Spring IoC

1 Spring IoC介绍

Spring IoC主要作用,简单来讲就是简化开发,详细的话,即Java EE的服务都被抽象到IoC容器中,并通过AOP进行有效的封装,因为依赖注入的特性,这些复杂的依赖关系的管理被反转并交给容器,使复杂的依赖关系管理从应用中解放出来(开发人员仅需要关注代码实现即可)。
IOC容器设计的源码主要在spring-beans.jar、spring-context.jar这两个包中。

2 IoC流程中主要几个类

(1)BeanFactory
beanfactory.png

BeanFactory,即Bean工厂,属于典型的工厂模式,它只定义了IOC容器的基本轮廓,并没有给出容器的具体实现。从上图中可以看出,Spring定义了很多BeanFactory,其在实现BeanFactory基础上,扩展了各种各样不同的功能,为操作Bean带来了极大的便利。最底层的DefaultListableBeanFactory实现了上面所有的接口,我们使用的默认的BeanFactory即为此类。

(2)ApplicationContext
ApplicationContext.png

ApplicationContext,Spring应用上下文,从图中可以看到,它既是一个BeanFactory,也是一个ResouceLoader资源加载器,它的引入,扩展了IoC容器的功能,使获取Bean更加灵活,功能更多样。

从图中也可以看出,其最底层有4个不同的ApplicationContext,分别对应AnnotationConfigWebApplicationContext(根据注解加载Bean)、XmlWebApplicationContext(根据Xml文件加载Bean)、FileSystemXmlApplicationContext(根据文件系统资源加载)、ClassPathXmlApplicationContext(根据路径加载),他们代表4种不同的加载Bean的方式。

(3)BeanDefinition
BeanDefinition.png

IOC容器中存放了一个描述Bean的类,这个类就是BeanDefinition,它的最底层实现就是RootBeanDefinition。在IOC容器初始化的过程中,会以各种不同方式定位资源,例如读取配置文件、读取注解方式等,然后加载这些配置信息,将这些Bean信息注册进IOC容器中,对于这些Bean信息,Spring会将其封装为一个叫BeanDefinition的接口中,这个接口定义了大部分描述Bean信息需要用到的方法。

3 IoC详细流程

IoC的流程主要包括两个部分:IoC容器初始化,依赖注入。

3.1 IoC容器初始化

此阶段可细分为3个子流程:定位、加载和注册。其中,定位是指根据路径定位资源,找到所有的Resource对象;加载是指根据一定规则加载资源,使其成为IoC容器内部可解析的对象,结合源码就是BeanDefinition;注册是指将封装好的Bean对象信息(BeanDefinition)存入BeanFactory的Map中。

//存储注册信息的BeanDefinition
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

在IoC容器初始化时,refresh()方法是入口,主要实现都是在AbstractApplicationContext中,上面提到的四种ApplicationContext其实最终都会调用父类的refresh的方法,只是读取Bean资源的方式不同而已,这里也就可以看出来,在初始化IOC容器的过程中,他们本质的IOC容器初始化原理都是相同的,都是由父类去实现,它们只负责扩展加载Bean方式的不同,Spring把它们的共性初始化IOC容器的过程都提取出来放在AbstractApplicationContext中,而子类只需负责扩展其他不同的地方,可见其面向对象的思想。

3.2 依赖注入

此章节参考:https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/6438603.html Spring源码解析三 — IOC容器的依赖注入

依赖注入是在对象创建时完成的,结合代码就是getBean方法被调用时完成的。那Bean对象是什么时候创建的呢,或者说什么时候会触发getBean呢?在Spring中有两个场景会触发getBean方法被调用:
(1)单例模式并且是非懒加载的对象,会在IOC容器初始化的时候被创建且初始化。
(2)原型模式或者是懒加载的对象,是应用第一次向容器索要该Bean对象的时候被创建且初始化。

虽然入口场景不同,但是Bean对象创建的过程是一样的,都是调用AbstractBeanFactory中getBean方法。比如,对应场景(1),UML图如下:
Bean对象初始化入口.png

4 用到的设计模式

(1)工厂模式:BeanFactory
(2)委派模式:AbstractApplication定义主流程,扩展方法定义为抽象方法,不做实现;实现类实现具体的扩展方法。

5 BeanFactory和FactoryBean的区别

此章节属于转载,具体见链接:
(1) https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/6429503.html spring源码解析一:IOC容器设计
(2)https://www.javazhiyin.com/24940.html 深入源码分析SpringIOC(二)

BeanFactory,就是Spring的一个类工厂,用它可以创建各种类型的Bean,最主要的方法就是getBean(String paramString),而创建的各种类型的Bean中有一种比较特殊的Bean就是FactoryBean。

Spring容器中管理里两种Bean,一种是标准的Java Bean,从容器中获取的是类本身的实例;另外一种就是FactoryBean即工厂Bean,从容器中获取Bean的时候,返回的并不是类的一个实例,而是工厂Bean中getObject方法返回的对象。工厂Bean必须实现接口FactoryBean。

示例说明:

//工厂Bean---->SayHelloFactoryBeanImpl
public class SayHelloFactoryBeanImpl implements FactoryBean
{

    public Object getObject()
        throws Exception
    {
        return new UserBean();
    }

    public Class getObjectType()
    {
        return UserBean.class;
    }

    public boolean isSingleton()
    {
        return false;
    }
}

//工厂Bean返回的对象:UserBean
public class UserBean
{
    public void show()
    {
        System.out.println("春天来了");
    }
}

//Spring配置文件
<bean id="sayHelloBean" class="SayHelloFactoryBeanImpl"></bean>

//测试类
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
            Object bean = ctx.getBean("sayHelloBean");
            Object bean1 = ctx.getBean("&sayHelloBean");
            System.out.println(bean);
            System.out.println(bean1);

//执行结果
UserBean@7225790e
SayHelloFactoryBeanImpl@54a097cc

从正常的情况下,从容器中获取ID为“sayHelloBean”的对象应该是SayHelloFactoryBeanImpl。但由于SayHelloFactoryBeanImpl实现了接口FactoryBean,这是一个工厂Bean,所以通过ID获取到的Bean是SayHelloFactoryBeanImpl类中getObject方法返回的对象。如果要获取FactoryBean自身的一个实例,必须通过&+BeanID的形式去获取。

6 Bean循环依赖问题

待写。。。

参考文献:
https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/6429503.html spring源码解析一:IOC容器设计
https://www.cnblogs.com/dongguacai/p/6434453.html Spring源码解析二:IOC容器初始化过程详解
https://www.javazhiyin.com/24935.html#Spring_266 深入源码分析SpringIOC(一)
https://www.javazhiyin.com/24940.html 深入源码分析SpringIOC(二)

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