Spring 源码剖析IOC容器（一）概览

Spring ioc源码解析这一系列文章会比较枯燥，但是只要坚持下去，总会有收获，一回生二回熟，没有第一次，哪有下一次...

本系列目录：

Spring IOC（一）概览

Spring IOC（二）容器初始化

Spring IOC（三）依赖注入

Spring IOC（四）总结

一、Spring IOC概述

1.1 IOC

Ioc—Inversion of Control，即“控制反转”，是一种设计思想。在Java开发中，Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。

　　●谁控制谁，控制什么：传统Java SE程序设计，我们直接在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由Ioc容器来控制对象的创建；谁控制谁？当然是IoC 容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取（不只是对象包括比如文件等）。

　　●为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

　　用图例说明一下，传统程序设计都是主动去创建相关对象然后再组合起来,如下图：

当有了IoC/DI的容器后，在客户端类中不再主动去创建这些对象了，如下图：

1.2 DI

DI—Dependency Injection，即“依赖注入”：组件之间依赖关系由容器在运行期决定，形象的说，即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心具体的资源来自何处，由谁实现。

　　理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下：

　　●谁依赖于谁：当然是应用程序依赖于IoC容器；

　　●为什么需要依赖：应用程序需要IoC容器来提供对象需要的外部资源；

　　●谁注入谁：很明显是IoC容器注入应用程序某个对象，应用程序依赖的对象；

　　●注入了什么：就是注入某个对象所需要的外部资源（包括对象、资源、常量数据）。

1.3 IOC和DI关系

　　IoC和DI由什么关系呢？其实它们是同一个概念的不同角度描述，由于控制反转概念比较含糊（可能只是理解为容器控制对象这一个层面，很难让人想到谁来维护对象关系），所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字：“依赖注入”，相对IoC 而言，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”。

二、核心类源码解读

2.1 Spring IOC容器接口设计

Spring框架中，一旦把一个bean纳入到Spring IoC容器之中，这个bean的生命周期就会交由容器进行管理，一般担当管理者角色的是BeanFactory或ApplicationContext。下面来看一下IOC容器接口设计，如下图（默认JDK8）：

如上图，可见主要有两条主线：

　　1.基本容器：BeanFactory-》HierarchicalBeanFactory-》ConfigurableBeanFactory

BeanFactory接口定义了基本的Ioc容器的规范，包括getBean()这样的Ioc容器的基本方法（通过这个方法可以从容器中取得Bean）。
HierarchicalBeanFactory增加了getParentBeanFactory()的接口功能，使BeanFactory具备了双亲Ioc容器的管理功能。
ConfigurableBeanFactory定义了一些配置功能，比如通过setParentBeanFactory()设置双亲Ioc容器，通过addBeanPostProcessor()配置Bean后置处理器，等等。

　　2.高级容器：BeanFactory-》ListableBeanFactory-》ApplicationContext-》WebApplicationContext/ConfigurableApplicationContext

ListableBeanFactory细化了许多BeanFactory的接口功能，比如定义了getBeanDefinitionNames()接口方法；
ApplicationContext接口，它通过继承MessageSource、ResourcePatternResolver、ApplicationEventPublisher接口，在BeanFactory简单Ioc容器的基础上添加了许多对高级容器的特性支持。

2.2 BeanFactory接口

尊重源码，以下摘自BeanFactory源码注释翻译：

BeanFactory是获取spring bean容器的顶级接口。该接口被持有一系列bean definitions的对象所实现。依赖bean definitions,工厂返回一个原型实例或者一个单例实例。
通常，BeanFactory将加载存储在配置中的bean definitions资源(例如XML文档)。这些定义没有限制何种方式存储：LDAP, RDBMS, XML,properties file等。并且鼓励使用bean的依赖注入引用。

实现类需要支持Bean的完整生命周期，完整的初始化方法及其标准顺序（格式：接口方法）为:

1.BeanNameAware setBeanName 设置bean名称
2.BeanClassLoaderAware setBeanClassLoader 设置bean类加载器
3.BeanFactoryAware setBeanFactory 设置bean工厂
4.EnvironmentAware setEnvironment 设置环境：profiles+properties
5.EmbeddedValueResolverAware setEmbeddedValueResolver 设置嵌入式值解析器
6.ResourceLoaderAware setResourceLoader 设置资源载入器，只适用于在应用程序上下文中运行
7.ApplicationEventPublisherAware setApplicationEventPublisher注入应用事件发布器ApplicationEventPublisher
8.MessageSourceAware setMessageSource 设置国际化支持
9.ApplicationContextAware setApplicationContext 设置应用上下文
10.ServletContextAware setServletContext 设置servlet上下文
11.BeanPostProcessors postProcessBeforeInitialization 执行bean处理器前置方法
12.InitializingBean afterPropertiesSet 执行初始化Bean设置完属性后置方法
13.a custom init-method definition 执行自定义初始化方法
14.BeanPostProcessors postProcessAfterInitialization 执行bean处理器后置方法

销毁顺序：
1.DestructionAwareBeanPostProcessors postProcessBeforeDestruction 销毁处理器的前置方法
2.DisposableBean destroy Bean销毁回调方法
3.a custom destroy-method definition 用户自定义销毁方法

关于Spring bean 生命周期的验证，飞机票：Spring bean 生命周期验证

下面来看一下BeanFactory接口源码：

 public interface BeanFactory {

     //转定义符

     String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

     //定义5种获取Bean方法

     Object getBean(String name) throws BeansException;

     <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;

     <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;

     Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;

     <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;

     //判断容器是否含有指定名字的Bean

     boolean containsBean(String name);

     //查询指定名字的Bean是否是Singleton类型的Bean.

     boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

     //查询指定名字的Bean是否是Prototype类型的

     boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

     //查询指定了名字的Bean的Class类型是否是特定的Class类型.

     boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;

     boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;

     //查询指定名字的Bean的Class类型.

     Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

     //查询指定了名字的Bean的所有别名，这些都是在BeanDefinition中定义的

     String[] getAliases(String name);

 }

2.3 XmlBeanFactory实现类

spring3.1之后推荐直接使用：DefaultListableBeanFactory+XmlBeanDefinitionReader（第三节有样例）。虽然这个类已废弃，但不妨碍我们来简单理解一下

 @Deprecated

 @SuppressWarnings({"serial", "all"})

 public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

     private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

     //载入资源构造

     public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {

         this(resource, null);

     }

     //通过载入资源和父类的BeanFactory构造

     public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {

         super(parentBeanFactory);

         this.reader.loadBeanDefinitions(resource);

     }

 }

1.在XmlBeanFactory中实例化了一个XmlBeanDefinitionReader，这个Reader对象就是用来处理以xml形式的持有类信息的BeanDefinitionl类。

2.BeanDefinitionl信息封装成Resource，作为构造入参

3.调用reader的loadBeanDefinitions，完成容器的初始化和注入。

2.4 模拟容器获取Bean

 public static void main(String[] args) {

         //1.容器IOC获取bean初始化

         ClassPathResource resource = new ClassPathResource("spring.xml");//载入资源

         DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();

         XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);//构造reader

         reader.loadBeanDefinitions(resource);//核心方法，解析bean定义

         Dao dao = factory.getBean("daoImpl", Dao.class);//IOC容器DefaultListableBeanFactory通过名称和类class获取bean单例对象

         dao.select();//执行Bean实例方法

 }

spring.xml中就写一行：定义一个Bean即可
 <bean id="daoImpl" class="spring.aop.xml.dao.impl.DaoImpl" />

三、总结

本文概述IOC/DI 原理并分析了Spring核心接口设计，最后结合一个简单例子，模拟了最简单的容器DefaultListableBeanFactory从xml载入bean定义并生成bean对象的过程让大家有一个大体的认知。

下一章，我们将分析容器初始化。

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参考

http://www.zzcode.cn/springioc/thread-39.html

谈谈对Spring IOC的理解