spring源代码分析IOC容器

雨点打透心脏的1/2处 2022-08-24 11:48 123阅读 0赞

1 IOC容器   
     控制反转（Inversion of Control，英文缩写为IoC）是一个重要的[面向对象编程][Link 1]的法则来削减计算机程序的耦合问题，也是轻量级的Spring框架的核心。 控制反转一般分为两种类型，依赖注入（Dependency Injection，简称[DI][]）和依赖查找。依赖注入应用比较广泛。把控制权从具体的对象手中交给平台或者是框架。

2 BeanFactory是基本的功能接口

public interface BeanFactory {
    
        //这里是对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 = "&";
    
    
        //这里根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。
        Object getBean(String name) throws BeansException;
    
        //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，和上面的方法不同在于它会抛出异常：如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。
        Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
    
        //这里提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean
        boolean containsBean(String name);
    
        //这里根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单件
        boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
        //这里对得到bean实例的Class类型
        Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
        //这里得到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);
    
    }

BeanFactory只是对IOC容器中的基本行为作了定义，但是并没有管理如何加载baen.XmlBeanFactory和ApplicationContext都实现了BeanFactory

spring提供了一个BeanFactory的基本实现----xmlBaenFactory.AbstractBeanFactory,DefaultListableBeanFactory这些抽象类为其提供模板服务.Resource接口来抽象Bean的数据

对XML定义文件的解释委托给XmlBeanDefinitionReader来完成。

XmlBeanFacotry的使用过程。

ClassPathResource res = new ClassPathResource("beans.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

2  创建一个BeanFactory

3 把XmlBeanDefinitionReader配置给BeanFactory

4 XmlBeanDefinitionReader完成资源的解释，完成对IOC容器的加载

XmlBeanFactory的源代码

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {
        //这里为容器定义了一个默认使用的bean定义读取器
        private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
        public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
            this(resource, null);
        }
        //在初始化函数中使用读取器来对资源进行读取，得到bean定义信息。
        public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
            super(parentBeanFactory);
            this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
        }

XmlBeanFactoy和ApplicationContext的区别

XmlBeanFactory不具备定义资源的能力，

ApplicationContext

ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);

具备定义资源的能力'

继承Messagesource，可以支持不同的信息源

访问资源，ResourceLoader和Resource，可以从不同的地方来获取Bean的定义资源

支持应用事件，继承了ApplicationEvnetPublisher接口

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 - 这个体系我们在以后对Web容器中的上下文环境的分析中可以清楚地看到。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。这个我们在分析Web容器中的上下文环境时也能看到。  
ApplicationContext提供IoC容器的主要接口，在其体系中有许多抽象子类比如AbstractApplicationContext为具体的BeanFactory的实现，比如FileSystemXmlApplicationContext和 ClassPathXmlApplicationContext提供上下文的模板，使得他们只需要关心具体的资源定位问题。当应用程序代码实例化 FileSystemXmlApplicationContext的时候，得到IoC容器的一种具体表现 - ApplicationContext，从而应用程序通过ApplicationContext来管理对bean的操作。  
BeanFactory 是一个接口，在实际应用中我们一般使用ApplicationContext来使用IOC容器，它们也是IOC容器展现给应用开发者的使用接口。对应用程序开发者来说，可以认为BeanFactory和ApplicationFactory在不同的使用层面上代表了SPRING提供的IOC容器服务。

FileSystemXmlApplicationContext简历IOC容器

ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);

调用初始化代码

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
                throws BeansException {
            super(parent);
            this.configLocations = configLocations;
            if (refresh) {
              　//这里是IoC容器的初始化过程，其初始化过程的大致步骤由AbstractApplicationContext来定义
                refresh();
            }
        }

refresh的模板在AbstractApplicationContext:refresh的模板在AbstractApplicationContext:refresh的模板在AbstractApplicationContext:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
            synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
                synchronized (this.activeMonitor) {
                    this.active = true;
                }
    
                // 这里需要子类来协助完成资源位置定义,bean载入和向IOC容器注册的过程
                refreshBeanFactory();
                ............
         }

这个方法包含了整个BeanFactory初始化的过程，对于特定的FileSystemXmlBeanFactory,我们看到定位资源位置由refreshBeanFactory()来实现：

在AbstractXmlApplicationContext中定义了对资源的读取过程，默认由XmlBeanDefinitionReader来读取：

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws IOException {
            // 这里使用XMLBeanDefinitionReader来载入bean定义信息的XML文件
            XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
    
            //这里配置reader的环境，其中ResourceLoader是我们用来定位bean定义信息资源位置的
            ///因为上下文本身实现了ResourceLoader接口，所以可以直接把上下文作为ResourceLoader传递给XmlBeanDefinitionReader
            beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
            beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
    
            initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
            //这里转到定义好的XmlBeanDefinitionReader中对载入bean信息进行处理
            loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
        }

转到beanDefinitionReader中进行处理：

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
            Resource[] configResources = getConfigResources();
            if (configResources != null) {
                //调用XmlBeanDefinitionReader来载入bean定义信息。
                reader.loadBeanDefinitions(configResources);
            }
            String[] configLocations = getConfigLocations();
            if (configLocations != null) {
                reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
            }
        }

转到beanDefinitionReader中进行处理：

而在作为其抽象父类的AbstractBeanDefinitionReader中来定义载入过程：

public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {
         //这里得到当前定义的ResourceLoader,默认的我们使用DefaultResourceLoader
         ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
         .........//如果没有找到我们需要的ResourceLoader，直接抛出异常
            if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
                // 这里处理我们在定义位置时使用的各种pattern,需要ResourcePatternResolver来完成
                try {
                    Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
                    int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
                    return loadCount;
                }
              ........
            }
            else {
                // 这里通过ResourceLoader来完成位置定位
                Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
                // 这里已经把一个位置定义转化为Resource接口，可以供XmlBeanDefinitionReader来使用了
                int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
                return loadCount;
            }
        }

当我们通过ResourceLoader来载入资源，别忘了了我们的GenericApplicationContext也实现了ResourceLoader接口：

public class GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext implements BeanDefinitionRegistry {
            public Resource getResource(String location) {
                //这里调用当前的loader也就是DefaultResourceLoader来完成载入
                if (this.resourceLoader != null) {
                    return this.resourceLoader.getResource(location);
                }
                return super.getResource(location);
            }
        .......
        }

而我们的FileSystemXmlApplicationContext就是一个DefaultResourceLoader - GenericApplicationContext()通过DefaultResourceLoader:

public Resource getResource(String location) {
            //如果是类路径的方式，那需要使用ClassPathResource来得到bean文件的资源对象
            if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
                return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader());
            }
            else {
                try {
                    // 如果是URL方式，使用UrlResource作为bean文件的资源对象
                    URL url = new URL(location);
                    return new UrlResource(url);
                }
                catch (MalformedURLException ex) {
                    // 如果都不是，那我们只能委托给子类由子类来决定使用什么样的资源对象了
                    return getResourceByPath(location);
                }
            }
        }

我们的FileSystemXmlApplicationContext本身就是是DefaultResourceLoader的实现类，他实现了以下的接口

protected Resource getResourceByPath(String path) \{  
        if (path != null && path.startsWith("/")) \{  
            path = path.substring(1);  
        \}  
        //这里使用文件系统资源对象来定义bean文件  
        return new FileSystemResource(path);  
    \}

这样代码就回到了FileSystemXmlApplicationContext中来，他提供了FileSystemResource来完成从文件系统得到配置文件的资源定义。这样，就可以从文件系统路径上对IOC配置文件进行加载 - 当然我们可以按照这个逻辑从任何地方加载，在Spring中我们看到它提供的各种资源抽象，比如ClassPathResource, URLResource,FileSystemResource等来供我们使用。上面我们看到的是定位Resource的一个过程，而这只是加载过程的一部分 - 我们回到AbstractBeanDefinitionReaderz中的loadDefinitions(resource)来看看得到代表bean文件的资源定义以后的载入过程,默认的我们使用XmlBeanDefinitionReader：

public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
            .......
            try {
                //这里通过Resource得到InputStream的IO流
                InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
                try {
                    //从InputStream中得到XML的解析源
                    InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
                    if (encodedResource.getEncoding() != null) {
                        inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
                    }
                    //这里是具体的解析和注册过程
                    return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
                }
                finally {
                    //关闭从Resource中得到的IO流
                    inputStream.close();
                }
            }
               .........
        }
    
        protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
                throws BeanDefinitionStoreException {
            try {
                int validationMode = getValidationModeForResource(resource);
                //通过解析得到DOM，然后完成bean在IOC容器中的注册
                Document doc = this.documentLoader.loadDocument(
                        inputSource, this.entityResolver, this.errorHandler, validationMode, this.namespaceAware);
                return registerBeanDefinitions(doc, resource);
            }
        .......
        }

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
    		if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
    			NodeList nl = root.getChildNodes();
    			for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
    				Node node = nl.item(i);
    				if (node instanceof Element) {
    					Element ele = (Element) node;
    					if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
    						parseDefaultElement(ele, delegate);
    					}
    					else {
    						delegate.parseCustomElement(ele);
    					}
    				}
    			}
    		}
    		else {
    			delegate.parseCustomElement(root);
    		}
    	}

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/10110.htm
[DI]: http://baike.baidu.com/view/608186.htm