Spring的Lifecycle和SmartLifecycle，可以没用过，但不能不知道！

Posted 2021-05-29 程序新视界

前言

在使用Spring的过程中，我们通常会用@PostConstruct和@PreDestroy在Bean初始化或销毁时执行一些操作，这些操作属于Bean声明周期级别的。

那么，就存在一些遗漏的场景，比如我们想在容器本身的生命周期（比如容器启动、停止）的事件上做一些工作，很典型的就是Spring Boot中启动内嵌的Web容器。该怎么办？

这就需要用到Spring提供的另外一个接口Lifecycle。这篇文件就介绍一下Lifecycle接口，以及比它更聪明（Smart）的SmartLifecycle。

Lifecycle

Lifecycle是一个接口，它的作用是让开发者可以在所有的bean都创建完成(getBean)之后执行自己的初始化工作，或者在退出时执行资源销毁工作。

Lifecycle定义了三个方法，任何Bean实现了Lifecycle方法，当ApplicationContext收到start、stop和restart等信号时，就会调用对应的方法。因此可以通过实现Lifecycle接口获得容器生命周期的回调，实现业务扩展。

LifeCycle定义如下：

public interface Lifecycle {

    void start();

    void stop();

    boolean isRunning();
}

自定义Lifecycle实现类

首先我们来自定义一个类，实现Lifecycle接口，来看看具体的实践效果：

@Component
public class MyLifeCycle implements Lifecycle {

    /**
     * 运行状态
     */
    private volatile boolean running = false;

    /**
     * 容器启动后调用
     */
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("容器启动后执行MyLifeCycle操作...");
        running = true;
    }

    /**
     * 容器停止时调用
     */
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("收到关闭容器的信号MyLifeCycle操作...");
        running = false;
    }

    /**
     * 检查此组件是否正在运行。
     * 1. 只有该方法返回false时，start方法才会被执行。
     * 2. 只有该方法返回true时，stop(Runnable callback)或stop()方法才会被执行。
     */
    @Override
    public boolean isRunning() {
        System.out.println("检查MyLifeCycle组件的运行状态：" + running);
        return running;
    }
}

单纯的将上述代码添加的Spring Boot项目当中，你会发现启动时并没有打印出任何相关的日志，只有在关闭应用时会打印出：

检查MyLifeCycle组件的运行状态：false

这是因为，在SpringBoot或Spring应用中如果没有调用AbstractApplicationContext#start方法，只是实现了Lifecycle接口，是不会执行Lifecycle接口中的启动方法和isRunning方法的。但在应用退出时会执行Lifecycle#isRunning方法判断该Lifecycle是否已经启动，如果返回true则调用Lifecycle#stop()停止方法。

这个实例有一个很明显的问题，那就是需要使用者显式的调用容器的start()和stop()方法，Lifecycle的接口方法才会被执行。

而在一般的项目中，我们很少这样显式的去调用，所以就需要一个更“聪明”的类来处理，这就是SmartLifecycle。

SmartLifecycle

SmartLifecycle继承自Lifecycle，提供了更丰富的功能：第一，start()方法无需容器显式调用就可以被执行；第二，可以控制多SmartLifecycle实例的执行顺序。

先来看一下SmartLifecycle接口的源码：

public interface SmartLifecycle extends Lifecycle, Phased {
    int DEFAULT_PHASE = 2147483647;

    default boolean isAutoStartup() {
        return true;
    }

    default void stop(Runnable callback) {
        this.stop();
        callback.run();
    }

    default int getPhase() {
        return 2147483647;
    }
}

可以看出该接口除了继承Lifecycle接口外，还继承了Phased。其中getPhase方法便是来自Phased。也正是基于Phased接口的这个方法来控制SmartLifecycle的执行顺序的。

来看一下实例代码：

@Component
public class MySmartLifecycle implements SmartLifecycle {

    private volatile boolean running = false;

    /**
     * 如果该`Lifecycle`类所在的上下文在调用`refresh`时,希望能够自己自动进行回调，则返回`true`,
     * false的值表明组件打算通过显式的start()调用来启动，类似于普通的Lifecycle实现。
     */
    @Override
    public boolean isAutoStartup() {
        return true;
    }

    /**
     * SmartLifecycle子类的才有的方法，当isRunning方法返回true时，该方法才会被调用。
     * 很多框架中的源码中，都会把真正逻辑写在stop()方法内。
     * 比如quartz和Redis的spring支持包。
     */
    @Override
    public void stop(Runnable callback) {
        System.out.println("MySmartLifecycle容器停止，执行回调函数");
        stop();
        // 如果你让isRunning返回true，需要执行stop这个方法，那么就不要忘记调用callback.run()。
        // 否则在程序退出时，Spring的DefaultLifecycleProcessor会认为这个MySmartLifecycle没有stop完成，程序会一直卡着结束不了，等待一定时间（默认超时时间30秒）后才会自动结束。
        callback.run();
    }

    /**
     * 1. 主要在该方法中启动任务或者其他异步服务，比如开启MQ接收消息<br/>
     * 2. 当上下文被刷新（所有对象已被实例化和初始化之后）时，将调用该方法，
     * 默认生命周期处理器将检查每个SmartLifecycle对象的isAutoStartup()方法返回的布尔值。
     * 如果为“true”，则该方法会被调用，而不是等待显式调用自己的start()方法。
     */
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("MySmartLifecycle容器启动完成 ...");
        running = true;
    }

    /**
     * 接口Lifecycle子类的方法，只有非SmartLifecycle的子类才会执行该方法。<br/>
     * 1. 该方法只对直接实现接口Lifecycle的类才起作用，对实现SmartLifecycle接口的类无效。<br/>
     * 2. 方法stop()和方法stop(Runnable callback)的区别只在于，后者是SmartLifecycle子类的专属。
     */
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("MySmartLifecycle容器停止 ...");
        running = false;
    }

    /**
     * 1. 只有该方法返回false时，start方法才会被执行。<br/>
     * 2. 只有该方法返回true时，stop(Runnable callback)或stop()方法才会被执行。
     */
    @Override
    public boolean isRunning() {
        System.out.println("MySmartLifecycle检查运行状态 ...");
        return running;
    }

    /**
     * 如果有多个实现接口SmartLifecycle的类，则这些类的start的执行顺序按getPhase方法返回值从小到大执行。<br/>
     * 例如：1比2先执行，-1比0先执行。stop方法的执行顺序则相反，getPhase返回值较大类的stop方法先被调用，小的后被调用。
     *
     */
    @Override
    public int getPhase() {
        return 0;
    }
}

关于每个方法的功能，注释部分已经明确说明了，下面启动SpringBoot项目，打印日志如下：

MySmartLifecycle检查运行状态 ...
MySmartLifecycle容器启动完成 ...

关闭SpringBoot项目，打印日志如下：

MySmartLifecycle检查运行状态 ...
MySmartLifecycle容器停止，执行回调函数
MySmartLifecycle容器停止 ...

通过上述实例可以看出：如果一个Bean实现了SmartLifecycle接口，则会执行启动方法。SmartLifecycle#isRunning判断是否已经执行，返回false表示还未执行，则调用SmartLifecycle#start()执行。

当关闭时，同样先检查运行状态，如果正在运行，则执行关闭操作。关闭时，还可以处理对应的回调函数。

其中，Phased返回值越小，优先级越高。

小结

当需要基于Spring容器的生命周期来处理一些逻辑时，通常可以实现SmartLifecycle接口来完成。像Spring Cloud，Spring Boot中都有大量的实践案例。所以，无论实战或阅读源码，不了解Lifecycle相关接口，都是一种损失。本文的产生也是在遇到Spring Cloud集成Nacos的源码中获得的灵感。

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