Springboot扩展点之BeanFactoryPostProcessor

2023年 11月 28日 99.6k 0

前言

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功能特性

  • BeanFactoryPostProcessor的执行是Spring Bean生命周期非常重要的一部分;
  • BeanFactory级别的后置处理器,在Spring生命周期内,org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory只会执行一次;
  • 允许在容器读取到Bean的BeanDefinition数据之后,bean未实例化前,读取BeanDefiniion数据,并且可以根据需要进行修改;

实现方式

1、定义一个Dog类,name属性默认为“旺财”,颜色默认为“黑色”;

@Data
@Component
public class Dog {
    private String name="旺财";
    private String color="黑色";
}

2、定义一个实现类(MyBeanFactoryPostProcessor),实现BeanFactoryPostProcessor接口,重写postProcessBeanFactory()方法,并Dog类的属性name修改为“狗蛋”;并用@Component注解标记BeanFactoryPostProcessor接口的实现类(MyBeanFactoryPostProcessor)

@Component
@Slf4j
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        log.info("com.fanfu.config.MyBeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory被执行");
        ScannedGenericBeanDefinition dog = ((ScannedGenericBeanDefinition) beanFactory.getBeanDefinition("dog"))  ;
        MutablePropertyValues propertyValues = dog.getPropertyValues();
        propertyValues.addPropertyValue("name", "狗蛋儿");
        log.info("修改Dog的BeanDefinition对象中的name属性为狗蛋儿");
    }
}

3、编写单元测试验证结果

@SpringBootTest
@Slf4j
public class FanfuApplicationTests {
    @Test
    public void test(){
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext("com.fanfu");
        Dog dog = ((Dog) context.getBean("dog"));
        log.info(dog.getName());
        Assert.isTrue(dog.getName().equals("狗蛋儿"), "属性修改失败");
    }
}

4、验证结果表明,自定义的BeanFactoryPostProcessor接口的实现类(MyBeanFactoryPostProcessor),可以在容器读取到Bean的BeanDefinition数据之后,bean未实例化前,读取BeanDefiniion数据,并且根据需要进行修改,那么自定义的BeanFactoryPostProcessor接口的实现类(MyBeanFactoryPostProcessor)的工作原理是什么呢?BeanFactoryPostProcessor接口的实现类是什么时候实例化的?MyBeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory方法是如何被调用的?接着往下看。

工作原理

BeanFactoryPostProcessor接口的实现类是什么时候实例化的?

1、BeanFactoryPostProcessor接口的实现类(MyBeanFactoryPostProcessor)被@Component标记,在窗口启动的时候会被封装成BeanDefinition对象注册到容器中;

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2、PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法被执行时,会按照类型从Spring容器中找到所有BeanFactoryPostProcessor类型的实现类的名称;

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3、在上一步中得到所有BeanFactoryPostProcessor类型的实现类的名称的名称后,再循环一次,来对BeanFactoryPostProcessor的实现类进行实例化 (beanFacotry.getBean()去获取MyBeanFactoryPostProcessor的实例,如果获取不到,就创建一个);

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MyBeanFactoryPostProcessor#postProcessBeanFactory方法是如何被调用的?

1、在单元测试中构建了一个AnnotationConfigApplicationContext对象,AnnotationConfigApplicationContext的构造方法如下:

public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {   this();   scan(basePackages);   refresh(); }

2、从上面的AnnotationConfigApplicationContext的构造方法中,可以看到又调用了refresh(),这里实际最终被调用的是AbstractApplicationContext#refresh(),这个方法也是Spring容器启动的关键方法,在分析Spring相关的源码时会经常碰到。

3、AbstractApplicationContext#refresh()中,调用AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors方法才正式开始了BeanFactoryPostProcessor接口的所有实现类的postProcessBeanFactory()方法调用;

4、跟着AbstractApplicationContext#invokeBeanFactoryPostProcessors方法进去,会发现这里只是一个入口,实际承担调用执行任务的是PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法;

5、跟着PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法进去后,会发现里面真的是别有洞天,很容易迷路(牢牢带着自己的问题分析源码找答案,不要被除自己问题以外的东西迷了眼,一定会柳暗花明),另外org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor的实现类的调用也在这个方法,所以这个方法的含金量很高,那就单独拎出来仔细分析一下,建议debug一步一步看,多看几遍就能明白,其实也很简单,唯一的难点就是这个方法有点长,需要多点耐心和时间。

public static void invokeBeanFactoryPostProcessors(
      ConfigurableListableBeanFactory beanFactory, List beanFactoryPostProcessors) {
   //之所以说这个方法的含金量很高,
   //是因为在这个方法里是先执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法;//然后才接着执行BeanFactoryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanFactory方法
   //这两个接口很表面上看很类似,实际在执行的时机和功能上是有明显区别的
   Set processedBeans = new HashSet();
   //AnnotationConfigApplicationContext继承于GenericApplicationContext,
   //而GenericApplicationContext又实现了BeanDefinitionRegistry接口
   //所以这里会进入if语句中
   if (beanFactory instanceof BeanDefinitionRegistry) {
      BeanDefinitionRegistry registry = (BeanDefinitionRegistry) beanFactory;
      List regularPostProcessors = new ArrayList();
      List registryProcessors = new ArrayList();
        //这里提前执行的BeanFactoryPostProcessor,是在准备上下文环境时,发布了ApplicationPreparedEvent事件;//触发监听器,通过AbstractApplicationContext#addBeanFactoryPostProcessor注册进来的;//这里并不是这次要重点分析的内容,可以先跳过这;for (BeanFactoryPostProcessor postProcessor : beanFactoryPostProcessors) {
         if (postProcessor instanceof BeanDefinitionRegistryPostProcessor) {
            BeanDefinitionRegistryPostProcessor registryProcessor =
                  (BeanDefinitionRegistryPostProcessor) postProcessor;
            registryProcessor.postProcessBeanDefinitionRegistry(registry);
            registryProcessors.add(registryProcessor);
         }
         else {
            regularPostProcessors.add(postProcessor);
         }
      }
      List currentRegistryProcessors = new ArrayList();
      // 从32行到72行,是在执行BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法;//执行的过程也是有点小区折的,分三步,第一,执行实现了PriorityOrdered接口的实现类.
      String[] postProcessorNames =
            beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
      for (String ppName : postProcessorNames) {
         if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
            processedBeans.add(ppName);
         }
      }
      sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
      registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
      invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
      currentRegistryProcessors.clear();
      // 第二,执行实现了Ordered接口的实现类;postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
      for (String ppName : postProcessorNames) {
         if (!processedBeans.contains(ppName) && beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
            currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
            processedBeans.add(ppName);
         }
      }
      sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
      registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
      invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
      currentRegistryProcessors.clear();
      //第三,执行剩下其他的BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现类;boolean reiterate = true;
      while (reiterate) {
         reiterate = false;
         postProcessorNames = beanFactory.getBeanNamesForType(BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class, true, false);
         for (String ppName : postProcessorNames) {
            if (!processedBeans.contains(ppName)) {
               currentRegistryProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanDefinitionRegistryPostProcessor.class));
               processedBeans.add(ppName);
               reiterate = true;
            }
         }
         sortPostProcessors(currentRegistryProcessors, beanFactory);
         registryProcessors.addAll(currentRegistryProcessors);
         invokeBeanDefinitionRegistryPostProcessors(currentRegistryProcessors, registry);
         currentRegistryProcessors.clear();
      }
      // BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承了BeanFactoryPostProcessor,
      //所以这部分实现类的postProcessBeanFactory()会提前执行
      invokeBeanFactoryPostProcessors(registryProcessors, beanFactory);
      //第26行,非BeanDefinitionRegistryPostProcessor类型的BeanFactoryPostProcessor实现类会在这执行
      invokeBeanFactoryPostProcessors(regularPostProcessors, beanFactory);
   } else {
      invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactoryPostProcessors, beanFactory);
   }
   //BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类上面已执行执行完了
   //下面开始准备执行BeanFactoryPostProcessor接口的实现类
   String[] postProcessorNames =
         beanFactory.getBeanNamesForType(BeanFactoryPostProcessor.class, true, false);
   // 正式执行前,把BeanFactoryPostProcessor接口的实现类分成了三类,
   //分别是实现了PriorityOrdered接口,实现了Ordered接口,其他;
   List priorityOrderedPostProcessors = new ArrayList();
   List orderedPostProcessorNames = new ArrayList();
   List nonOrderedPostProcessorNames = new ArrayList();
   for (String ppName : postProcessorNames) {
      if (processedBeans.contains(ppName)) {
         // skip - already processed in first phase above
      }
      else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, PriorityOrdered.class)) {
         priorityOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(ppName, BeanFactoryPostProcessor.class));
      }
      else if (beanFactory.isTypeMatch(ppName, Ordered.class)) {
         orderedPostProcessorNames.add(ppName);
      }
      else {
         nonOrderedPostProcessorNames.add(ppName);
      }
   }
   // 分好类,第一,先执行实现了PriorityOrdered接口的实现类;sortPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
   invokeBeanFactoryPostProcessors(priorityOrderedPostProcessors, beanFactory);
   // 第二,执行实现了Ordered接口的实现类;List orderedPostProcessors = new ArrayList(orderedPostProcessorNames.size());
   for (String postProcessorName : orderedPostProcessorNames) {
      orderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));
   }
   sortPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
   invokeBeanFactoryPostProcessors(orderedPostProcessors, beanFactory);
   //第三,执行未实现上面两个接口的实现类,自定义的MyBeanFactoryPostProcessor就是在这里被执行的
   //其实,也很简单的,和BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类的执行过程类似;List nonOrderedPostProcessors = new ArrayList(nonOrderedPostProcessorNames.size());
   for (String postProcessorName : nonOrderedPostProcessorNames) {
      nonOrderedPostProcessors.add(beanFactory.getBean(postProcessorName, BeanFactoryPostProcessor.class));
   }
   invokeBeanFactoryPostProcessors(nonOrderedPostProcessors, beanFactory);
   beanFactory.clearMetadataCache();
}

调用时序图

这里我画了一个时序图,可以更直观的看到整个调用过程,也可以照着这个图,一步一步debug来了解整个过程;

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postProcessBeanFactory()与postProcessBeanDefinitionRegistry()

通过分析PostProcessorRegistrationDelegate#invokeBeanFactoryPostProcessors()方法,postProcessBeanFactory()与postProcessBeanDefinitionRegistry()的区别已经很明显了,这里再总结一下(总结的有不准的地方,还请小伙伴在评论区告诉我,一块进步):

  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanDefinitionRegistry方法要优先于BeanFactoryPostProcessor接口的实现类的postProcessBeanFactory方法执行;
  • postProcessBeanDefinitionRegistry方法形参是BeanDefinitionRegistry,postProcessBeanFactory方法的形参是ConfigurableListableBeanFactory,在功能上会有一些区别;需要注意的是DefaultListableBeanFactory实现了BeanDefinitionRegistry和ConfigurableListableBeanFactory接口;
  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor继承了BeanFactoryPostProcessor,关于BeanDefinitionRegistryPostProcessor可以移步这里:Springboot扩展点之BeanDefinitionRegistryPostProcessor;

应用场景

对敏感信息的解密处理,比如数据库连接信息加密和解密:在实际的业务开发中,在配置文件中明文配置mysq,redis的密码实际上是不安全的,需要配置加密后的密码信息;但是把加密后的密码信息注入的数据源中,去连接mysql数据库肯定会连接异常,因为mysql并不知道你的加密方式和加密方法。这就会产生一个需求:需要在配置文件中配置的数据库信息是加密的,但是在把密码信息注入数据源前在程序里解密处理。

BeanFactoryPostProcessor正好可以解决这个问题,在真正使用到数据源去连接数据库前,读取到加密信息,进行解密处理,再用解密后的信息替换掉Spring容器中加密信息。

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