CDI beans生命周期管理：掌握bean创建与销毁的全过程

# 1. CDI beans生命周期概览

CDI (Contexts and Dependency Injection) 为Java企业版应用提供了强大的依赖注入和上下文管理功能。**CDI beans生命周期**则是整个CDI框架的核心组成部分，它确保了资源的合理分配和释放，同时也提供了对bean行为的精细控制。本章将为大家提供一个CDI beans生命周期的全景视图，让读者可以对这一概念有一个全面的认识。

首先，我们将了解CDI beans从被创建到最终被销毁的整个流程。理解生命周期的各个阶段以及它们是如何在不同场景下发挥作用的，是深入学习CDI的基石。本章将从理论和实践两个维度出发，带领读者深入探索CDI beans生命周期的内部工作机制。

概述之后，我们将逐渐深入探讨在创建、管理和销毁CDI beans时涉及的关键概念和实践。这包括了：

- **生命周期事件的种类和触发时机**，例如初始化、销毁前等事件，它们是如何被CDI框架捕捉和处理的。
- **作用域与生命周期事件的关系**，以及如何使用@PreDestroy等注解来控制bean的销毁时机。
- **如何通过拦截器和装饰器来扩展CDI beans的生命周期管理**，以及最佳实践的介绍。

在了解了基础概念之后，我们会深入研究CDI beans生命周期的高级特性，比如自定义作用域的创建和管理，以及在复杂应用架构中的生命周期挑战和实践案例。最终，我们将展望CDI beans生命周期的未来，探讨它在不断演化的Java生态系统中的地位和发展方向。

让我们开始，一起深入CDI beans生命周期的奥秘。

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# 第二章：CDI beans的创建过程

## 2.1 CDI beans生命周期的理论基础

### 2.1.1 依赖注入与CDI核心概念
依赖注入（Dependency Injection，简称DI）是一种设计模式，通过控制反转（Inversion of Control，简称IoC）原则实现，它允许对象间解耦。CDI（Contexts and Dependency Injection）是Java EE平台上的一套依赖注入框架，提供了丰富的功能来支持Java应用程序中组件间依赖关系的自动处理和管理。

CDI的核心概念包括：

- **上下文（Contexts）**：CDI定义了不同的上下文来管理组件的生命周期。例如，`@RequestScoped`注解表示该组件的生命周期与HTTP请求一致。

- **依赖（Dependencies）**：组件间的关系通过依赖来表达。CDI自动处理组件之间的依赖关系，例如一个组件需要另一个组件提供服务时，CDI会负责注入。

- **注入点（Injection Points）**：是组件中用于接收依赖的地方，通常使用`@Inject`注解来标记这些点。

### 2.1.2 bean的实例化与作用域

在CDI中，bean的实例化和生命周期管理是由CDI容器来完成的。每个bean都有一个作用域（scope），它定义了bean实例的生命周期以及它在不同上下文中的行为。

作用域中最常见的有：

- **@ApplicationScoped**：整个应用程序中只有一个实例。
- **@SessionScoped**：对应用户会话的一个实例。
- **@RequestScoped**：对应一个HTTP请求的一个实例。

理解这些基本概念对于深入理解CDI beans的创建过程至关重要。

## 2.2 实践中的CDI beans创建

### 2.2.1 Bean类的声明与配置

要创建一个CDI bean，通常只需在类上添加`@Named`注解，并使用`@Inject`注解来标记依赖。例如：

import javax.inject.Inject;
import javax.inject.Named;

@Named
public class MyService {
    @Inject
    private MyDAO dao;

    public void doWork() {
        dao.performAction();
    }
}

在上述代码中，`MyService`类被标记为一个命名的CDI bean。它注入了`MyDAO`类的实例，并且可以在需要时调用`doWork`方法。

### 2.2.2 Bean的依赖解析与注入

当应用程序请求`MyService`的实例时，CDI容器会自动处理`dao`字段的注入。这是通过查找另一个bean来完成的，该bean也需要`@Named`注解，并且类型与`dao`字段匹配。

依赖解析和注入的处理流程如下：

1. 容器查找一个匹配的`@Named` bean实例，该实例可以提供一个与`dao`字段类型兼容的对象。
2. 如果找到了多个匹配的实例，会通过定义的优先级来选择一个。
3. 如果没有找到匹配的实例，会抛出一个异常。
4. 一旦找到，容器就会创建`MyService`的实例，并且将找到的`MyDAO`实例注入到`dao`字段中。

## 2.3 高级创建场景分析

### 2.3.1 条件性bean创建

在某些情况下，我们可能希望根据特定条件创建一个bean。使用`@Alternative`注解可以指定一个bean作为另一个bean的替代选项。此外，可以通过条件注解`@IfBuildProfile`等来决定是否创建一个bean。

示例代码：

@Alternative
@IfBuildProfile("special")
public class SpecialMyDAO implements MyDAO {
    // ...
}

在这段代码中，如果构建配置文件中包含`special`，则会创建`SpecialMyDAO`的实例作为`MyDAO`的替代实现。

### 2.3.2 bean的作用域与生命周期事件

CDI还提供了丰富的生命周期事件机制，允许在bean的创建、销毁等关键时刻进行监听和处理。例如，`@PostConstruct`注解可以标记在bean的生命周期开始之后要执行的方法，而`@PreDestroy`注解标记在销毁前要执行的方法。

代码示例：

public class MyService {
    @PostConstruct
    public void init() {
        // Bean初始化后执行的逻辑
    }

    @PreDestroy
    public void cleanup() {
        // Bean销毁前执行的清理逻辑
    }
}

通过这种方式，可以在bean生命周期的不同阶段添加自定义逻辑，以满足应用程序的需求。

在上述内容中，我们从理论基础深入到实践应用，再到高级创建场景的分析，逐步揭露了CDI beans创建过程的每一个细节。通过实际的代码示例、注解的使用和逻辑分析，旨在为读者提供一个清晰而深入的理解。

# 3. CDI beans的生存周期管理

## 3.1 生命周期事件与观察者模式

### 3.1.1 生命周期事件的种类和触发时机

CDI（Contexts and Dependency Injection）为Java EE平台提供了强大的依赖注入能力。在CDI中，生命周期事件是观察者模式的一种实现，允许开发者在特定的生命周期节点插入自定义行为。

生命周期事件分为预定义和自定义两类。预定义的生命周期事件包括实例创建、销毁等，它们在bean生命周期的特定时刻自动触发。例如，当一个bean的实例被创建时，CDI容器会发送一个`ProcessInjectionPoint`事件；而当bean即将销毁时，会触发`PreDestroy`事件。

为了理解生命周期事件的触发时机，让我们以一个典型的CDI bean的生命周期为例进行说明：

1. **Bean创建**：当应用首次请求一个特定的bean时，CDI容器首先会检查是否已有缓存的实例，如果没有，则会实例化bean，此时会触发`ProcessInjectionPoint`等事件。
2. **依赖注入**：实例化之后，CDI容器对bean进行依赖注入，这期间可能会触发`PostConstruct`事件。
3. **Bean使用**：一旦bean被创建并注入，它就准备好了被应用使用。
4. **Bean销毁**：当应用不再需要bean时，容器会调用带有`@PreDestroy`注解的方法，或者触发`Disposal`事件，然后销毁bean的实例。

### 3.1.2 自定义生命周期事件处理

尽管预定义的生命周期事件非常有用，但开发者可能需要在特定的生命周期阶段执行自定义的逻辑。CDI允许通过声明自定义事件来实现这一点。

假设我们有一个场景，需要在用户登录时记录日志。我们可以创建一个登录事件`UserLoggedInEvent`，然后在登录方法中触发这个事件：

@ApplicationScoped
public class LoginService {

public void login(String username) {
// ... 登录逻辑 ...

// 触发登录事件
UserLoggedInEvent event = new UserLoggedInEvent(this, username);
ApplicationEventPublisher eventPublisher = CDI.current().select(ApplicationEventPublisher.class).get();
eventPublisher.publishEvent(event);
}
}

然后，可以创建一个监听器来响应这个事件：

@ApplicationScoped
public class LoginEventListener {

@Inject
private Logger logger;

@Observes
public void handleLoginEvent(UserLoggedInEvent event) {
***("User " + event.getUsername() + " has logged in.");
}
}

在这个过程中，`LoginService`在用户登录成功后触发了一个自定义事件，而`LoginEventListener`则订阅了这个事件并执行了相关的处理逻辑。

## 3.2 bean销毁的控制和时机

### 3.2.1 @PreDestroy注解和销毁方法

在CDI中，`@PreDestroy`注解是Java EE标准中的一个注解，用于标记在bean销毁之前需要调用的方法。它通常用于清理资源，如关闭数据库连接或网络连接等。当CDI容器确定一个bean即将不再使用并需要销毁时，会查找所有带有`@PreDestroy`注解的方法并调用它们。

例如：

@Dependent
public class MyBean {
// ...

@PreDestroy
public void cleanup() {
// 清理资源的逻辑
}
}

在`cleanup`方法中，开发者可以执行任何必要的清理操作。调用这个方法通常发生在容器决定销毁bean实例之前，例如在应用关闭时或者在bean从作用域中移除时。

### 3.2.2 异步销毁和资源释放策略

在某些情况下，资源的释放可能需要一些时间或者可能会阻塞当前线程，例如关闭大型文件或数据库连接。为了优化性能和资源管理，CDI提供了异步销毁的能力。

实现异步销毁通常涉及创建一个单独的线程来执行清理任务。然而，实现这一点时需要特别小心，因为这涉及到线程管理和潜在的并发问题。为了减少复杂性，开发者可以使用`ExecutorService`等工具，并且利用CDI的依赖注入来管理这些资源。

例如，可以创建一个异步的资源清理服务：

@ApplicationScoped
public class AsyncCleanupService {

@Inject
private ExecutorService executorService;

public void asyncCleanup(Resource resource) {
executorService.submit(() -> {
// 异步执行资源清理工作
resource.release();
});
}
}

在这里，`AsyncCleanupService`类使用了`ExecutorService`来异步地执行资源清理工作。CDI将负责管理`ExecutorService`的生命周期，包括关闭它以释放系统资源。

## 3.3 生存周期扩展点与最佳实践

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