quarkus依赖注入之十：学习和改变bean懒加载规则

Posted 2022-08-11 程序员欣宸

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本篇概览

• 本篇是《quarkus依赖注入》系列的第十篇，来看一个容易被忽略的知识点：bean的懒加载，咱们先去了解quarkus框架下的懒加载规则，然后更重要的是掌握如何改变规则，以达到提前实例化的目标
• 总的来说本篇由以下内容构成

1. 关于懒加载
2. 编码体验懒加载
3. 改变懒加载规则的第一种手段
4. 改变懒加载规则的第二种手段（居然和官方资料有出入）
5. 小结

关于懒加载（Lazy Instantiation）

• CDI规范下的懒加载规则：

1. 常规作用域的bean（例如ApplicationScoped、RequestScoped），在注入时，实例化的是其代理类，而真实类的实例化发生在bean方法被首次调用的时候
2. 伪作用域的bean（Dependent和Singleton），在注入时就会实例化

• quarkus也遵循此规则，接下来编码验证

编码验证懒加载

• 为了验证bean的懒加载，接下来会写这样一些代码

1. NormalApplicationScoped.java：作用域是ApplicationScoped的bean，其构造方法中打印日志，带有自己的类名
2. NormalSingleton.java：作用域是Singleton的bean，其构造方法中打印日志，带有自己的类名
3. ChangeLazyLogicTest.java：这是个单元测试类，里面注入了NormalApplicationScoped和NormalSingleton的bean，在其ping方法中依次调用上面两个bean的方法

• 以上就是稍后要写的代码，咱们根据刚刚提到的懒加载规则预测一下要输出的内容和顺序：

1. 首先，在ChangeLazyLogicTest的注入点，NormalSingleton会实例化，NormalApplicationScoped的代理类会实例化
2. 然后，在ChangeLazyLogicTest#ping方法中，由于调用了NormalApplicationScoped的方法，会导致NormalApplicationScoped的实例化

• 接下来开始写代码，第一个bean，NormalApplicationScoped.java

package com.bolingcavalry;

import com.bolingcavalry.service.impl.NormalApplicationScoped;
import com.bolingcavalry.service.impl.NormalSingleton;
import io.quarkus.logging.Log;
import io.quarkus.test.junit.QuarkusTest;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import javax.inject.Inject;

@QuarkusTest
class ChangeLazyLogicTest 

    @Inject
    NormalSingleton normalSingleton;

    @Inject
    NormalApplicationScoped normalApplicationScoped;

    @Test
    void ping() 
        Log.info("start invoke normalSingleton.ping");
        normalSingleton.ping();
        Log.info("start invoke normalApplicationScoped.ping");
        normalApplicationScoped.ping();
    

• 第二个bean，NormalSingleton.java

package com.bolingcavalry.service.impl;

import io.quarkus.logging.Log;
import javax.inject.Singleton;

@Singleton
public class NormalSingleton 

    public NormalSingleton() 
        Log.info("Construction from " + this.getClass().getSimpleName());
    

    public String ping() 
        return "ping from NormalSingleton";
    

• 然后是单元测试类ChangeLazyLogicTest，可见NormalApplicationScoped构造方法的日志应该在start invoke normalApplicationScoped.ping这一段之后

package com.bolingcavalry;

import com.bolingcavalry.service.impl.NormalApplicationScoped;
import com.bolingcavalry.service.impl.NormalSingleton;
import io.quarkus.logging.Log;
import io.quarkus.test.junit.QuarkusTest;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import javax.inject.Inject;

@QuarkusTest
class ChangeLazyLogicTest 

    @Inject
    NormalSingleton normalSingleton;

    @Inject
    NormalApplicationScoped normalApplicationScoped;

    @Test
    void ping() 
        Log.info("start invoke normalSingleton.ping");
        normalSingleton.ping();
        Log.info("start invoke normalApplicationScoped.ping");
        normalApplicationScoped.ping();
    

• 编码完成，运行单元测试类，验证我们之前的预测，控制台输出结果如下图所示，符合预期

• 至此，懒加载基本规则咱们已经清楚了，聪明的您应该想到了此规则的弊端：如果在构造方法中有一些耗时操作，必须等到第一次调用bean的方法时才会执行，这可能不符合我们的预期，有时候我们希望应用初始化的时候把耗时的事情做完，这样执行bean方法的时候就没有影响了
• 显然，quarkus也意识到了这个问题，于是，给出了两中改变懒加载规则的方法，使得bean的实例化可以更早完成，接下来咱们逐个尝试

改变懒加载规则的第一种手段

• 让bean尽早实例化的第一种手段，是让bean消费StartupEvent事件，这是quarkus框架启动成功后发出的事件，从时间上来看，此事件的时间比注入bean的时间还要早，这样消费事件的bean就会实例化

• 咱们给NormalApplicationScoped增加下图红框中的代码，让它消费StartupEvent事件

• 运行代码前，先预测一下修改后的结果

1. 首先应该是NormalApplicationScoped的实例化
2. NormalApplicationScoped实例收到StarttupEvent事件，打印日志
3. 开始注入bean到ChangeLazyLogicTest，引发NormalApplicationScoped代理类和NormalSingleton的实例化
4. 简单地说：原本最晚实例化的NormalApplicationScoped，由于消费StarttupEvent事件，现在变成了最早实例化的

• 现在运行代码验证，如下图，符合预期

改变懒加载规则的第二种手段（居然和官方资料有出入）

• 第二种方法更简单了：用StartupEvent修饰类，下图是完整NormalApplicationScoped代码，可见改动仅有红框位置

• 在运行代码前，先预测一下运行结果，理论上应该和第一种手段的结果差不多：NormalApplicationScoped、NormalApplicationScoped代理、NormalSingleton，
• 上述推测的依据来自Startup源码中的注释，如下图，官方表示StartupEvent和Startup效果一致

• 官方都这么说了，我岂敢不信，不过流程还是要完成的，把修改后的代码再运行一遍，截个图贴到文中，走走过场…

• 然而，这次运行的结果，却让人精神一振，StartupEvent和Startup效果是不一样的！！！

• 运行结果如下图，最先实例化的居然不是被Startup注解修饰的NormalApplicationScoped，而是它的代理类！

• 由此可见，Startup可以将bean的实例化提前，而且是连带bean的代理类的实例化也提前了
• 回想一下，虽然结果与预期不符合，而预期来自官方注释，但这并不代表官方注释有错，人家只说了句functionally equivalent，从字面上看并不涉及代理类的实例化
• 另外Startup也有自己的独特之处，一共有以下两点

1. Startup注解的value属性值，是bean的优先级，这样，多个bean都使用Startup的时候，可以通过value值设置优先级，以此控制实例化顺序（实际上控制的是事件observer的创建顺序）
2. 如果一个类只有Startup注解修饰，而没有设置作用域的时候，quarkus自动将其作用域设置为ApplicationScoped，也就是说，下面这段代码中，ApplicationScoped注解写不写都一样

@ApplicationScoped
@Startup
public class NormalApplicationScoped 

小结

• 懒加载、StartupEvent、Startup这三种情况下的实例化顺序各不相同，最好是有个对比让大家一目了然，方便选择使用
• 接下来就画个对比图，图中有懒加载、StartupEvent、Startup三个场景，每个场景都是三个阶段：quarkus框架初始化、注入bean、bean的方法被调用，每个阶段都有哪些对象被实例化就是它们最大的区别，如下所示

• 至此，懒加载相关的知识点学习完毕，个人认为这是个很重要的技能，用好了它对业务有不小的助力，希望能给您一些参考吧

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