Ioc容器如何工作。

系统管理员 2024-02-18 22:59 32阅读 0赞

## 如何创建BeanFactory工厂 ##

Ioc容器实际上是Context组件结合其他两个组件共同构建了一个Bean关系网，如何构建这个关系网？构建的入口就在AbstractApplicationContext类的refresh方法中，这个方法的代码如下：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            // 为刷新准备新的context
            prepareRefresh();
            // 刷新所有BeanFactory子容器
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
            // 创建BeanFactory
            prepareBeanFactory(beanFactory);
            try {
                // 注册实现了BeanPostProcessor接口的bean
                postProcessBeanFactory(beanFactory);
                // 初始化和执行BeanFactoryPostProcessor beans
                invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                // 初始化和执行BeanPostProcessor beans
                registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                // 初始化MessageSource
                initMessageSource();
                // 初始化 event multicaster.
                initApplicationEventMulticaster();
                // 刷新由子类实现的方法
                onRefresh();
                // 检查注册是事件
                registerListeners();
                // 初始化non-lazy-init 单例 Bean
                finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                // 执行LifecycleProcessor.onRefresh()和ContextRefreshedEvent事件
                finishRefresh();
            } catch (BeansException ex) {
                // 销毁beans
                destoryBeans();
                cancelRefresh(ex);
                throw ex;
            }
        }
    }

这个方法就是构建整个Ioc容器过程的完整代码，了解了里面的每一行代码，基本上就了解了大部分Spring的原理和功能。  
这段代码主要包含这样几个步骤。

1.  构建BeanFactory，以便于产生所需的“演员”。
2.  注册可能感兴趣的事件。
3.  创建Bean实例对象。
4.  触发被监听的事件。

下面就分析这几个过程。

首先创建和配置BeanFactory，这里是refresh，也就是刷新配置。Context有可更新的子类，这里正是实现了这个功能，当BeanFactory已存在时就更新，如果不存在就新创建。

更新BeanFactory的方法为refreshBeanFactory()，这个方法实现了AbstractApplicationContext的抽象方法refreshBeanFactory。注意BeanFactory对象的类型的变化，他有很多子类，在什么情况下使用子类非常关键。BeanFactory的原始对象是DefaultListableBeanFactory，这非常关键，因为他涉及后面对这个对象的多种操作。

看一下DefaultListableBeanFactory类的继承关系图，除了与BeanFactory相关的类外，还发现了与Bean的register相关的类。这在refreshBeanFactory方法的loadBeanDefinitions(beanFactory)一行将找到答案，这个方法将加载、解析Bean的定义，也就是把用户定义的数据结构转化为Ioc容器中的特定数据结构。

这个过程可以用下图所示的时序图解释。

![70][]

Bean的解析和登记流程时序图如下图所示。

![70 1][]

创建好BeanFactory后，添加一些Spring本身需要的工具类，这个操作在AbstractApplicationContext的prepareBeanFactory方法中完成。

在AbstractApplicationContext中接下来的3行代码对Spring的功能扩展性起到了至关重要的作用。前两行主要是让你现在可以对已经构建的BeanFactory的配置做修改，后面一行就是让你可以对以后再创建Bean的实例对象时添加一些自定义的操作。所以他们扩展了Spring的功能，要学习使用Spring必须搞清楚这一部分。

其中在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中主要是获取实现BeanFactoryPostProcessor接口的子类，并执行他的postProcessBeanFactory方法，这个方法的声明如下：

void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;

他的参数是beanFactory，说明可以对beanFactory做修改，这里注意，beanFactory是ConfigurableListableFacotry类型的，这也印证了前面介绍的不同BeanFactory所使用的场合不同，这里只能是可配置的BeanFactory，防止一些数据被用户随意修改。

registerBeanPostProcessors方法也可以获取用户定义的实现了BeanPostProcessor接口的子类，并把他们注册到BeanFactory对象中的beanPostProcessors变量中。在BeanPostProcessor中声明了两个方法：postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization，分别用在Bean对象初始化时执行，可以执行用户自定义的操作。

后面的几行代码是初始化监听事件和对系统的其他监听者的注册，监听者必须是ApplicationListener的子类。

## 如何创建Bean实例并构建Bean关系网 ##

下面就是Bean的实例化代码，是从finishBeanFactoryInitialization方法开始的。

protected void finishBeanFactoryInitialization(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
        // 不使用TempClassLoader
        beanFactory.setTempClassLoader(null);
        // 禁止修改当前Bean的配置信息
        beanFactory.freezeConfiguration();
        // 实例化non-lazy-init类型的bean
        beanFactory.preInstantiateSingletons();
    }

从上面的代码可以发现Bean的实例化是在BeanFactory中发生的。

在preInstantiateSingletons()方法中，出现了一个非常重要的Bean——FactoryBean，可以说Spring有一大半的扩展功能都与这个Bean有关，这是个特殊的Bean。他是个工厂Bean，可以产生Bean的Bean，这里的产生Bean是指Bean的实例，如果一个类继承FactoryBean，用户可以自己定义产生实例对象的方法，只需实现他的getObject方法即可。然而在Spring内部，这个Bean的实例对象是FactoryBean，通过调用这个对象的getObject方法就能获取用户自定义产生的对象，从而为Spring提供了很好的扩展性。Spring获取FactoryBean本身的对象是通过在前面加上&来完成的。

如何创建Bean的实例对象及如何构建Bean实例对象之间的关联关系是Spring中的一个核心，下图是这个过程的流程图。

![70 2][]

如果是普通的Bean就通过调用getBean方法直接创建他的实例。下图是创建Bean实例的时序图。

![70 3][]

还有一个非常重要的部分就是建立Bean对象实例之间的关系，这也是Spring框架的核心竞争力，何时、如何建立他们之间的关系请看下图所示的时序图。

![70 4][]

## Ioc容器的扩展点 ##

现在还有一个问题就是如何让这些Bean对象有一定的扩展性，也就是如何可以加入用户的一些操作。那么有哪些扩展点呢？Spring又是如何调用这些扩展点呢？

对Spring的Ioc容器来说，主要有BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor，他们分别在构建BeanFactory和构建Bean对象时调用。还有就是InitializingBean和DisposableBean，他们分别在Bean实例创建和销毁时被调用。用户可以实现在这些接口中定义的方法，Spring会在适当的时候调用他们。还有一个是FactoryBean，他是个特殊的Bean，这个Bean可以被用户更过的控制。

这些扩展点通常也是我们使用Spring来完成特定任务的地方，如何精通Spring就看你有没有掌握好Spring有哪些扩展点，以及如何使用他们。要知道如何使用他们就必须了解他们内在的机理，可以用下面一个比喻来解释。

把Ioc容器比作一个箱子，在这个箱子里有若干个球的模子，可以用这些模子来造很多种不同的球，还有一个造这些球模的机器，这个机器可以产生球模。那么他们的对应关系就是BeanFactory，即那个造球模的机器，球模就是Bean，而球模造出来的球就是Bean的实例。钱买你所说的几个扩展点又在什么地方呢？BeanFactoryPostProcessor对应到当造球模被造出来时，此时你将有机会对其做出适当的修正，也就是他可以帮你修改球模。而InitializingBean和DisposableBean是在球模造球的开始和结束阶段，你可以完成一些预备和扫尾工作。BeanPostProcessor可以让你对球模造出来做出适当的修正。最后还有一个FactoryBean，他可是一个神奇的球模。这个球模不是预先就定型的，而是由你来确定他的形状。既然你可以确定这个球模型的形状，那么他造出来的球肯定就是你想要的球了，这样在这个箱子里面可以发现你想要的球。

## Ioc容器如何为我所用 ##

前面介绍了Spring容器的构建过程，那么Spring能为我们做什么？Spring的Ioc容器又能做什么？我们使用Spring必须要先构建Ioc容器，没有他Spring无法工作，ApplicationContext.xml就是Ioc容器的默认配置文件，Spring的所有特性功能都是基于Ioc容器工作的，如AOP。

Ioc实际上为你构建了一个魔方，Spring为你搭好了骨骼架构，这个魔方到底能变出什么好东西，这必须要你的参与。怎么参与？这就是前面说的要了解Spring中有哪些扩展点，我们通过实现这些扩展点来改变Spring的通用行为。至于如何实现扩展点来得到我们想要的个性结果，在Spring中有很多例子，其中AOP的实现就是Spring本身实现了其扩展点达到了他想要的特性功能。

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[70 4]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/510a370431cf423f8d64c95f3b117aff.png