面试题：你知道 Spring lazy-init 懒加载的原理吗？

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前言

普通的bean的初始化是在容器启动初始化阶段执行的，而被lazy-init修饰的bean 则是在从容器里第一次进行context.getBean(“”)时进行触发。
Spring 启动的时候会把所有bean信息(包括XML和注解)解析转化成Spring能够识别的BeanDefinition并存到Hashmap里供下面的初始化时用。

接下来对每个BeanDefinition进行处理，如果是懒加载的则在容器初始化阶段不处理，其他的则在容器初始化阶段进行初始化并依赖注入。

本文我说了很多次 Spring 容器初始化和bean初始化， 容器的初始化有可能包括bean的初始化主要取决于该bean是否是懒加载的

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一、先睹为快

话不多说先写个例子看下这属性到底有什么作用，我们定义了一个叫做coffee的普通bean,代码如下：

1.普通非懒加载bean的演示

package com.test.spring;

public class Coffee {

    public Coffee() {
        System.out.println("正在初始化bean !!!调用无参构造函数");
    }

}

<bean name="coffee" class="com.test.spring.Coffee"/>

@Test
public void testLazyInit() {

    System.out.println("开始初始化Spring容器 ");
    
    // 非懒加载的bean会在容器初始化时进行bean的初始化，后面会拿Spring启动时的源码进行分析
    ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-beans.xml");
    
   // 非懒加载的bean 的构造函数会在这个位置打印
   System.out.println("Spring容器初始化完毕");

   System.out.println("开始从容器中获取Bean");

   Coffee coffee = context.getBean("coffee", Coffee.class);

   System.out.println("获取完毕  bean :" + coffee);
}

运行结果如下：

2.非懒加载bean的演示

<bean name="coffee" class="com.test.spring.Coffee" lazy-init="true" />

@Test
public void testLazyInit() {

    System.out.println("开始初始化Spring容器 ");
    
    // 在初始化容器阶段不会对懒加载的bean进行初始化
    ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-beans.xml");

    System.out.println("Spring容器初始化完毕");

    System.out.println("开始从容器中获取Bean");
    
    // 在这一阶段会对懒加载的bean进行初始化
    Coffee coffee = context.getBean("coffee", Coffee.class);

    System.out.println("获取完毕  bean :" + coffee);


}

运行结果如下：

二、原理分析

Spring 启动时主要干俩件事 :

1.初始化容器
2.对bean进行初始化并依赖注入。（懒加载的bean不做第二件）

但是对于大多数bean来说，bean的初始化以及依赖注入就是在容器初始化阶段进行的，只有懒加载的bean是当应用程序第一次进行getBean时进行初始化并依赖注入。

下面贴出代码看下

Spring 容器初始化代码如下就一行：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-beans.xml");

public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
        throws BeansException {

    super(parent);
    setConfigLocations(configLocations);
    if (refresh) {
        // Spring ioc 启动入口 了解了refresh 就了解了ioc
        refresh();
    }
}

Spring 初始化入口 refresh（省略了部分根本次无关的代码，望理解，太长了影响阅读体验）。

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
        // Prepare this context for refreshing.
        prepareRefresh();

        // Prepare the bean factory for use in this context.
        prepareBeanFactory(beanFactory);

        try {
            // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
            postProcessBeanFactory(beanFactory);

            // Invoke factory processors registered as beans in the context.
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

            // Register bean processors that intercept bean creation.
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
            // 初始化所有非 懒加载的bean！！！！
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

            // Last step: publish corresponding event.
            finishRefresh();
        }
 }

第20行则是跟本次主题有关的，就是说在容器启动的时候只处理non-lazy-init bean，懒加载的bean在Spring启动阶段根本不做任何处理下面看下源码就明白了

点进去第20行的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)里头有个初始化non-lazy-init bean的函数 preInstantiateSingletons()

具体逻辑如下

1.对beanNames 集合遍历获取每个BeanDefinition

2.判断是否是懒加载的，如果不是则继续处理(non-lazy-init bean 不做处理)

3.判断是否是factorybean 如果不是则进行实例化并依赖注入

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
   // 所有beanDefinition集合
   List<String> beanNames = new ArrayList<String>(this.beanDefinitionNames);
   // 触发所有非懒加载单例bean的初始化
   for (String beanName : beanNames) {
       // 获取bean 定义
      RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
      // 判断是否是懒加载单例bean，如果是单例的并且不是懒加载的则在Spring 容器
      if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
          // 判断是否是FactoryBean
         if (isFactoryBean(beanName)) {
                final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
                boolean isEagerInit;
                if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
                   isEagerInit = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Boolean>() {
                      @Override
                      public Boolean run() {
                         return ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit();
                      }
                   }, getAccessControlContext());
                }
         }else {
             // 如果是普通bean则进行初始化依赖注入，此 getBean(beanName)接下来触发的逻辑跟
             // context.getBean("beanName") 所触发的逻辑是一样的
            getBean(beanName);
         }
      }
   }
}

getBean() 方法是实现bean 初始化以及依赖注入的函数

@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {   
    return doGetBean(name, null, null, false);
}

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三、总结

对于被修饰为lazy-init的bean Spring初始化阶段不会进行init并且依赖注入，当第一次进行getBean时候进行初始化并依赖注入

对于非懒加载的bean getBean的时候会从缓存里头取 因为容器初始化阶段已经初始化了

// 容器启动初始化 会初始化并依赖注入非懒加载的bean
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-beans.xml");

// lazy-init bean会进行第一次初始化并依赖注入  其他的会从缓存里取
Coffee coffee = context.getBean("coffee", Coffee.class);