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除了反射,還有其他方式初始化 Bean 嗎?

開發 前端
大家知道,Spring 中 Bean 的配置方式有很多種,但是正常來說,無論你是 XML 文件配置,還是用類似 @Service 注解這種配置,本質上最終都是通過反射去完成 Bean 的初始化的;@Bean 注解則稍微特殊一點,往往我們在 @Bean 注解中是自己 new 出來目標 Bean,但是 @Bean 注解所標記的方法也是通過反射調用的。

他提到他遇到了一個面試題,面試官問他:

  • Spring 中 Bean 的實例化有哪些方式?

大家知道,Spring 中 Bean 的配置方式有很多種,但是正常來說,無論你是 XML 文件配置,還是用類似 @Service 注解這種配置,本質上最終都是通過反射去完成 Bean 的初始化的;@Bean 注解則稍微特殊一點,往往我們在 @Bean 注解中是自己 new 出來目標 Bean,但是 @Bean 注解所標記的方法也是通過反射調用的。

似乎 Bean 的實例化離不開反射。

那么除了上面這些方案,還有沒有其他方案呢?松哥之前其實寫過一篇文章,今天再拎出來和小伙伴們分享一下。

以下內容基于 Spring6.0.4。

小伙伴們知道,當我們使用 Spring 容器的時候,如果遇到一些特殊的 Bean,一般來說可以通過如下三種方式進行配置:

  • 靜態工廠方法
  • 實例工廠方法
  • FactoryBean

不過從 Spring5 開始,在 AbstractBeandefinition 類中多了一個屬性,對于特殊的 Bean 我們有了更多的選擇:

/**
* Specify a callback for creating an instance of the bean,
* as an alternative to a declaratively specified factory method.
* <p>If such a callback is set, it will override any other constructor
* or factory method metadata. However, bean property population and
* potential annotation-driven injection will still apply as usual.
* @since 5.0
* @see #setConstructorArgumentValues(ConstructorArgumentValues)
* @see #setPropertyValues(MutablePropertyValues)
*/
public void setInstanceSupplier(@Nullable Supplier<?> instanceSupplier) {
this.instanceSupplier = instanceSupplier;
}

/**
* Return a callback for creating an instance of the bean, if any.
* @since 5.0
*/
@Nullable
public Supplier<?> getInstanceSupplier() {
return this.instanceSupplier;
}

接下來松哥就來和大家簡單聊一聊這個話題。

一、傳統解決方案

1.1 問題

不知道各位小伙伴們有沒有用過 OkHttp,這是一個專門做網絡請求的工具,在微服務的 HTTP 調用組件中,我們可以配置底層使用 OkHttp 這個工具。

一般來說,如果我們想直接使用 OkHttp,代碼如下:

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
.connectTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.readTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.build();
Request getReq = new Request.Builder().get().url("http://www.javaboy.org").build();
Call call = client.newCall(getReq);
call.enqueue(new Callback() {
@Override
public void onFailure(@NotNull Call call, @NotNull IOException e) {
System.out.println("e.getMessage() = " + e.getMessage());
}
@Override
public void onResponse(@NotNull Call call, @NotNull Response response) throws IOException {
System.out.println("response.body().string() = " + response.body().string());
}
});

先通過建造者模式創建出來一個 OkHttpClient 對象,然后還是建造者模式創建出來 Request 對象,接下來去發送請求就可以了。那么對于這樣的代碼,我們可以將 OkHttpClient 對象交由 Spring 容器統一管理,那么該如何將 OkHttpClient 注冊到 Spring 容器中呢?

1.2 靜態工廠方法

首先可以采用靜態工廠方法,也就是工廠方法是一個靜態方法,如下:

public class OkHttpStaticFactory {
private static OkHttpClient okHttpClient;
static {
okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()
.connectTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.readTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.build();
}
public static OkHttpClient getOkHttpClient() {
return okHttpClient;
}
}

然后在 Spring 配置文件中進行注入:

<bean class="org.javaboy.bean.OkHttpStaticFactory" factory-method="getOkHttpClient" id="httpClient"/>

靜態工廠的特點是靜態方法可以直接調用,并不必要獲取到工廠類的實例,所以上面配置的時候只需要指定 factory-method 就可以了。

這就可以了,將來我們去 Spring 容器中查找一個名為 httpClient 的對象,拿到手的就是 OkHttpClient 了。

1.3 實例工廠方法

實例工廠方法意思就是說工廠方法是一個實例方法。如下:

public class OkHttpInstanceFactory {
private volatile static OkHttpClient okHttpClient;

public OkHttpClient getInstance() {
if (okHttpClient == null) {
synchronized (OkHttpInstanceFactory.class) {
if (okHttpClient == null) {
okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()
.connectTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.readTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.build();
}
}
}
return okHttpClient;
}
}

這是一個簡單的單例模式。但是這里的工廠方法是一個實例方法,實例方法的調用必須得先獲取到對象然后才能調用實例方法,因此配置方式如下:

<bean class="org.javaboy.bean.OkHttpInstanceFactory" id="httpInstanceFactory"/>
<bean factory-bean="httpInstanceFactory" factory-method="getInstance" id="httpClient"/>

好啦,接下來我們就可以去 Spring 容器中獲取一個名為 httpClient 的對象了,拿到手的就是 OkHttpClient 實例。

1.4 FactoryBean

當然,也可以通過 FactoryBean 來解決上述問題,FactoryBean 松哥在之前的文章中剛剛和大家介紹過,我們來看下:

public class OkHttpClientFactoryBean implements FactoryBean<OkHttpClient> {
@Override
public OkHttpClient getObject() throws Exception {
return new OkHttpClient.Builder()
.connectTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.readTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.build();
}

@Override
public Class<?> getObjectType() {
return OkHttpClient.class;
}

@Override
public boolean isSingleton() {
return true;
}
}

最后在 Spring 中配置即可:

<bean class="org.javaboy.bean.OkHttpClientFactoryBean" id="httpClient"/>

這個就不做過多解釋了,不熟悉的小伙伴可以翻看前面的文章。

上面這三種方案都是傳統方案。

特別是前兩種,其實我們用的比較少,前兩種有一個缺陷,就是我們配置的的 factory-method 都是通過反射來調用的,通過反射調用的話,多多少少性能受點影響。

這種 factory-method 在 Spring 中處理的源碼執行時序圖如下:

圖片圖片

所以最終反射是在 SimpleInstantiationStrategy#instantiate 方法中執行的,就是大家非常熟悉的反射代碼了:

@Override
public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, @Nullable String beanName, BeanFactory owner,
@Nullable Object factoryBean, final Method factoryMethod, Object... args) {
ReflectionUtils.makeAccessible(factoryMethod);
Method priorInvokedFactoryMethod = currentlyInvokedFactoryMethod.get();
try {
currentlyInvokedFactoryMethod.set(factoryMethod);
Object result = factoryMethod.invoke(factoryBean, args);
if (result == null) {
result = new NullBean();
}
return result;
}
finally {
if (priorInvokedFactoryMethod != null) {
currentlyInvokedFactoryMethod.set(priorInvokedFactoryMethod);
}
else {
currentlyInvokedFactoryMethod.remove();
}
}
}

好了,這是傳統的解決方案。

二、Spring5 解決方案

Spring5 中開始提供了 Supplier,可以通過接口回調獲取到一個 Bean 的實例,這種方式顯然性能更好一些。

如下:

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
GenericBeanDefinition definition = new GenericBeanDefinition();
definition.setBeanClass(Book.class);
definition.setInstanceSupplier((Supplier<Book>) () -> {
Book book = new Book();
book.setName("深入淺出 Spring Security");
book.setAuthor("江南一點雨");
return book;
});
ctx.registerBeanDefinition("b1", definition);
ctx.refresh();
Book b = ctx.getBean("b1", Book.class);
System.out.println("b = " + b);

關鍵就是通過調用 BeanDefinition 的 setInstanceSupplier 方法去設置回調。當然,上面這段代碼還可以通過 Lambda 進一步簡化:

public class BookSupplier {
public Book getBook() {
Book book = new Book();
book.setName("深入淺出 Spring Security");
book.setAuthor("江南一點雨");
return book;
}
}

然后調用這個方法即可:

AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
GenericBeanDefinition definition = new GenericBeanDefinition();
definition.setBeanClass(Book.class);
BookSupplier bookSupplier = new BookSupplier();
definition.setInstanceSupplier(bookSupplier::getBook);
ctx.registerBeanDefinition("b1", definition);
ctx.refresh();
Book b = ctx.getBean("b1", Book.class);
System.out.println("b = " + b);

這是不是更有一點 Lambda 的感覺了~

在 Spring 源碼中,處理獲取 Bean 實例的時候,有如下一個分支,就是處理 Supplier 這種情況的:

AbstractAutowireCapableBeanFactory#createBeanInstance

protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
// Make sure bean class is actually resolved at this point.
Class<?> beanClass = resolveBeanClass(mbd, beanName);
if (beanClass != null && !Modifier.isPublic(beanClass.getModifiers()) && !mbd.isNonPublicAccessAllowed()) {
throw new BeanCreationException(mbd.getResourceDescription(), beanName,
"Bean class isn't public, and non-public access not allowed: " + beanClass.getName());
}
Supplier<?> instanceSupplier = mbd.getInstanceSupplier();
if (instanceSupplier != null) {
return obtainFromSupplier(instanceSupplier, beanName);
}
if (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
}
//...
return instantiateBean(beanName, mbd);
}

@Nullable
private Object obtainInstanceFromSupplier(Supplier<?> supplier, String beanName) {
String outerBean = this.currentlyCreatedBean.get();
this.currentlyCreatedBean.set(beanName);
try {
if (supplier instanceof InstanceSupplier<?> instanceSupplier) {
return instanceSupplier.get(RegisteredBean.of((ConfigurableListableBeanFactory) this, beanName));
}
if (supplier instanceof ThrowingSupplier<?> throwableSupplier) {
return throwableSupplier.getWithException();
}
return supplier.get();
}
}

上面 obtainFromSupplier 這個方法,最終會調用到第二個方法。第二個方法中的 supplier.get(); 其實最終就調用到我們自己寫的 getBook 方法了。

責任編輯:武曉燕 來源: 江南一點雨
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