spring的IOC源码解读

                                                         spring IOC

spring的整体结构如下图

依赖反转（IOC Dependency Inversion Principle）:在编码过程中，对象封装了数据和数据的处理，在对数据处理过程中，需要引用其他一个类或者多个类的方法来处理，那么这些类的引入过程要靠自身的类要实现，那么会导致代码高度耦合。在spring中引入了IOC容器来管理这些依赖的BEAN，IOC容器可以在对象生成或者初始化时直接将数据注入到对象中（例如对象中注入LIST数据集），也可以将对象引用注入到对象数据域中的方式来注入对方法调用的依赖，这种依赖注入是可以递归的，对象被逐层注入，这样把对象依赖关系有序串起来，简化依赖管理。

控制反转是关于一个对象如何获取它所依赖的对象的引用。

 

IOC容器系列的设计和实现  BeanFactory 和 ApplicationContext

 

在springＩＯＣ容易包含两类：1.实现BeanFactory接口的简单容器，

                              这系列容器只实现了容器的基本功能。

                           2.ApplicationContext应用上下文，作为容器的高级形态存在。

 增加了很多面向框架的特性。

BeanFactory为功能规范的设计表现接口，规范了Spring提供给用户使用的IOC容器所设定的最基本的功能规范，所有的Spring容器必须满足BeanFactory这个基本接口的定义。

 

BeanDefinition：抽象了对Bean的定义，描述了一个bean实例，包括依赖对象，属性值，构造方法参数值，类加载器和继承类父类，工厂构造类，工厂构造方法等，BeanDefinition只是一个简单的接口，是容器实现依赖反转功能的核心数据结构，依赖反转功能都是围绕对个BeanDefinition的处理来完成的。

其继承关系如下：

BeanMetadataAttributeAccessor ：为对属性的一个操作，get,set,remove

AttributeAccessorSupport:private final Map<String, Object> attributes = new LinkedHashMap<String, Object>(0);使用这个MAP来封装属性以及相关的值。

 

Spring IOC容器的设计

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1.简单容器：从BeanFactory到HierarchicalBeanFactory,再到ConfigurableBeanFactory.

  BeanFactory的接口定义了基本IOC容器的规范，而HierarchicalBeanFactory，增加了

getParentBeanFactory方法获取双亲IOC容器的功能，ConfigurableBeanFactory中主要增加对BeanFactory的配置功能。

通过对这些接口的叠加，形成一个简单的容器功能。

2.以ApplicationContext应用上下文接口为核心的接口设计。

 从BeanFactory到ListableBeanFactory，再到ApplicationContext，再到WebApplicationContext或者是ConfigurableApplicationContext,我们常用的应用上下文基本上都是WebApplicationContext或者是ConfigurableApplicationContext的接口实现，其中ListableBeanFactory定义了对BeanDefinition和Bean的一些获取，设置操作。

WebApplicationContext：定义了一些WEB使用的常量，以及获取ServletContext getServletContext()方法。

ConfigurableApplicationContext：里面增加了环境配置相关的方法，例如增加了

void addApplicationListener(ApplicationListener<?> listener);应用监听机制。

 

以上都是接口定义体系，而具体的IOC容器都是在这个接口体系下实现的。

例如简单容器 DefaultListableBeanFactory，这个

由

 

BeanFactory , FactoryBean的区别，这两个在Ｓｐｒｉｎｇ中使用频率很高，在此先做一个区分和说明

在Spring容器中，所有的Bean都是由BeanFactory （也就是IOC容器）来管理的，但是对FactoryBean，这个Bean不是简单的Bean，而是一个能生成或者修饰对象生成的工厂Bean，跟工厂模式和修饰模式类似。

BeanFactory ：定义了一系列的接口方法，通过这些接口，可以使用不同的Bean的检索，很容易的从IOC容器中得到需要的Bean，从而忽略具体的IOC容器。

下面说一下IOC容器的设计原理

使用XMLBeanFactory做一个说明，具体的关系如下图

 

XmlBeanFactory继承了DefaultListableBeanFactory这个类，

而DefaultListableBeanFactory已经包含了基本IOC容器所具有的重要功能，在Spring中，实际上是把DefaultListableBeanFactory当做默认的功能完善的IOC容器来使用。

XmlBeanFactory中增加了XmlBeanDefinitionReader来读取资源文件数据，构造XmlBeanFactory时，需要制定BeanDefinition的信息来源，而这个信息来源需要封装成Spring中的Resource类给出，Resource是Spring用来封装I/O操作的类。例如

ClassPathResource res = new ClassPathResource (“bean.xml”),由具体的ClassPathResource 来构造Resource，然后将Resource作为参数传递给XMLBeanFactory构造函数，这样IOC容器就可以方便定位到需要的BeanDefinition信息，这样对Bean完成容器的初始化和依赖注入过程。

ClassPathResource res = new ClassPathResource("bean.xml");

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();

XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);

reader.loadBeanDefinitions(res);

1> 创建IOC配置文件的抽象资源，这个抽象资源包含了BeanDefinition的定义信息。

2》创建一个BeanFactory，这里使用DefaultListableBeanFactory 。

3》创建一个载入BeanDefinition的读取器，这里使用XmlBeanDefinitionReader来载入XML形式的BeanDefinition，通过一个回调配置给BeanFactory。

4》从定义好的资源位置读入配置信息，完成整个载入和注册Bean定义之后，需要的IOC容器就建立起来了。

 

ApplicationContext的应用场景

 

除了相比简单的BeanFactory基本IOC容器，还提供很多附加功能

 1》支持不同的信息源。由于ApplicationContext扩展了MessageSource接口，这样可以支持国际化，开发多语言版本的应用提供服务。

2》访问资源，这一特性体现在对ResourceLoader和Resource的支持上，可以从不同地方获取Resource，具体的ApplicationContext都是继承了DefaultResourceLoader的子类

3》支持应用事件。继承了接口ApplicationEventPublisher，从而在上下文中引入了事件机制。

 

IOC容器的初始化过程

简单来说IOC容器的初始化时由Refresh方法来启动的，这个方法标志IOC容器的正式启动，具体来说，这个启动包括BeanDefinition的Resource定位，载入和注册三个基本过程

1》Resource定位过程，由ResourceLoader通过统一的Resource接口来完成，这个Resource对各种形式的BeanDefinition的使用提供了统一接口

2》BeanDefinition的载入，把用户定义好的Bean表示成IOC容器内部的数据结构，而这个容器内部的数据结构就是BeanDefinition。，具体来讲，这个BeanDefinition实际上就是POJO对象在IOC容器的抽象，通过这个BeanDefinition定义的数据结构，是IOC容器能够方便地对POJO对象也就是Bean进行管理。

3》向IOC容器注册这些BeanDefinition的过程，这个过程是通过调用BeanDefinitionRegister接口的实现来完成的。这个注册过程把载入过程中解析得到的BeanDefinition向IOC容器进行注册，通过代码分析可以看到，在IOC容器内部将BeanDefinition注入到一个HashMAP中去，IOC容器就是通过这个HashMAP来持有这些BeanDefinition数据的。

 

 

BeanDefinition的Resource定位

用FileSystemXmlApplicationContext做一个实例来说明这个Resource的定位过程

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从图上可以看到FileSystemXMLApplication已经通过继承AbstractApplicationContext具备了ResourceLoader读入以Resource定义的BeanDefinition的能力，  在Spring内部，针对于资源文件有一个统一的接口Resource表示。其主要实现类有ClassPathResource、FileSystemResource、UrlResource、ByteArrayResource、ServletContextResource和InputStreamResource。

 

这个RefreshBeanFactory方法被FileSystemXMLApplicationContext构造函数的Refresh方法调用，在这个方法中，通过createBeanFactory构建了一个IOC容器（DefaultListableBeanFactory）供ApplicationContext使用，同时，它启动了loadBeanDefinition来载入BeanDefinition。

具体的资源载入在XMLBeanDefinitionReader读入BeanDefinition时完成，在XMLBeanDefinitionReader的基类AbstractBeanDefinitionReader中有这个实现过程。

在AbstractXmlApplicationContext中有

 

这样就完成了Resource的定位。

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BeanDefinition的载入和解析

 

载入过程，相当于把定义的BeanDefinition在IOC容器中转换成一个IOC内部表示的数据结构的过程。IOC容器对Bean的管理和依赖注入功能的实现，是通过对其持有的BeanDefinition进行各种相关操作来完成的。这些BeanDefinition数据在IOC容器中通过一个HashMap来保持和维护。

在AbstractApplicationContext类中，可以看到整个启动过程，其中在

obtainFreshBeanFactory()方法中已经完成Resource的加载

在AbstractXMLApplicationContext中的loadBeanDefinition中，初始化了读取器XMLBeanDefinitionReader，让读取器来完成BeanDefinition在IOC容器的载入。

 具体的载入是在AbstractBeanDefinitionReader载入

 但是调用loadBeanDefinitions(Resource resources)方法是在XMLBeanDefinitionReader中实现的，这样读取XML文件的ＩＯ操作对象，有了这些文件对象后，就可以按照ｓｐｒｉｎｇ的ｂｅａｎ定义规则来对这个ＸＭＬ的文档进行解析了。

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在XmlBeanDefinitionReader中

 BeanDefinition的载入分两部分，首先通过调用XML的解释器得到Document对象，再按照Spring的Bean规则进行解析，处理的结果由BeanDefinitionHolder对象持有，这个对象除了持有BeanDefinition，还有Bean的名称，别名集合等。

 

解析文档是由BeanDefinitionParseDelegate来完成， 解析为BeanDefinition形式

 其中详细解析XML文件中方法如下：

 对于BeanDefinition中的Property元素的处理

 获取Property元素的值，也许是一个List

 

 

对于Array,List,Set,Map,Prop等各种元素都是由Managed类对Spring的BeanDefinition的数据的封装，例如 ManagedList，ManagedArray，ManagedSet等

这样经过逐层解析，在XML文件中定义的BeanDefinition就被整个载入到了IOC容器中，并在容器中建立了数据映射

那么解析后的数据存储是一个什么过程呢？

 

那么解析后的值通过

DefaultBeanDefinitionDocumentReader.java类的

BeanDefinitionReaderUtils.java

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 回调DefaultListableBeanFactory容器的方法

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IOC容器的依赖注入

用户第一次向IOC容器获取Bean或者设置lazy-init属性来触发依赖注入。

调用DefaultListableBeanfactory的基类AbstractBeanFactory的getBean方法

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总体来说，getBean是依赖注入的触发点，之后调用createBean，bean对象的生成是依赖BeanDefinition定义的要求生成，AbstractAutowireCapableBeanFactory实现这个过程

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在doCreateBean中可以看看Bean的生成

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依赖注入关系特别密切的方法有createBeanInstance和populateBean

下面分别对这些方法说明一下

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使用默认的构造函数对Bean进行实例化

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在IOC容器中使用CGLIB生成Bean对象，可以看看SimpleInstantiationStrategy

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在这里已经分析了实例化Bean对象的整个过程，在实例化Bean对象生成的基础上，对Bean对象的依赖关系设置好，完成整个依赖注入的过程。依赖关系处理的依据就是BeanDefinition，现在对前面的populateBean（AbstractAutowireCapableBeanFactory类中）方法解析

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具体的属性依赖注入是在BeanWrapperImplement中实现的

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这样就完成了各种Bean属性的依赖注入过程

另外一个注意要点

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1.配置主类为 prototype那么引用类SayOp为单列

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1.配置主类为单列，引用类SayOp为prototype

运行结果为

在此说明一个问题，在单列模式下面的引用类配置prototype类型是没有用的。

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