 `MyBean` 上的 `@Lazy` 注解,`MyBean` 在启动时并未被初始化。
- 只有在首次访问或使用 `MyBean` 时,它才真正被初始化。这在 "MyBean 初始化了!" 和 "MyBean 的构造函数被调用了!" 的输出中得到了体现。
2. **延迟注入**:
- 在 `MyService``show` 方法首次被调用时,由于 `@Autowired``@Lazy` 注解的组合Spring 不是直接注入原始的 `MyBean` 实例,而是注入一个代理对象。
- 这个代理对象的类名为 `com.xcs.spring.bean.MyBean$$EnhancerBySpringCGLIB$$2a517c55`,表明它是由 Spring 的 CGLIB 动态生成的。
- 当尝试访问该代理对象上的方法(如 `show` 方法)时,代理会确保真正的 `MyBean` 被初始化并代理该方法调用。
```java
启动 Spring ApplicationContext...
启动完成 Spring ApplicationContext...
获取MyService...
调用show方法...
MyBean Class = class com.xcs.spring.bean.MyBean$$EnhancerBySpringCGLIB$$2a517c55
MyBean 初始化了!
MyBean 的构造函数被调用了!
hello world!
```
### 五、时序图
#### 5.1、Bean注册时序图
~~~mermaid
sequenceDiagram
LazyApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses)<br>创建应用上下文
AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh()<br>刷新应用上下文
AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)<br>调用BFPP方法
AbstractApplicationContext->>PostProcessorRegistrationDelegate:invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory,beanFactoryPostProcessors)<br>委托BFPP处理
PostProcessorRegistrationDelegate->>PostProcessorRegistrationDelegate:invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(postProcessors,registry,applicationStartup)<br>调用BDRPP方法
PostProcessorRegistrationDelegate->>ConfigurationClassPostProcessor:postProcessBeanDefinitionRegistry(registry)<br>处理Bean定义
ConfigurationClassPostProcessor->>ConfigurationClassPostProcessor:processConfigBeanDefinitions(registry)<br>处理配置类Bean
ConfigurationClassPostProcessor->>ConfigurationClassBeanDefinitionReader:loadBeanDefinitions(configurationModel)<br>加载Bean定义
ConfigurationClassBeanDefinitionReader->>ConfigurationClassBeanDefinitionReader:loadBeanDefinitionsForConfigurationClass(configClass,trackedConditionEvaluator)<br>为配置类加载
ConfigurationClassBeanDefinitionReader->>ConfigurationClassBeanDefinitionReader:loadBeanDefinitionsForBeanMethod(beanMethod)<br>为@Bean方法加载
ConfigurationClassBeanDefinitionReader->>AnnotationConfigUtils:processCommonDefinitionAnnotations(abd,metadata)<br>处理注解定义
AnnotationConfigUtils->>AnnotationConfigUtils:attributesFor(metadata, Lazy.class)<br>获取注解属性
AnnotationConfigUtils->>AbstractBeanDefinition:setLazyInit(lazyInit)<br>设置懒加载属性
~~~
#### 5.2、Bean延迟创建时序图
~~~mermaid
sequenceDiagram
DependsOnApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext(componentClasses)<br>创建应用上下文
AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh()<br>刷新应用上下文
AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)<br>完成bean工厂初始化
AbstractApplicationContext->>DefaultListableBeanFactory:preInstantiateSingletons()<br>预实例化单例beans
DefaultListableBeanFactory->>AbstractBeanDefinition:isLazyInit()
AbstractBeanDefinition->>DefaultListableBeanFactory:返回Bean是否懒加载
DefaultListableBeanFactory->>AbstractBeanFactory:getBean(beanName)
alt Bean是懒加载
AbstractBeanFactory->>DefaultListableBeanFactory: 执行初始化Bean对象
else Bean不是懒加载
AbstractBeanFactory->>DefaultListableBeanFactory: 跳过Bean初始化等待真正使用时在初始化
end
~~~
#### 5.3、Bean延迟注入时序图
~~~mermaid
sequenceDiagram
Title: InstantiationAwareBeanPostProcessor时序图
InstantiationAwareBeanPostProcessorApplication->>AnnotationConfigApplicationContext:AnnotationConfigApplicationContext<br>开始初始化
AnnotationConfigApplicationContext->>AbstractApplicationContext:refresh<br>刷新上下文
AbstractApplicationContext->>AbstractApplicationContext:finishBeanFactoryInitialization<br>实例化非懒加载的单列Bean
AbstractApplicationContext->>DefaultListableBeanFactory:preInstantiateSingletons<br>预实例化Singleton
DefaultListableBeanFactory->>AbstractBeanFactory:getBean<br>根据beanName获取对象
AbstractBeanFactory->>AbstractBeanFactory:doGetBean<br>返回指定bean的实例
AbstractBeanFactory->>DefaultSingletonBeanRegistry:getSingleton<br>获取单例对象
DefaultSingletonBeanRegistry->>AbstractBeanFactory:getObject<br>ObjectFactory接口的工厂方法
AbstractBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:createBean<br>创建一个bean实例填充bean实例应用后处理器
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:doCreateBean(beanName,mbd,args)
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AbstractAutowireCapableBeanFactory:populateBean(beanName,mbd,bw)
AbstractAutowireCapableBeanFactory->>AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:postProcessProperties(pvs,bean,beanName)
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor->>AutowiredAnnotationBeanPostProcessor:findAutowiringMetadata(beanName,clazz,pvs)
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor->>InjectionMetadata:inject(target,beanName,pvs)
InjectionMetadata->>AutowiredFieldElement:inject(bean,beanName,pvs)
AutowiredFieldElement->>AutowiredFieldElement:resolveFieldValue(field,bean,beanName)
AutowiredFieldElement->>DefaultListableBeanFactory:resolveDependency(descriptor,requestingBeanName,autowiredBeanNames,typeConverter)
DefaultListableBeanFactory->>DefaultListableBeanFactory:getAutowireCandidateResolver()
DefaultListableBeanFactory->>ContextAnnotationAutowireCandidateResolver:getLazyResolutionProxyIfNecessary(descriptor,beanName)
ContextAnnotationAutowireCandidateResolver->>ContextAnnotationAutowireCandidateResolver:isLazy(descriptor)
ContextAnnotationAutowireCandidateResolver->>ContextAnnotationAutowireCandidateResolver:buildLazyResolutionProxy(descriptor, beanName)
ContextAnnotationAutowireCandidateResolver->>ProxyFactory:getProxy(classLoader)
ProxyFactory->>ContextAnnotationAutowireCandidateResolver:返回被代理的对象
ContextAnnotationAutowireCandidateResolver->>DefaultListableBeanFactory:返回被代理的对象
DefaultListableBeanFactory->>AutowiredFieldElement:返回被代理的对象
AutowiredFieldElement->>Field:field.set(bean, value)注入被代理的对象
~~~
### 六、源码分析
首先来看看启动类入口,上下文环境使用`AnnotationConfigApplicationContext`此类是使用Java注解来配置Spring容器的方式构造参数我们给定了一个`MyConfiguration`组件类,然后从中获取一个 `MyService` bean 并调用其 `show` 方法。
```java
public class LazyApplication {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("启动 Spring ApplicationContext...");
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
System.out.println("启动完成 Spring ApplicationContext...");
System.out.println("获取MyService...");
MyService myService = context.getBean(MyService.class);
System.out.println("调用show方法...");
myService.show();
}
}
```
在`org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext#AnnotationConfigApplicationContext`构造函数中,执行了三个步骤。
```java
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... componentClasses) {
this();
register(componentClasses);
refresh();
}
```
在`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#refresh`方法中,我们重点关注一下`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`这方法会对实例化所有剩余非懒加载的单列Bean对象其他方法不是本次源码阅读的重点暂时忽略。
```java
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 实例化所有剩余非懒加载的单列Bean对象
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
在`org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext#finishBeanFactoryInitialization`方法中,会继续调用`DefaultListableBeanFactory`类中的`preInstantiateSingletons`方法来完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。
```java
protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
// ... [代码部分省略以简化]
// 完成所有剩余非懒加载的单列Bean对象。
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
```
#### 6.1、延迟初始化
在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons`方法中,确保所有非懒加载的单例 beans 在容器启动时都被初始化,除非它们显式地标记为懒加载。这也是为什么 `@Lazy` 注解对于那些想要推迟 bean 初始化的场景非常有用。
```java
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 复制Bean名称列表
List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
// 初始化非懒加载单例
for (String beanName : beanNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// Bean属性检查
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
// 是否为工厂Bean
if (isFactoryBean(beanName)) {
Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
// 是否为FactoryBean实例
if (bean instanceof FactoryBean) {
FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
boolean isEagerInit;
// 安全权限检查
if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
isEagerInit = AccessController.doPrivileged(
(PrivilegedAction<Boolean>) ((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
getAccessControlContext());
}
else {
// 是否立即初始化
isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
}
// 立即初始化Bean
if (isEagerInit) {
getBean(beanName);
}
}
}
else {
// 获取/创建Bean
getBean(beanName);
}
}
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
#### 6.2、延迟注入
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#getBean()`方法中,又调用了`doGetBean`方法来实际执行创建Bean的过程传递给它bean的名称和一些其他默认的参数值。此处`doGetBean`负责大部分工作如查找bean定义、创建bean如果尚未创建、处理依赖关系等。
```java
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory#doGetBean`方法中首先检查所请求的bean是否是一个单例并且已经创建。如果尚未创建它将创建一个新的实例。在这个过程中它处理可能的异常情况如循环引用并确保返回的bean是正确的类型。这是Spring容器bean生命周期管理的核心部分。
```java
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 开始创建bean实例
if (mbd.isSingleton()) {
// 如果bean是单例的我们会尝试从单例缓存中获取它
// 如果不存在则使用lambda创建一个新的实例
sharedInstance = getSingleton(beanName, () -> {
try {
// 尝试创建bean实例
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
});
// 对于某些bean例如FactoryBeans可能需要进一步处理以获取真正的bean实例
beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
// ... [代码部分省略以简化]
// 确保返回的bean实例与请求的类型匹配
return adaptBeanInstance(name, beanInstance, requiredType);
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry#getSingleton()`方法中主要负责从单例缓存中获取一个已存在的bean实例或者使用提供的`ObjectFactory`创建一个新的实例。这是确保bean在Spring容器中作为单例存在的关键部分。
```java
public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
// ... [代码部分省略以简化]
// 同步访问单例对象缓存,确保线程安全
synchronized (this.singletonObjects) {
// 从缓存中获取单例对象
Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
// 如果缓存中没有找到
if (singletonObject == null) {
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// 使用工厂创建新的单例实例
singletonObject = singletonFactory.getObject();
newSingleton = true;
}
catch (IllegalStateException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
catch (BeanCreationException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
finally {
// ... [代码部分省略以简化]
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
// 返回单例对象
return singletonObject;
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean()`方法中,主要的逻辑是调用 `doCreateBean`,这是真正进行 bean 实例化、属性填充和初始化的地方。这个方法会返回新创建的 bean 实例。
```java
@Override
protected Object createBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// 正常的bean实例化、属性注入和初始化。
// 这里是真正进行bean创建的部分。
Object beanInstance = doCreateBean(beanName, mbdToUse, args);
// 记录bean成功创建的日志
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Finished creating instance of bean '" + beanName + "'");
}
return beanInstance;
}
catch (BeanCreationException | ImplicitlyAppearedSingletonException ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
catch (Throwable ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean`方法中,对 bean 的属性进行注入。
```java
protected Object doCreateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args)
throws BeanCreationException {
// ... [代码部分省略以简化]
try {
// 属性注入这一步将配置中的属性值注入到bean实例中。例如XML中定义的属性或使用@Autowired和@Value注解的属性都会在这里被注入
populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
// ... [代码部分省略以简化]
}
catch (Throwable ex) {
// ... [代码部分省略以简化]
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean`方法中,如果一个属性被标记为 `@Autowired`,并且与 `@Lazy` 结合使用,那么实际的懒加载逻辑会在这个步骤中的其他部分被处理(特别是通过 `AutowiredAnnotationBeanPostProcessor`)。
```java
protected void populateBean(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable BeanWrapper bw) {
// ... [代码部分省略以简化]
// 对每一个InstantiationAwareBeanPostProcessor进行处理这些处理器可能会修改Bean的属性值。
for (InstantiationAwareBeanPostProcessor bp : getBeanPostProcessorCache().instantiationAware) {
// 尝试使用新版本的方法 postProcessProperties
PropertyValues pvsToUse = bp.postProcessProperties(pvs, bw.getWrappedInstance(), beanName);
// ... [代码部分省略以简化]
}
// ... [代码部分省略以简化]
}
```
在`org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessProperties`方法中,用于处理 `@Autowired` 注解的依赖注入。
```java
@Override
public PropertyValues postProcessProperties(PropertyValues pvs, Object bean, String beanName) {
// 根据bean的名称和类查找@Autowired注解元数据
InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
try {
// 执行实际的依赖注入
metadata.inject(bean, beanName, pvs);
}
catch (BeanCreationException ex) {
// 抛出bean创建异常
throw ex;
}
catch (Throwable ex) {
// 处理其他类型的异常转换为Bean创建异常
throw new BeanCreationException(beanName, "依赖自动注入失败", ex);
}
// 返回属性值
return pvs;
}
```
在`org.springframework.beans.factory.annotation.InjectionMetadata#inject`方法中,遍历所有这些元素并调用其 `inject` 方法,这样实现了对带有注解的字段或方法的实际注入。
```java
public void inject(Object target, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
// 获取已校验的注入元素
Collection<InjectedElement> checkedElements = this.checkedElements;
// 如果没有已校验的元素,则使用所有注入元素
Collection<InjectedElement> elementsToIterate =
(checkedElements != null ? checkedElements : this.injectedElements);
if (!elementsToIterate.isEmpty()) {
// 遍历所有待注入的元素(字段或方法)
for (InjectedElement element : elementsToIterate) {
// 执行实际的注入操作
element.inject(target, beanName, pvs);
}
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.AutowiredFieldElement#inject`方法中,这个 `inject` 方法的核心逻辑是解析 `@Autowired` 字段的值(即找到匹配的 bean 依赖)并注入到目标 bean 中。在这个过程中,使用缓存以提高性能。
```java
@Override
protected void inject(Object bean, @Nullable String beanName, @Nullable PropertyValues pvs) throws Throwable {
// 获取带有@Autowired注解的字段
Field field = (Field) this.member;
Object value;
// 如果字段的值已经被缓存,则直接从缓存中获取
if (this.cached) {
try {
value = resolvedCachedArgument(beanName, this.cachedFieldValue);
}
catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
// 如果缓存中的bean意外被移除 -> 重新解析
value = resolveFieldValue(field, bean, beanName);
}
}
else {
// 解析字段的值即找到要注入的bean
value = resolveFieldValue(field, bean, beanName);
}
if (value != null) {
// 使字段可访问(例如,如果它是私有的)
ReflectionUtils.makeAccessible(field);
// 将解析出的值bean注入到目标bean的字段中
field.set(bean, value);
}
}
```
在`org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.AutowiredFieldElement#resolveFieldValue`方法中,主要用于解析 `@Autowired` 注解的字段值。它确定了应该为目标字段注入哪个 bean。
```java
@Nullable
private Object resolveFieldValue(Field field, Object bean, @Nullable String beanName) {
// ... [代码部分省略以简化]
Object value;
try {
// 解析依赖这里的核心逻辑是使用bean工厂去解析字段的依赖。它会查找合适的bean来注入到此字段。
value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
}
catch (BeansException ex) {
// 当无法解析依赖时,抛出异常
throw new UnsatisfiedDependencyException(null, beanName, new InjectionPoint(field), ex);
}
// ... [代码部分省略以简化]
// 返回解析到的值bean
return value;
}
```
在`org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory#resolveDependency`方法中,这里的关键逻辑是 `getAutowireCandidateResolver().getLazyResolutionProxyIfNecessary`,该方法尝试为描述的依赖关系获取一个懒加载代理。如果该依赖关系标记为懒加载 (`@Lazy`),并且被 `@Autowired` 引用,那么它将返回一个懒加载代理,而不是实际的 bean。这样只有当应用程序真正访问该依赖关系时实际的 bean 才会被初始化。
```java
@Override
@Nullable
public Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName,
@Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException {
// ... [代码部分省略以简化]
// 尝试为描述的依赖关系获取一个懒加载代理。如果依赖是懒加载的,这将返回一个代理对象。
Object result = getAutowireCandidateResolver().getLazyResolutionProxyIfNecessary(
descriptor, requestingBeanName);
// 如果没有为懒加载的依赖关系获取到代理,则尝试直接解析依赖关系
if (result == null) {
result = doResolveDependency(descriptor, requestingBeanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
}
return result; // 返回解析得到的bean或者懒加载代理
}
```
在`org.springframework.context.annotation.ContextAnnotationAutowireCandidateResolver#getLazyResolutionProxyIfNecessary`方法中,如果是懒加载,会调用 `buildLazyResolutionProxy` 来创建一个代理,当首次访问该代理时,代理会触发实际的 bean 初始化。
```java
@Override
@Nullable
public Object getLazyResolutionProxyIfNecessary(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String beanName) {
// 判断依赖描述是否被标记为懒加载
// 如果是懒加载,为其构建一个懒加载代理
// 如果不是懒加载则返回null
return (isLazy(descriptor) ? buildLazyResolutionProxy(descriptor, beanName) : null);
}
```
在`org.springframework.context.annotation.ContextAnnotationAutowireCandidateResolver#buildLazyResolutionProxy`方法中,核心部分是 `TargetSource``ProxyFactory`。当我们访问这个懒加载代理时,`TargetSource` 的 `getTarget` 方法会被调用,它会解析和返回真正的 bean或其他依赖项。使用 `ProxyFactory`,可以为给定的 `TargetSource` 创建一个新的代理。这是 `@Lazy` 注解在字段注入时的实际实现确保在首次访问字段时才触发依赖的解析和bean的初始化。
```java
protected Object buildLazyResolutionProxy(final DependencyDescriptor descriptor, final @Nullable String beanName) {
// 获取当前的BeanFactory
BeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
// 确认BeanFactory是DefaultListableBeanFactory的实例
Assert.state(beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory,
"BeanFactory needs to be a DefaultListableBeanFactory");
final DefaultListableBeanFactory dlbf = (DefaultListableBeanFactory) beanFactory;
// 创建一个目标源(TargetSource)用于懒加载代理
TargetSource ts = new TargetSource() {
// 获取依赖的类型
@Override
public Class<?> getTargetClass() {
return descriptor.getDependencyType();
}
@Override
public boolean isStatic() {
return false;
}
// 当访问代理时,该方法被调用来解析实际的依赖关系
@Override
public Object getTarget() {
// ... [代码部分省略以简化]
return target; // 返回解析得到的bean
}
@Override
public void releaseTarget(Object target) {
}
};
// 使用Spring的ProxyFactory创建一个新的代理
ProxyFactory pf = new ProxyFactory();
pf.setTargetSource(ts);
Class<?> dependencyType = descriptor.getDependencyType();
if (dependencyType.isInterface()) {
pf.addInterface(dependencyType);
}
// 返回懒加载代理
return pf.getProxy(dlbf.getBeanClassLoader());
}
```
### 七、注意事项
1. **默认行为**
+ 如果没有使用 `@Lazy` 注解Spring 容器会在启动时立即实例化单例 bean。通过使用 `@Lazy`,我们可以改变这个行为,使得 bean 只在首次请求时被初始化。
2. **构造函数注入**
+ 如果一个懒加载的 bean 依赖于另一个非懒加载的 bean那么该懒加载的 bean 会在容器启动时被初始化,因为它的依赖需要它。这种情况常常在构造函数注入时出现。
3. **上下文的生命周期**
+ `@Lazy` 对于应用上下文的启动速度可能有益,因为少了一些即时初始化的工作。但请注意,延迟初始化可能会导致我们在首次访问 bean 时遇到延迟。
4. **`@Autowired` 结合使用**
+ 如果我们在一个字段或 setter 方法上同时使用 `@Autowired``@Lazy`Spring 会注入一个代理对象。这个代理对象会在我们首次访问它时触发真正的 bean 初始化。
5. **懒加载的代理**
+ 当与 `@Autowired` 结合使用时,要确保 bean 的类型与代理类型兼容。如果注入的 bean 类型是一个接口Spring 会创建一个基于接口的代理。如果是一个类Spring 会创建一个基于类的代理。
6. **错误处理**
+ 延迟初始化意味着某些错误可能在应用启动时不会被立即发现,例如 bean 配置错误。这样的错误只有在实际尝试初始化 bean 时才会被抛出。
7. **在组件类上使用**
+ 对于直接或间接使用 `@Component`、`@Service`、`@Repository` 或 `@Controller` 注解的类,可以使用 `@Lazy` 注解来使这些组件在首次被注入或查找时才被初始化。
### 八、总结
#### 8.1、最佳实践总结
1. **上下文初始化**:
- 使用 `AnnotationConfigApplicationContext` 初始化应用上下文是针对基于Java的配置的推荐做法。
- 提供一个配置类(如 `MyConfiguration`作为参数可以帮助上下文知道如何加载和配置beans。
2. **懒加载配置**:
- 通过在配置类的 `@Bean` 方法上添加 `@Lazy` 注解可以确保特定的bean只在首次请求时被初始化而不是在应用上下文启动时。
- 这可以提高应用启动速度特别是对于资源密集型的beans或需要长时间初始化的beans。
3. **依赖注入**:
- 使用 `@Autowired` 注解是Spring的核心特性它可以自动注入bean的依赖关系。
- 当与 `@Lazy` 注解组合使用时Spring会注入一个代理对象而不是实际的bean实例。这个代理对象在首次访问时会触发真正的bean初始化。
4. **理解代理**:
- 由于延迟注入,通过 `@Autowired``@Lazy` 注解注入的对象是一个由CGLIB生成的代理对象。
- 这个代理对象负责在首次访问时初始化真正的bean。
5. **输出与验证**:
- 通过在bean的初始化和方法调用中添加日志或打印语句可以验证和观察懒加载和代理的行为。
- 这对于确保应用的预期行为和性能调优非常有用。
#### 8.2、源码分析总结
1. **启动及初始化**:
- 使用`AnnotationConfigApplicationContext`初始化应用上下文。
- 在`AnnotationConfigApplicationContext`的构造函数中,执行了注册(`register`)和刷新(`refresh`)方法。
2. **Bean的实例化**:
- 在上下文刷新过程中,`finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)`方法确保所有非懒加载的单例Beans被实例化。
- `DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons`方法确保所有非懒加载的单例Beans在容器启动时被初始化。
3. **延迟初始化**:
- 如果Bean被标记为`@Lazy`,它将不会在容器启动时被初始化,但只在首次请求时。
- `DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons`方法中,对于`isLazyInit`返回`true`的Beans不会进行预初始化。
4. **Bean的获取与依赖注入**:
- 使用`AbstractBeanFactory#getBean`方法获取Bean实例。
- 如果Bean尚未创建`doGetBean`方法将执行Bean的实际创建包括解析依赖关系、处理循环引用等。
- 对于单例Beans它们将被缓存确保每次都返回相同的实例。
- 通过`AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBean`来进行实际的Bean创建并且将其属性通过`populateBean`方法注入。
5. **延迟注入**:
- 如果一个字段或属性被`@Autowired`注解,并与`@Lazy`结合使用,实际的懒加载逻辑会在属性填充阶段被处理。
- 使用`AutowiredAnnotationBeanPostProcessor`来处理带有`@Autowired`注解的属性的注入。
- 在`AutowiredFieldElement#inject`方法中,如果字段被标记为`@Lazy`Spring不会直接注入真实的Bean而是注入一个懒加载代理。
- 这个懒加载代理的实际行为是在首次访问时触发真正的Bean初始化。
6. **懒加载代理的创建**:
- 使用`ContextAnnotationAutowireCandidateResolver`来检查依赖关系是否需要懒加载。
- 如果需要懒加载,它将使用`buildLazyResolutionProxy`方法来为该依赖关系创建一个代理。
- 这个代理的行为是在首次访问时它会解析和返回真正的Bean或其他依赖项。
- 使用Spring的`ProxyFactory`来为给定的目标源创建新的代理。

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@ -13,11 +13,10 @@ public class LazyApplication {
public static void main(String[] args) { public static void main(String[] args) {
System.out.println("启动 Spring ApplicationContext..."); System.out.println("启动 Spring ApplicationContext...");
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class); AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(MyConfiguration.class);
System.out.println("完成启动 Spring ApplicationContext..."); System.out.println("启动完成 Spring ApplicationContext...");
System.out.println("准备获取MyService..."); System.out.println("获取MyService...");
MyService myService = context.getBean(MyService.class); MyService myService = context.getBean(MyService.class);
System.out.println("成功获取MyService...-->" + myService);
System.out.println("调用show方法..."); System.out.println("调用show方法...");
myService.show(); myService.show();

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@ -7,6 +7,6 @@ public class MyBean {
} }
public void show() { public void show() {
System.out.println("hello world"); System.out.println("hello world!");
} }
} }

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@ -11,7 +11,7 @@ public class MyService {
private MyBean myBean; private MyBean myBean;
public void show() { public void show() {
System.out.println("@Lazy MyBean = " + myBean.getClass()); System.out.println("MyBean Class = " + myBean.getClass());
myBean.show(); myBean.show();
} }
} }