Spring源码解析一：Spring IOC容器的设计

待我称王封你为后i 2023-07-25 12:36 14阅读 0赞

### 1，IOC接口的设计 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5NTEzNDMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这里的接口设计有两条主线：BeanFactory和ApplicationContext

1、BeanFactory–>HierarchicalBeanFactory–>ConfigurableBeanFactory:这是BeanFactory的设计路线，BeanFactory定义了基本的IOC容器规范，HierarchicalBeanFactory中增加了getParentBeanFactory方法，具备了双亲IOC容器的管理功能；ConfigurableBeanFactory中新增一些配置功能。

2、ApplicationContext应用上下文接口：继承了HierarchicalBeanFactory、ListableBeanFactory等BeanFactory的子接口，这条分支使得ApplicationContext具备了IOC容器的基本功能；在继承MessageSource、ApplicationEventPublisher等接口的时候，使得ApplicationContext这个简单的IOC容器添加了许多高级容器的特性。ApplicationContext的子接口有ConfigurableApplicationContext以及在WEB环境下使用的WebApplicationContext。

### 2，BeanFactory接口的设计 ###

public interface BeanFactory {
        
    
    	/**
    	 * Used to dereference a {@link FactoryBean} instance and distinguish it from
    	 * beans <i>created</i> by the FactoryBean. For example, if the bean named
    	 * {@code myJndiObject} is a FactoryBean, getting {@code &myJndiObject}
    	 * will return the factory, not the instance returned by the factory.
    	 */
    	String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
    
    	Object getBean(String name) throws BeansException;
    
    	<T> T getBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType) throws BeansException;
    
    	Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
    
    	<T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;
    
    	boolean containsBean(String name);
    
    	boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    	boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    	boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    	boolean isTypeMatch(String name, @Nullable Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    	@Nullable
    	Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    	String[] getAliases(String name);
    
    }

1.  用户使用容器的时候，可使用“&”来得到**FactoryBean**本身，用来区分FactoryBean产生的对象和FactoryBean本身。举例来说userObject是一个FactoryBean，那么&userObject得到的是FactoryBean ,而不是得到userObject这个FactoryBean所产生的对象
2.  **BeanFactory**接口设计了getBean()这个方法，这个方法是IOC容器api的方法，通过这个方法可以取得IOC容器中管理的Bean，bean的取得是通过指向名字来索引的。
3.  通过接口方法**containsBean**让用户能够判断容器中是否含有指定名字的bean。
4.  通过接口方法**isSingleton**可以让用户查询指定名字的bean是否是singleton属性 的bean，对于singleton属性，用户可在BeanDefinition中去指定。
5.  通过接口方法**isPrototype**可以让用户查询指定名字的bean是否是prototype属性 的bean，对于prototype属性，用户可在BeanDefinition中去指定。
6.  通过接口方法**isTypeMatch**，查询指定名字的bean的Class类型是否是特定的Class类型
7.  通过接口方法**getType**查询指定名字bean的Class类型
8.  通过接口方法**getAliases**查询指定名字bean所以的别名，别名是在BeanDefinition中定义的

### 3，XmlBeanFactory的解读 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5NTEzNDMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
XmlBeanFactory是IOC容器系列最底层的实现，它继承自DefaultListableBeanFactory这个类。而后者是Spring中非常重要的一个类，它是Spring容器中一个基本产品，可以把它当做一个默认的功能完整的IOC容器来使用。

XmlBeanFactory除了从DefaultListableBeanFactory继承到IOC容器基本功能之外，还新增了一些其他功能，从名称就可以猜测出来，它是一个可以读取以XML文件方式定义BeanDefinition的容器。

XmlBeanFactory源码如下：

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory
    {
        
      private final XmlBeanDefinitionReader reader;
    
      public XmlBeanFactory(Resource resource)
        throws BeansException
      {
        
        this(resource, null);
      }
    
      public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory)
        throws BeansException
      {
        
        super(parentBeanFactory);
    
        this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
    
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
      }
    }

实际上，实现XML读取功能并不是直接由XmlBeanFactory来完成的。而是由XmlBeanFactory内部定义的XmlBeanDefinitionReader来进行处理的。在构造XmlBeanFactory容器的时候，需要给出BeanDefinition的信息来源，而这个信息来源需要封装成Spring中的Resource类的形式给出。

来看下一个基本的IOC容器的初始化过程：

1、创建IOC配置文件的抽象资源，也就是源码中的Resource，这个Resource中包含了BeanDefinition的定义信息。

2、通过构造函数创建一个BeanFactory。

3、创建一个载入BeanDefinition的读取器，即源码中的reader。这里使用XmlBeanDefinitionReader来载入XML文件形式的BeanDefinition。

4、调用reader的loadBeanDefinitions方法，来完成从Resource中载入BeanDefinition信息，从而完成IOC容器的初始化。

我们可以将上面的源码做简化，使用编程式的方式来表达IOC容器的初始化：

ClassPathResource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
    DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
    XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
    reader.loadBeanDefinitions(resource);

DefaultListableBeanFactory是IOC容器的一个基类，XmlBeanFactory是在其基础上扩展而来的。而其他的IOC容器，例如ApplicationContext，它的实现原理和XmlBeanFactory类似，也是通过扩展DefaultListableBeanFactory来获取基本的IOC容器功能的。

### 4，ApplicationContext的设计原理 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5NTEzNDMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
1、ApplicationContext继承接口ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory，实现了IOC容器的基本功能。

2、继承接口MessageSource：支持不同信息源，支持国际化的实现。

3、继承接口ResourceLoader：支持该容器可以从不同I/O途径得到Bean的定义信息。

4、继承接口ApplicationEventPublisher:在上下文中引入了事件机制。这些事件机制和Bean的生命周期结合为Bean的管理提供了便利。

**ApplicationContext增加了这些附加功能，使得基本IOC容器的功能更加丰富，所以建议在开发应用的时候使用ApplicationContext作为IOC容器的基本形式。**

以子类FileSystemXmlApplicationContext的实现为例说明其设计原理。接口设计图如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM5NTEzNDMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
这个接口设计中，ApplicationContext应用上下文的主要功能已经在FileSystemXmlApplicationContext的基类AbstractXmlApplicationContext中实现了，而FileSystemXmlApplicationContext作为一个具体的IOC容器，只需要实现和其本身相关的功能即可，源码如下：

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
        throws BeansException
      {
        
        super(parent);
        setConfigLocations(configLocations);
        if (refresh)
          refresh();
      }
    
      protected Resource getResourceByPath(String path)
      {
        
        if ((path != null) && (path.startsWith("/"))) {
        
          path = path.substring(1);
        }
        return new FileSystemResource(path);
      }
    }

这里面有两个主要的方法：refresh()、getResourceByPath（String path）

1、**refresh**涉及到IOC容器启动的一系列操作，由于这个启动过程对于不同类型的容器来说都是相似的，所以这个启动过程被封装在基类中，具体的容器只需要调用即可。refresh方法后面会有详细介绍。

2、**getResourceByPath**这个方法是跟FileSystemXmlApplicationContext区别于其他具体容器的功能。通过这个方法可以让容器在文件系统中读取以XML形式存在的BeanDefinition。

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