Spring: IoC实现

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IoC容器

Spring中有两个主要的容器系列：BeanFactory和ApplicationContext。

  • BeanFactory: 定义了IoC容器的基本功能。

  • ApplicationContext: 在简单容器的基础上，通过继承MessageSource、ResourceLoader、ApplicationEventPublisher等接口增加了许多面向框架的特性。

Spring通过定义BeanDefinition来管理各种Bean以及它们之间的依赖关系，是对它们的抽象，是IoC容器的核心数据结构。

BeanFactory容器原理

在Spring中默认把DefaultListableBeanFactory作为一个功能完整的IoC容器。

编程式使用IoC容器
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ClassPathResource res = new ClassPathResource("spring-beans.xml");
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
readr.loadBeanDefinitions(res);

Spring中使用Resource来封装BeanDefinition的信息源（XML文件），IoC容器通过Resource来定位BeanDefinition的信息，从而完成容器的初始化和依赖注入过程。

通过调用XmlBeanDefinitionReader的loadDefinitions()方法从Resource中开始载入BeanDefinition。

ApplicationContext容器原理

ApplicationContext容器扩展了MessageSource接口，可以支持国际化的实现，开发多语言版本；具体的ApplicationContext实现都是继承了DefaultResourceLoader的子类，可以从不同的地方得到BeanDefinition的资源；同时还继承了ApplicationEventPublisher接口，从而在应用上下文中引入了事件机制，这些事件机制和Bean的生命周期的结合为Bean的管理提供了便利。

ApplicationContext是通过refresh()方法来启动IoC容器的，同时还会对BeanDefinition的信息源进行封装成Resource（例如 ClassPathResource、FileSystemResource等）。

IoC容器的初始化

IoC容器的初始化分为3个过程：

  1. Resource 的定位过程，即BeanDefinition的资源定位。

  2. BeanDefinition 的载入和解析。

  3. BeanDefinition 在IoC容器中的注册。

XML -> Resource -> Document -> BeanDefinition

Resource定位

使用DefaultListableBeanFactory时，需要自己去定位Resource，并提供相应的BeanDefinitionReader来对这些信息进行处理。DefaultListableFactory是一个纯粹的IoC容器。

而在ApplicationContext中已经提供了一系列Resource定位的实现以及BeanDefinitionReader。

BeanDefinition的载入和解析

IoC容器的载入过程，是把定义的Bean转化成Spring内部表示的数据结构（BeanDefinition）的过程。

BeanDefinition载入分为两部分，首先通过调用XML的解析器得到Document对象，然后通过DocumentReader完成对Document对象的解析（按照Spring的Bean规则，默认是使用DefaultBeanDefinitionDocumentReader）。

在DefaultBeanDefinitionDocumentReader中通过调用BeanDefinitonParserDelegate的processBeanDefinition()方法来实现，处理的结果是生成BeanDefinitionHolder对象持有。BeanDefinitionHolder对象除了持有BeanDefinition对象外，还有其他与BeanDefinition的使用相关的信息，比如 Bean 的名字、别名集合等。

BeanDefinition在IoC容器中的注册

通过对BeanDefinition的载入和解析过程，在IoC容器内已经建立相应的数据结构和数据表示，但是这些数据还不能供IoC容器直接使用，需要对这些BeanDefinition对象进行注册。

IoC容器中通过一个ConcurrentHashMap来保持和维护这些加载的BeanDefinition。

注册完，整个IoC容器的初始化就完成了。

IoC容器的依赖注入

依赖注入的过程是在用户第一次向IoC容器索要 Bean 时触发的，也可以通过设置lazy-init=false属性让容器完成对 Bean 的预实例化（其实也是一个完成依赖注入的过程）。

触发依赖注入的入口在BeanFactory提供的getBean()方法中。具体的依赖注入发生时在BeanWrapper的实现类BeanWrapperImpl中setPropertyValue()方法中实现。

在Bean的创建和对象依赖注入的过程中，需要根据BeanDefinition中的信息递归的完成。一个递归是在上下文中查找需要的Bean和创建Bean的递归调用。另一个递归是在依赖注入时，通过递归调用容器的getBean()方法，得到当前Bean依赖的Bean，同时也触发对依赖Bean的创建和注入。

Bean的生命周期

  1. Bean实例的创建

  2. 为Bean实例设置属性

  3. 调用Bean的初始化方法

  4. 应用Bean

  5. 容器关闭时调用Bean的销毁方法。