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厉害了，Spring中bean的12种定义方法！

Java中文社群

共 18856字，需浏览 38分钟

 ·

2021-07-06 11:54

前言

在庞大的java体系中，spring有着举足轻重的地位，它给每位开发者带来了极大的便利和惊喜。我们都知道spring是创建和管理bean的工厂，它提供了多种定义bean的方式，能够满足我们日常工作中的多种业务场景。

那么问题来了，你知道spring中有哪些方式可以定义bean？

我估计很多人会说出以下三种：

没错，但我想说的是以上三种方式只是开胃小菜，实际上spring的功能远比你想象中更强大。

各位看官如果不信，请继续往下看。

1. xml文件配置bean

我们先从xml配置bean开始，它是spring最早支持的方式。后来，随着springboot越来越受欢迎，该方法目前已经用得很少了，但我建议我们还是有必要了解一下。

1.1 构造器

如果你之前有在bean.xml文件中配置过bean的经历，那么对如下的配置肯定不会陌生：

<bean id="personService" class="com.sue.cache.service.test7.PersonService">
</bean>

这种方式是以前使用最多的方式，它默认使用了无参构造器创建bean。

当然我们还可以使用有参的构造器，通过<constructor-arg>标签来完成配置。

<bean id="personService" class="com.sue.cache.service.test7.PersonService">
   <constructor-arg index="0" value="susan"></constructor-arg>
   <constructor-arg index="1" ref="baseInfo"></constructor-arg>
</bean>

其中：

  • index表示下标，从0开始。
  • value表示常量值
  • ref表示引用另一个bean

1.2 setter方法

除此之外，spring还提供了另外一种思路：通过setter方法设置bean所需参数，这种方式耦合性相对较低，比有参构造器使用更为广泛。

先定义Person实体：

@Data
public class Person {
    private String name;
    private int age;
}

它里面包含：成员变量name和age，getter/setter方法。

然后在bean.xml文件中配置bean时，加上<property>标签设置bean所需参数。

<bean id="person" class="com.sue.cache.service.test7.Person">
   <property name="name" value="susan"></constructor-arg>
   <property name="age" value="18"></constructor-arg>
</bean>

1.3 静态工厂

这种方式的关键是需要定义一个工厂类，它里面包含一个创建bean的静态方法。例如：

public class SusanBeanFactory {
    public static Person createPerson(String name, int age) {
        return new Person(name, age);
    }
}

接下来定义Person类如下：

@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Data
public class Person {
    private String name;
    private int age;
}

它里面包含：成员变量name和age，getter/setter方法，无参构造器和全参构造器。

然后在bean.xml文件中配置bean时，通过factory-method参数指定静态工厂方法，同时通过<constructor-arg>设置相关参数。

<bean class="com.sue.cache.service.test7.SusanBeanFactory" factory-method="createPerson">
   <constructor-arg index="0" value="susan"></constructor-arg>
   <constructor-arg index="1" value="18"></constructor-arg>
</bean>

1.4 实例工厂方法

这种方式也需要定义一个工厂类，但里面包含非静态的创建bean的方法。

public class SusanBeanFactory {
    public Person createPerson(String name, int age) {
        return new Person(name, age);
    }
}

Person类跟上面一样，就不多说了。

然后bean.xml文件中配置bean时，需要先配置工厂bean。然后在配置实例bean时，通过factory-bean参数指定该工厂bean的引用。

<bean id="susanBeanFactory" class="com.sue.cache.service.test7.SusanBeanFactory">
</bean>
<bean factory-bean="susanBeanFactory" factory-method="createPerson">
   <constructor-arg index="0" value="susan"></constructor-arg>
   <constructor-arg index="1" value="18"></constructor-arg>
</bean>

1.5 FactoryBean

不知道大家有没有发现，上面的实例工厂方法每次都需要创建一个工厂类，不方面统一管理。

这时我们可以使用FactoryBean接口。

public class UserFactoryBean implements FactoryBean<User> {
    @Override
    public User getObject() throws Exception {
        return new User();
    }

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

在它的getObject方法中可以实现我们自己的逻辑创建对象，并且在getObjectType方法中我们可以定义对象的类型。

然后在bean.xml文件中配置bean时，只需像普通的bean一样配置即可。

<bean id="userFactoryBean" class="com.sue.async.service.UserFactoryBean">
</bean>

轻松搞定，so easy。

注意：getBean("userFactoryBean");获取的是getObject方法中返回的对象。而getBean("&userFactoryBean");获取的才是真正的UserFactoryBean对象。

我们通过上面五种方式，在bean.xml文件中把bean配置好之后，spring就会自动扫描和解析相应的标签，并且帮我们创建和实例化bean，然后放入spring容器中。

虽说基于xml文件的方式配置bean，简单而且非常灵活，比较适合一些小项目。但如果遇到比较复杂的项目，则需要配置大量的bean，而且bean之间的关系错综复杂，这样久而久之会导致xml文件迅速膨胀，非常不利于bean的管理。

2. Component注解

为了解决bean太多时，xml文件过大，从而导致膨胀不好维护的问题。在spring2.5中开始支持：@Component、@Repository、@Service、@Controller等注解定义bean。

如果你有看过这些注解的源码的话，就会惊奇得发现：其实后三种注解也是@Component。

@Component系列注解的出现，给我们带来了极大的便利。我们不需要像以前那样在bean.xml文件中配置bean了，现在只用在类上加Component、Repository、Service、Controller，这四种注解中的任意一种，就能轻松完成bean的定义。

@Service
public class PersonService {
    public String get() {
        return "data";
    }
}

其实，这四种注解在功能上没有特别的区别，不过在业界有个不成文的约定：

  • Controller 一般用在控制层
  • Service 一般用在业务层
  • Repository 一般用在数据层
  • Component 一般用在公共组件上

太棒了，简直一下子解放了我们的双手。

不过，需要特别注意的是，通过这种@Component扫描注解的方式定义bean的前提是：需要先配置扫描路径。

目前常用的配置扫描路径的方式如下：

  1. 在applicationContext.xml文件中使用<context:component-scan>标签。例如：
<context:component-scan base-package="com.sue.cache" />
  1. 在springboot的启动类上加上@ComponentScan注解，例如：
@ComponentScan(basePackages = "com.sue.cache")
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);
    }
}
  1. 直接在SpringBootApplication注解上加，它支持ComponentScan功能：
@SpringBootApplication(scanBasePackages = "com.sue.cache")
public class Application {
    
    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);
    }
}

当然，如果你需要扫描的类跟springboot的入口类，在同一级或者子级的包下面，无需指定scanBasePackages参数，spring默认会从入口类的同一级或者子级的包去找。

@SpringBootApplication
public class Application {
    
    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);
    }
}

此外，除了上述四种@Component注解之外，springboot还增加了@RestController注解，它是一种特殊的@Controller注解，所以也是@Component注解。

@RestController还支持@ResponseBody注解的功能，即将接口响应数据的格式自动转换成json。

@Component系列注解已经让我们爱不释手了，它目前是我们日常工作中最多的定义bean的方式。

3. JavaConfig

@Component系列注解虽说使用起来非常方便，但是bean的创建过程完全交给spring容器来完成，我们没办法自己控制。

spring从3.0以后，开始支持JavaConfig的方式定义bean。它可以看做spring的配置文件，但并非真正的配置文件，我们需要通过编码java代码的方式创建bean。例如：

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @Bean
    public Person person() {
        return new Person();
    }
}

在JavaConfig类上加@Configuration注解，相当于配置了<beans>标签。而在方法上加@Bean注解，相当于配置了<bean>标签。

此外，springboot还引入了一些列的@Conditional注解，用来控制bean的创建。

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @ConditionalOnClass(Country.class)
    @Bean
    public Person person() {
        return new Person();
    }
}

@ConditionalOnClass注解的功能是当项目中存在Country类时，才实例化Person类。换句话说就是，如果项目中不存在Country类，就不实例化Person类。

这个功能非常有用，相当于一个开关控制着Person类，只有满足一定条件才能实例化。

spring中使用比较多的Conditional还有：

  • ConditionalOnBean
  • ConditionalOnProperty
  • ConditionalOnMissingClass
  • ConditionalOnMissingBean
  • ConditionalOnWebApplication

如果你对这些功能比较感兴趣，可以看看《spring中那些让你爱不释手的代码技巧（续集）》，这是我之前写的一篇文章，里面做了更详细的介绍。

下面用一张图整体认识一下@Conditional家族:

nice，有了这些功能，我们终于可以告别麻烦的xml时代了。

4. Import注解

通过前面介绍的@Configuration和@Bean相结合的方式，我们可以通过代码定义bean。但这种方式有一定的局限性，它只能创建该类中定义的bean实例，不能创建其他类的bean实例，如果我们想创建其他类的bean实例该怎么办呢？

这时可以使用@Import注解导入。

4.1 普通类

spring4.2之后@Import注解可以实例化普通类的bean实例。例如：

先定义了Role类：

@Data
public class Role {
    private Long id;
    private String name;
}

接下来使用@Import注解导入Role类：

@Import(Role.class)
@Configuration
public class MyConfig {
}

然后在调用的地方通过@Autowired注解注入所需的bean。

@RequestMapping("/")
@RestController
public class TestController {

    @Autowired
    private Role role;

    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        System.out.println(role);
        return "test";
    }
}

聪明的你可能会发现，我没有在任何地方定义过Role的bean，但spring却能自动创建该类的bean实例，这是为什么呢？

这也许正是@Import注解的强大之处。

此时，有些朋友可能会问：@Import注解能定义单个类的bean，但如果有多个类需要定义bean该怎么办呢？

恭喜你，这是个好问题，因为@Import注解也支持。

@Import({Role.class, User.class})
@Configuration
public class MyConfig {
}

甚至，如果你想偷懒，不想写这种MyConfig类，springboot也欢迎。

@Import({Role.class, User.class})
@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class,
        DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class})
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        new SpringApplicationBuilder(Application.class).web(WebApplicationType.SERVLET).run(args);
    }
}

可以将@Import加到springboot的启动类上。

这样也能生效？

springboot的启动类一般都会加@SpringBootApplication注解，该注解上加了@SpringBootConfiguration注解。

而@SpringBootConfiguration注解，上面又加了@Configuration注解所以，springboot启动类本身带有@Configuration注解的功能。

意不意外？惊不惊喜？

4.2 Configuration类

上面介绍了@Import注解导入普通类的方法，它同时也支持导入Configuration类。

先定义一个Configuration类：

@Configuration
public class MyConfig2 {

    @Bean
    public User user() {
        return  new User();
    }

    @Bean
    public Role role() {
        return new Role();
    }
}

然后在另外一个Configuration类中引入前面的Configuration类：

@Import({MyConfig2.class})
@Configuration
public class MyConfig {
}

这种方式，如果MyConfig2类已经在spring指定的扫描目录或者子目录下，则MyConfig类会显得有点多余。因为MyConfig2类本身就是一个配置类，它里面就能定义bean。

但如果MyConfig2类不在指定的spring扫描目录或者子目录下，则通过MyConfig类的导入功能，也能把MyConfig2类识别成配置类。这就有点厉害了喔。

其实下面还有更高端的玩法。

swagger作为一个优秀的文档生成框架，在spring项目中越来越受欢迎。接下来，我们以swagger2为例，介绍一下它是如何导入相关类的。

众所周知，我们引入swagger相关jar包之后，只需要在springboot的启动类上加上@EnableSwagger2注解，就能开启swagger的功能。

其中@EnableSwagger2注解中导入了Swagger2DocumentationConfiguration类。

该类是一个Configuration类，它又导入了另外两个类：

  • SpringfoxWebMvcConfiguration
  • SwaggerCommonConfiguration

SpringfoxWebMvcConfiguration类又会导入新的Configuration类，并且通过@ComponentScan注解扫描了一些其他的路径。

SwaggerCommonConfiguration同样也通过@ComponentScan注解扫描了一些额外的路径。

如此一来，我们通过一个简单的@EnableSwagger2注解，就能轻松的导入swagger所需的一系列bean，并且拥有swagger的功能。

还有什么好说的，狂起点赞，简直完美。

4.3 ImportSelector

上面提到的Configuration类，它的功能非常强大。但怎么说呢，它不太适合加复杂的判断条件，根据某些条件定义这些bean，根据另外的条件定义那些bean。

那么，这种需求该怎么实现呢？

这时就可以使用ImportSelector接口了。

首先定义一个类实现ImportSelector接口：

public class DataImportSelector implements ImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        return new String[]{"com.sue.async.service.User", "com.sue.async.service.Role"};
    }
}

重写selectImports方法，在该方法中指定需要定义bean的类名，注意要包含完整路径，而非相对路径。

然后在MyConfig类上@Import导入这个类即可：

@Import({DataImportSelector.class})
@Configuration
public class MyConfig {
}

朋友们是不是又发现了一个新大陆？

不过，这个注解还有更牛逼的用途。

@EnableAutoConfiguration注解中导入了AutoConfigurationImportSelector类，并且里面包含系统参数名称：spring.boot.enableautoconfiguration。AutoConfigurationImportSelector类实现了ImportSelector接口。

并且重写了selectImports方法，该方法会根据某些注解去找所有需要创建bean的类名，然后返回这些类名。其中在查找这些类名之前，先调用isEnabled方法，判断是否需要继续查找。该方法会根据ENABLED_OVERRIDE_PROPERTY的值来作为判断条件。而这个值就是spring.boot.enableautoconfiguration。

换句话说，这里能根据系统参数控制bean是否需要被实例化，优秀。

我个人认为实现ImportSelector接口的好处主要有以下两点：

  1. 把某个功能的相关类，可以放到一起，方面管理和维护。
  2. 重写selectImports方法时，能够根据条件判断某些类是否需要被实例化，或者某个条件实例化这些bean，其他的条件实例化那些bean等。我们能够非常灵活的定制化bean的实例化。

4.4 ImportBeanDefinitionRegistrar

我们通过上面的这种方式，确实能够非常灵活的自定义bean。

但它的自定义能力，还是有限的，它没法自定义bean的名称和作用域等属性。

有需求，就有解决方案。

接下来，我们一起看看ImportBeanDefinitionRegistrar接口的神奇之处。

先定义CustomImportSelector类实现ImportBeanDefinitionRegistrar接口：

public class CustomImportSelector implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        RootBeanDefinition roleBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Role.class);
        registry.registerBeanDefinition("role", roleBeanDefinition);

        RootBeanDefinition userBeanDefinition = new RootBeanDefinition(User.class);
        userBeanDefinition.setScope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE);
        registry.registerBeanDefinition("user", userBeanDefinition);
    }
}

重写registerBeanDefinitions方法，在该方法中我们可以获取BeanDefinitionRegistry对象，通过它去注册bean。不过在注册bean之前，我们先要创建BeanDefinition对象，它里面可以自定义bean的名称、作用域等很多参数。

然后在MyConfig类上导入上面的类：

@Import({CustomImportSelector.class})
@Configuration
public class MyConfig {
}

我们所熟悉的fegin功能，就是使用ImportBeanDefinitionRegistrar接口实现的：具体细节就不多说了，有兴趣的朋友可以加我微信找我私聊。

5. PostProcessor

除此之外，spring还提供了专门注册bean的接口：BeanDefinitionRegistryPostProcessor。

该接口的方法postProcessBeanDefinitionRegistry上有这样一段描述：修改应用程序上下文的内部bean定义注册表标准初始化。所有常规bean定义都将被加载，但是还没有bean被实例化。这允许进一步添加在下一个后处理阶段开始之前定义bean。

如果用这个接口来定义bean，我们要做的事情就变得非常简单了。只需定义一个类实现BeanDefinitionRegistryPostProcessor接口。

@Component
public class MyRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
        RootBeanDefinition roleBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Role.class);
        registry.registerBeanDefinition("role", roleBeanDefinition);

        RootBeanDefinition userBeanDefinition = new RootBeanDefinition(User.class);
        userBeanDefinition.setScope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE);
        registry.registerBeanDefinition("user", userBeanDefinition);
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
    }
}

重写postProcessBeanDefinitionRegistry方法，在该方法中能够获取BeanDefinitionRegistry对象，它负责bean的注册工作。

不过细心的朋友可能会发现，里面还多了一个postProcessBeanFactory方法，没有做任何实现。

这个方法其实是它的父接口：BeanFactoryPostProcessor里的方法。

在应用程序上下文的标准bean工厂之后修改其内部bean工厂初始化。所有bean定义都已加载，但没有bean将被实例化。这允许重写或添加属性甚至可以初始化bean。

@Component
public class MyPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        DefaultListableBeanFactory registry = (DefaultListableBeanFactory)beanFactory;
        RootBeanDefinition roleBeanDefinition = new RootBeanDefinition(Role.class);
        registry.registerBeanDefinition("role", roleBeanDefinition);

        RootBeanDefinition userBeanDefinition = new RootBeanDefinition(User.class);
        userBeanDefinition.setScope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE);
        registry.registerBeanDefinition("user", userBeanDefinition);
    }
}

既然这两个接口都能注册bean，那么他们有什么区别？

  • BeanDefinitionRegistryPostProcessor 更侧重于bean的注册
  • BeanFactoryPostProcessor 更侧重于对已经注册的bean的属性进行修改，虽然也可以注册bean。

此时，有些朋友可能会问：既然拿到BeanDefinitionRegistry对象就能注册bean，那通过BeanFactoryAware的方式是不是也能注册bean呢？

从下面这张图能够看出DefaultListableBeanFactory就实现了BeanDefinitionRegistry接口。

这样一来，我们如果能够获取DefaultListableBeanFactory对象的实例，然后调用它的注册方法，不就可以注册bean了？

说时迟那时快，定义一个类实现BeanFactoryAware接口：

@Component
public class BeanFactoryRegistry implements BeanFactoryAware {
    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        DefaultListableBeanFactory registry = (DefaultListableBeanFactory) beanFactory;
        RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(User.class);
        registry.registerBeanDefinition("user", rootBeanDefinition);

        RootBeanDefinition userBeanDefinition = new RootBeanDefinition(User.class);
        userBeanDefinition.setScope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE);
        registry.registerBeanDefinition("user", userBeanDefinition);
    }
}

重写setBeanFactory方法，在该方法中能够获取BeanFactory对象，它能够强制转换成DefaultListableBeanFactory对象，然后通过该对象的实例注册bean。

当你满怀喜悦的运行项目时，发现竟然报错了：

为什么会报错？

spring中bean的创建过程顺序大致如下：BeanFactoryAware接口是在bean创建成功，并且完成依赖注入之后，在真正初始化之前才被调用的。在这个时候去注册bean意义不大，因为这个接口是给我们获取bean的，并不建议去注册bean，会引发很多问题。

此外，ApplicationContextRegistry和ApplicationListener接口也有类似的问题，我们可以用他们获取bean，但不建议用它们注册bean。


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