Spring框架中@Lazy延遲加載原理和使用詳解
一、@Lazy延遲加載原理
如果某個類想要使它在Spring啟動時不加載我們聽的最多的便是為其加上@Lazy注解或者在@ComponentScan掃描注解中設(shè)置lazyInit為true即可完成。那么我們先來看看這兩者分別的實現(xiàn)原理。
1.延遲加載原理
1.1 @Lazy三種配置方法
我們使用延遲加載一般有三種實現(xiàn)方式，第一種也是最原始的配置方式是在XML文件中直接配置標(biāo)簽屬性：
<bean id="XXX" class="XXX.XXX.XXXX" lazy-init="true"/>
第二種方式為在@Component類上加上@Lazy注解：
@Lazy
@Component
public class XXXX {
...
}第三種方式是在@Configuration類中配置@Bean時添加@Lazy注解：
@Configuration
public class XXXX {
@Lazy
@Bean
public XXX getXXX() {
return new XXX();
}
}1.2 @ComponentScan配置延遲加載
使用包掃描的配置方式如下：
@ComponentScan(value = "XXX.XXX", lazyInit = true)
@Configuration
public class XXXX {
...
}1.3 加載原理
當(dāng)使用上述三種配置后，Spring在掃描加載Bean時會讀取@Lazy和@Component注解相應(yīng)值，并設(shè)置Bean定義的lazyInit屬性。
讀取注解配置時最終會調(diào)用ClassPathBeanDefinitionScanner及其子類實現(xiàn)的doScan方法，在這個方法中完成注解的讀取配置。
關(guān)鍵源碼如下：
public class ClassPathBeanDefinitionScanner
extends ClassPathScanningCandidateComponentProvider {
protected Set<BeanDefinitionHolder> doScan(String... basePackages) {
// 不管是讀取注解或者XML配置方式bean，最終讀取加載Bean時都會進(jìn)入到該方法
// 對相應(yīng)的包進(jìn)行處理
// beanDefinitions是保存返回bean定義的集合
Set<BeanDefinitionHolder> beanDefinitions = new LinkedHashSet<>();
// 遍歷多個包下的類
for (String basePackage : basePackages) {
// 獲取滿足條件的bean定義集合
Set<BeanDefinition> candidates =
findCandidateComponents(basePackage);
// 對每個bean定義進(jìn)行處理
for (BeanDefinition candidate : candidates) {
ScopeMetadata scopeMetadata = this.scopeMetadataResolver
.resolveScopeMetadata(candidate);
candidate.setScope(scopeMetadata.getScopeName());
String beanName = this.beanNameGenerator
.generateBeanName(candidate, this.registry);
// 這個方法會處理@ComponentScan中的lazyInit值，因為在使用
// @ComponentScan注解時會首先把該值賦值到beanDefinitionDefaults
// 默認(rèn)bean定義值的對象中，在postProcessBeanDefinition方法中
// 會首先應(yīng)用一次這些默認(rèn)值，其中就包括lazyInit、autowireMode等
if (candidate instanceof AbstractBeanDefinition) {
postProcessBeanDefinition(
(AbstractBeanDefinition) candidate, beanName);
}
// 讀取@Lazy、@Primary和@DependsOn等注解值
if (candidate instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
AnnotationConfigUtils
.processCommonDefinitionAnnotations(
(AnnotatedBeanDefinition) candidate);
}
// 如果候選者滿足要求則將其注冊到Bean定義中心
if (checkCandidate(beanName, candidate)) {
BeanDefinitionHolder definitionHolder =
new BeanDefinitionHolder(candidate, beanName);
definitionHolder = AnnotationConfigUtils
.applyScopedProxyMode(scopeMetadata,
definitionHolder, this.registry);
beanDefinitions.add(definitionHolder);
// 注冊bean定義
registerBeanDefinition(definitionHolder, this.registry);
}
}
}
return beanDefinitions;
}
protected void postProcessBeanDefinition(
AbstractBeanDefinition beanDefinition, String beanName) {
// 此處會應(yīng)用默認(rèn)值，如lazyInit、autowireMode、initMethod等
beanDefinition.applyDefaults(this.beanDefinitionDefaults);
if (this.autowireCandidatePatterns != null) {
beanDefinition.setAutowireCandidate(PatternMatchUtils
.simpleMatch(this.autowireCandidatePatterns, beanName));
}
}
}經(jīng)過ClassPathBeanDefinitionScanner或子類實現(xiàn)的掃描讀取后，延遲加載的配置便被配置到了Bean定義中，等初始化時再使用該屬性，這里需要注意的是@ComponentScan延遲加載屬性是可以被@Lazy覆蓋的，因為@Lazy是在@ComponentScan后面處理的。
2.延遲加載實現(xiàn)原理
前面我們已經(jīng)知道了在何處讀取注解配置的屬性，現(xiàn)在我們稍微看下其具體判斷實現(xiàn)的地方。
2.1 AbstractApplicationContext
Spring框架在刷新時會初始化非延遲加載的單例bean，而一般我們使用的bean都是單例的。其關(guān)鍵源碼如下：
public abstract class AbstractApplicationContext
extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext {
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
...
// 刷新流程中執(zhí)行初始化非延遲單例的方法
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
...
}
protected void finishBeanFactoryInitialization(
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
...
// 實際執(zhí)行初始化非延遲加載單例
beanFactory.preInstantiateSingletons();
}
}2.2 DefaultListableBeanFactory
最終會調(diào)用Spring工廠來實例化，直接看到其實現(xiàn)方法源碼：
public class DefaultListableBeanFactory
extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry,
Serializable {
// 當(dāng)BeanDefinition被創(chuàng)建注冊到工廠中時bean定義的名字將會被保存到這個集合中
// 且里面的順序為注冊進(jìn)來的順序
private volatile List<String> beanDefinitionNames =
new ArrayList<>(256);
@Override
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
// 獲取所有已注冊到Spring工廠中的bean定義
List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);
// 遍歷bean定義，初始化非抽象、單例且非延遲加載的bean對象
for (String beanName : beanNames) {
RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// !bd.isLazyInit()便是判斷非延遲加載的，因此前面獲取到的延遲加載
// 屬性會在這里進(jìn)行判斷
if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
// 這里面會判斷是否是FactoryBean類型，最終都會調(diào)用到getBean中
...
}
}
// 后續(xù)略過
...
}
}二、使用細(xì)節(jié)
讀取源碼其中一個目的是為了更好的實際的應(yīng)用以及準(zhǔn)確的把握對應(yīng)功能的生效范圍，因此在使用延遲加載時需要額外注意一些點。
Spring框架延遲加載屬性在調(diào)用getBean之后將會失效，因為getBean方法是初始化bean的入口，這不難理解，那么平時我們使用@Autowired等自動注入注解時能和@Lazy注解一起使用嗎？
接下來我們從兩個實例來說明一下，這兩個實例都是使用平時的使用用法，在Component上添加@Lazy注解，且讓其實現(xiàn)InitializingBean接口，當(dāng)Bean被加載時我們便能得知，看其是否會生效，示例如下：
1.@Lazy失效實例
1.1 Controller非延遲加載類
聲明一個Controller控制器：
@Controller
public class TestController implements InitializingBean{
@Autowired
private TestService testService;
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("testController Initializing");
}
}1.2 Service延遲加載類
再聲明一個Service服務(wù)類：
@Lazy
@Service
public class TestService implements InitializingBean {
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("testService Initializing");
}
}1.3 結(jié)果輸出
啟動程序后控制臺輸出：
testService Initializing
testController Initializing
啟動完Spring程序后輸出了TestService里面打印的字符串。這就奇怪了，明明使用了@Lazy注解，但是卻并沒有其作用，在Spring啟動項目時還是加載了這個類？這就涉及到@Autowired等自動注入注解的使用了，如果有興趣了解其實現(xiàn)的可以去看文章Spring框架原理之實例化bean和@Autowired實現(xiàn)原理。
由于Controller類不是延遲加載的，且里面使用@Autowired自動注入注解注入了Service，因此在程序初始化時Controller將會被初始化，同時在處理@Autowired注解的字段時，會調(diào)用getBean方法從Spring工廠中獲取字段的bean對象，因此通過@Autowired路線加在了Service，這就導(dǎo)致了@Lazy注解失效了，因此雖然沒通過refresh方法流程初始化，但是卻通過@Autowired的處理類初始化了。
2.@Lazy起效實例
想要@Lazy注解起作用，只需要改一步，即把Controller也改成@Lazy，讓其在啟動時不被加載，不觸發(fā)@Autowired注解依賴鏈的調(diào)用即可。
2.1 修改的Controller實例
修改后如下：
@Lazy
@Controller
public class TestController implements InitializingBean{
@Autowired
private TestService testService;
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
System.out.println("testController Initializing");
}
}如果是這種配置@Lazy將會起作用，在項目啟動時將不會加載這兩個需要延遲加載的bean。
總結(jié)
從上面的例子我們可以總結(jié)及延伸出兩個注意點：
- 非延遲加載的類中不能自動注入延遲加載的類，會導(dǎo)致延遲加載失效；
- 如果想要實現(xiàn)某個類延遲加載使用自動注入功能時需要調(diào)用鏈前都不存在非延遲加載類，否則延遲加載失效。
作用效果總結(jié)圖如下：
其實@Scope指定原型和單例時有些情況也會導(dǎo)致原型bean“失效”，這又是另外一個故事了，后面有機(jī)會再分析一波。
以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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