Spring IOC（一）概覽

Spring ioc源碼解析這一系列文章會比較枯燥，但是只要堅持下去，總會有收獲，一回生二回熟，沒有第一次，哪有下一次...

本系列目錄：

Spring IOC（一）概覽

Spring IOC（二）容器初始化

Spring IOC（三）依賴注入

Spring IOC（四）總結

一、Spring IOC概述

1.1 IOC

Ioc—Inversion of Control，即“控制反轉”，是一種設計思想。在Java開發中，Ioc意味着將你設計好的對象交給容器控制，而不是傳統的在你的對象內部直接控制。

　　●誰控制誰，控制什么：傳統Java SE程序設計，我們直接在對象內部通過new進行創建對象，是程序主動去創建依賴對象；而IoC是有專門一個容器來創建這些對象，即由Ioc容器來控制對象的創建；誰控制誰？當然是IoC 容器控制了對象；控制什么？那就是主要控制了外部資源獲取（不只是對象包括比如文件等）。

　　●為何是反轉，哪些方面反轉了：有反轉就有正轉，傳統應用程序是由我們自己在對象中主動控制去直接獲取依賴對象，也就是正轉；而反轉則是由容器來幫忙創建及注入依賴對象；為何是反轉？因為由容器幫我們查找及注入依賴對象，對象只是被動的接受依賴對象，所以是反轉；哪些方面反轉了？依賴對象的獲取被反轉了。

　　用圖例說明一下，傳統程序設計都是主動去創建相關對象然后再組合起來,如下圖：

當有了IoC/DI的容器后，在客戶端類中不再主動去創建這些對象了，如下圖：

1.2 DI

DI—Dependency Injection，即“依賴注入”：組件之間依賴關系由容器在運行期決定，形象的說，即由容器動態的將某個依賴關系注入到組件之中。依賴注入的目的並非為軟件系統帶來更多功能，而是為了提升組件重用的頻率，並為系統搭建一個靈活、可擴展的平台。通過依賴注入機制，我們只需要通過簡單的配置，而無需任何代碼就可指定目標需要的資源，完成自身的業務邏輯，而不需要關心具體的資源來自何處，由誰實現。

　　理解DI的關鍵是：“誰依賴誰，為什么需要依賴，誰注入誰，注入了什么”，那我們來深入分析一下：

　　●誰依賴於誰：當然是應用程序依賴於IoC容器；

　　●為什么需要依賴：應用程序需要IoC容器來提供對象需要的外部資源；

　　●誰注入誰：很明顯是IoC容器注入應用程序某個對象，應用程序依賴的對象；

　　●注入了什么：就是注入某個對象所需要的外部資源（包括對象、資源、常量數據）。

1.3 IOC和DI關系

　　IoC和DI由什么關系呢？其實它們是同一個概念的不同角度描述，由於控制反轉概念比較含糊（可能只是理解為容器控制對象這一個層面，很難讓人想到誰來維護對象關系），所以2004年大師級人物Martin Fowler又給出了一個新的名字：“依賴注入”，相對IoC 而言，“依賴注入”明確描述了“被注入對象依賴IoC容器配置依賴對象”。

二、核心類源碼解讀

2.1 Spring IOC容器接口設計

 

Spring框架中，一旦把一個bean納入到Spring IoC容器之中，這個bean的生命周期就會交由容器進行管理，一般擔當管理者角色的是BeanFactory或ApplicationContext。下面來看一下IOC容器接口設計，如下圖（默認JDK8）：

 

如上圖，可見主要有兩條主線：

　　1.基本容器：BeanFactory-》HierarchicalBeanFactory-》ConfigurableBeanFactory

• BeanFactory接口定義了基本的Ioc容器的規范，包括getBean()這樣的Ioc容器的基本方法（通過這個方法可以從容器中取得Bean）。
• HierarchicalBeanFactory增加了getParentBeanFactory()的接口功能，使BeanFactory具備了雙親Ioc容器的管理功能。
• ConfigurableBeanFactory定義了一些配置功能，比如通過setParentBeanFactory()設置雙親Ioc容器，通過addBeanPostProcessor()配置Bean后置處理器，等等。

　　2.高級容器：BeanFactory-》ListableBeanFactory-》ApplicationContext-》WebApplicationContext/ConfigurableApplicationContext

• ListableBeanFactory細化了許多BeanFactory的接口功能，比如定義了getBeanDefinitionNames()接口方法；
• ApplicationContext接口，它通過繼承MessageSource、ResourcePatternResolver、ApplicationEventPublisher接口，在BeanFactory簡單Ioc容器的基礎上添加了許多對高級容器的特性支持。

2.2 BeanFactory接口

尊重源碼，以下摘自BeanFactory源碼注釋翻譯：

BeanFactory是獲取spring bean容器的頂級接口。該接口被持有一系列bean definitions的對象所實現。依賴bean definitions,工廠返回一個原型實例或者一個單例實例。
通常，BeanFactory將加載存儲在配置中的bean definitions資源(例如XML文檔)。這些定義沒有限制何種方式存儲：LDAP, RDBMS, XML,properties file等。並且鼓勵使用bean的依賴注入引用。

實現類需要支持Bean的完整生命周期，完整的初始化方法及其標准順序（格式：接口 方法）為:

1.BeanNameAware setBeanName 設置bean名稱
2.BeanClassLoaderAware setBeanClassLoader 設置bean類加載器
3.BeanFactoryAware setBeanFactory 設置bean工廠
4.EnvironmentAware setEnvironment 設置環境：profiles+properties
5.EmbeddedValueResolverAware setEmbeddedValueResolver 設置嵌入式值解析器
6.ResourceLoaderAware setResourceLoader 設置資源載入器，只適用於在應用程序上下文中運行
7.ApplicationEventPublisherAware setApplicationEventPublisher注入應用事件發布器ApplicationEventPublisher
8.MessageSourceAware setMessageSource 設置國際化支持
9.ApplicationContextAware setApplicationContext 設置應用上下文
10.ServletContextAware setServletContext 設置servlet上下文
11.BeanPostProcessors postProcessBeforeInitialization 執行bean處理器前置方法
12.InitializingBean afterPropertiesSet 執行初始化Bean設置完屬性后置方法
13.a custom init-method definition 執行自定義初始化方法
14.BeanPostProcessors postProcessAfterInitialization 執行bean處理器后置方法

銷毀順序：
1.DestructionAwareBeanPostProcessors postProcessBeforeDestruction 銷毀處理器的前置方法
2.DisposableBean destroy Bean銷毀回調方法
3.a custom destroy-method definition 用戶自定義銷毀方法

 

關於Spring bean 生命周期的驗證，飛機票：Spring bean 生命周期驗證

下面來看一下BeanFactory接口源碼：

 

public interface BeanFactory {

    //轉定義符
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

    //定義5種獲取Bean方法
    Object getBean(String name) throws BeansException;
    <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;
    <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException; 
    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
    <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;

    //判斷容器是否含有指定名字的Bean
    boolean containsBean(String name);

    //查詢指定名字的Bean是否是Singleton類型的Bean.
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //查詢指定名字的Bean是否是Prototype類型的
    boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //查詢指定了名字的Bean的Class類型是否是特定的Class類型.
    boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //查詢指定名字的Bean的Class類型.
    Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //查詢指定了名字的Bean的所有別名，這些都是在BeanDefinition中定義的
    String[] getAliases(String name);

}

2.3 XmlBeanFactory實現類

spring3.1之后推薦直接使用：DefaultListableBeanFactory+XmlBeanDefinitionReader（第三節有樣例）。雖然這個類已廢棄，但不妨礙我們來簡單理解一下

@Deprecated  2 @SuppressWarnings({"serial", "all"})
public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
    //載入資源構造
    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }
    //通過載入資源和父類的BeanFactory構造
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }

}

1.在XmlBeanFactory中實例化了一個XmlBeanDefinitionReader，這個Reader對象就是用來處理以xml形式的持有類信息的BeanDefinitionl類。

2.BeanDefinitionl信息封裝成Resource，作為構造入參

3.調用reader的loadBeanDefinitions，完成容器的初始化和注入。

2.4 模擬容器獲取Bean

public static void main(String[] args) {
        //1.容器IOC獲取bean初始化
        ClassPathResource resource = new ClassPathResource("spring.xml");//載入資源
        DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
        XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);//構造reader
        reader.loadBeanDefinitions(resource);//核心方法，解析bean定義 7         Dao dao = factory.getBean("daoImpl", Dao.class);//IOC容器DefaultListableBeanFactory通過名稱和類class獲取bean單例對象
        dao.select();//執行Bean實例方法
}

spring.xml中就寫一行：定義一個Bean即可
 <bean id="daoImpl" class="spring.aop.xml.dao.impl.DaoImpl" />

 

三、總結

本文概述IOC/DI 原理並分析了Spring核心接口設計，最后結合一個簡單例子，模擬了最簡單的容器DefaultListableBeanFactory從xml載入bean定義並生成bean對象的過程讓大家有一個大體的認知。

下一章，我們將分析容器初始化。

 

=======================

參考

http://www.zzcode.cn/springioc/thread-39.html

談談對Spring IOC的理解