Spring:源码解读Spring IOC原理

一、什么是Ioc/DI?
IoC 容器:最主要是完成了完成对象的创建和依赖的管理注入等等。先从我们自己设计这样一个视角来考虑:所谓控制反转,就是把原先我们代码里面需要实现的对象创建、依赖的代码,反转给容器来帮忙实现。那么必然的我们需要创建一个容器,同时需要一种描述来让容器知道需要创建的对象与对象的关系。这个描述最具体表现就是我们可配置的文件。对象和对象关系怎么表示?可以用 xml , properties 文件等语义化配置文件表示。描述对象关系的文件存放在哪里?可能是 classpath , filesystem ,或者是 URL 网络资源, servletContext 等。回到正题,有了配置文件,还需要对配置文件解析。不同的配置文件对对象的描述不一样,如标准的,自定义声明式的,如何统一? 在内部需要有一个统一的关于对象的定义,所有外部的描述都必须转化成统一的描述定义。
如何对不同的配置文件进行解析?需要对不同的配置文件语法,采用不同的解析器
二、 Spring IOC体系结构?
(1) BeanFactory
Spring Bean的创建是典型的工厂模式,这一系列的Bean工厂,也即IOC容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务,在Spring中有许多的IOC容器的实现供用户选择和使用,其相互关系如下:

其中BeanFactory作为最顶层的一个接口类,它定义了IOC容器的基本功能规范,BeanFactory 有三个子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory,他实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢?查阅这些接口的源码和说明发现,每个接口都有他使用的场合,它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中,对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的,而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的,也就是每个Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为。最基本的IOC容器接口BeanFactory

public interface BeanFactory {    
     
     //对FactoryBean的转义定义,因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象,    
     //如果需要得到工厂本身,需要转义           
     String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&"; 
        
     //根据bean的名字,获取在IOC容器中得到bean实例    
     Object getBean(String name) throws BeansException;    
   
     //根据bean的名字和Class类型来得到bean实例,增加了类型安全验证机制。    
      Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;    
     
     //提供对bean的检索,看看是否在IOC容器有这个名字的bean    
      boolean containsBean(String name);    
     
     //根据bean名字得到bean实例,并同时判断这个bean是不是单例    
     boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;    
     
     //得到bean实例的Class类型    
     Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;    
     
     //得到bean的别名,如果根据别名检索,那么其原名也会被检索出来    
    String[] getAliases(String name);    
     
 }

在BeanFactory里只对IOC容器的基本行为作了定义,根本不关心你的bean是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象,至于工厂是怎么生产这些对象的,这个基本的接口不关心。而要知道工厂是如何产生对象的,我们需要看具体的IOC容器实现,spring提供了许多IOC容器的实现。比如XmlBeanFactory,ClasspathXmlApplicationContext等。其中XmlBeanFactory就是针对最基本的ioc容器的实现,这个IOC容器可以读取XML文件定义的BeanDefinition(XML文件中对bean的描述),如果说XmlBeanFactory是容器中的屌丝,ApplicationContext应该算容器中的高帅富。ApplicationContext是Spring提供的一个高级的IoC容器,它除了能够提供IoC容器的基本功能外,还为用户提供了以下的附加服务。从ApplicationContext接口的实现,我们看出其特点:

  • 1.  支持信息源,可以实现国际化。(实现MessageSource接口)
  • 2.  访问资源。(实现ResourcePatternResolver接口,这个后面要讲)
  • 3.  支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher接口)

(2) BeanDefinition

SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系,Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的,其继承体系如下:

Bean 的解析过程非常复杂,功能被分的很细,因为这里需要被扩展的地方很多,必须保证有足够的灵活性,以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成:

三、IoC容器的初始化?

IoC容器的初始化包括BeanDefinition的Resource定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以ApplicationContext为例讲解,ApplicationContext系列容器也许是我们最熟悉的,因为web项目中使用的XmlWebApplicationContext就属于这个继承体系,还有ClasspathXmlApplicationContext等,其继承体系如下图所示:

ApplicationContext允许上下文嵌套,通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于bean的查找可以在这个上下文体系中发生,首先检查当前上下文,其次是父上下文,逐级向上,这样为不同的Spring应用提供了一个共享的bean定义环境。下面我们分别简单地演示一下两种ioc容器的创建过程

1、XmlBeanFactory(屌丝IOC)的整个流程

通过XmlBeanFactory的源码,我们可以发现:

 

 

 

其中BeanFactory作为最顶层的一个接口类,它定义了IOC容器的基本功能规范,BeanFactory 有三个子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory,他实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢?查阅这些接口的源码和说明发现,每个接口都有他使用的场合,它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中,对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的,而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的,也就是每个Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为.

最基本的IOC容器接口BeanFactory

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