Spring IOC容器的初体验

再谈 IOC 与 DI
IOC(Inversion of Control)控制反转:所谓控制反转,就是把原先我们代码里面需要实现的对象创建、依赖的代码,反转给容器来帮忙实现。那么必然的我们需要创建一个容器,同时需要一种描述来让容器知道需要创建的对象与对象的关系。这个描述最具体表现就是我们所看到的配置文件。
DI(Dependency Injection)依赖注入:就是指对象是被动接受依赖类而不是自己主动去找,换句话说就是指对象不是从容器中查找它依赖的类,而是在容器实例化对象的时候主动将它依赖的类注入给它。
先从我们自己设计这样一个视角来考虑:
1、对象和对象的关系怎么表示?
 可以用 xml,properties 文件等语义化配置文件表示。
2、描述对象关系的文件存放在哪里?
 可能是 classpath,filesystem,或者是 URL 网络资源,servletContext 等。回到正题,有了配置文件,还需要对配置文件解析。
3、不同的配置文件对对象的描述不一样,如标准的,自定义声明式的,如何统一?
 在内部需要有一个统一的关于对象的定义,所有外部的描述都必须转化成统一的描述定义。
4、如何对不同的配置文件进行解析?
 需要对不同的配置文件语法,采用不同的解析器。
Spring 核心容器类图
1、BeanFactory
Spring Bean 的创建是典型的工厂模式,这一系列的 Bean 工厂,也即 IOC 容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务,在 Spring 中有许多的 IOC 容器的实现供用户选择和使用,其相互关系如下:
Spring IOC容器的初体验

其中 BeanFactory 作为最顶层的一个接口类,它定义了 IOC 容器的基本功能规范,BeanFactory 有三个重要的子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和 AutowireCapableBeanFactory。但是从类图中我们可以发现最终的默认实现类是DefaultListable-BeanFactory,它实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢?查阅这些接口的源码和说明发现,每个接口都有它使用的场合,它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程时,对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表化的,而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的,也就是每个 Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这三个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为。最基本的 IOC 容器接口 BeanFactory,来看一下它的源码:

public interface BeanFactory {
        // 对 FactoryBean 的转义定义,因为如果使用 bean 的名字检索 FactoryBean 得到的对象是工厂生成的对象,如果需要得到工厂本身,需要转义
        String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

        // 根据 bean 的名字,获取在 IOC 容器中得到 bean 实例
        Object getBean(String name) throws BeansException;

        // 根据 bean 的名字和 Class 类型来得到 bean 实例,增加了类型安全验证机制。
        <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) throws BeansException; <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;

        // 提供对 bean 的检索,看看是否在 IOC 容器有这个名字的
        bean boolean containsBean(String name);

        // 根据 bean 名字得到 bean 实例,并同时判断这个 bean 是不是单例
        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;

        // 得到 bean 实例的 Class 类型
        @Nullable
        Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

        // 得到 bean 的别名,如果根据别名检索,那么其原名也会被检索出来
        String[] getAliases(String name);
    }

在 BeanFactory 里只对 IOC 容器的基本行为作了定义,根本不关心你的 Bean 是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象,至于工厂是怎么生产这些对象的,这个基本的接口不关心。

而要知道工厂是如何产生对象的,我们需要看具体的 IOC 容器实现,Spring 提供了许多 IOC 容器的实现 。 比 如 GenericApplicationContext , ClasspathXmlApplicationContext 等 。
ApplicationContext 是 Spring 提供的一个高级的 IOC 容器,它除了能够提供 IOC 容器的基本功能外,还为用户提供了以下的附加服务。从 ApplicationContext 接口的实现,我们看出其特点
  1、支持信息源,可以实现国际化。(实现 MessageSource 接口)
  2、访问资源。(实现 ResourcePatternResolver 接口,后面章节会讲到)
  3、支持应用事件。(实现 ApplicationEventPublisher 接口)
2、BeanDefinition
SpringIOC 容器管理了我们定义的各种 Bean 对象及其相互的关系,Bean 对象在 Spring 实现中是以 BeanDefinition 来描述的,其继承体系如下:
Spring IOC容器的初体验

3、BeanDefinitionReader

Bean 的解析过程非常复杂,功能被分的很细,因为这里需要被扩展的地方很多,必须保证有足够的灵活性,以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过BeanDefintionReader 来完成,最后看看 Spring 中 BeanDefintionReader 的类结构图:
Spring IOC容器的初体验
通过以上分析,我们对 Spring 框架体系有了一个基本的宏观了解,希望朋友们好好理解,最好在脑海中形成画面,为接下来的学习打下良好的铺垫。
 
Web IOC 容器初体验
我们还是从大家最熟悉的 DispatcherServlet 开始,我们最先想到的还是 DispatcherServlet 的 init()方法。我们发现在 DispatherServlet 中并没有找到 init()方法。但是经过探索,往上追索在其父类HttpServletBean 中找到了我们想要的 init()方法,如下:
 Spring IOC容器的初体验
Spring IOC容器的初体验

在 init()方法中,真正完成初始化容器动作的逻辑其实在 initServletBean()方法中,我们继续跟进initServletBean()中的代码在 FrameworkServlet 类中: 

Spring IOC容器的初体验

在上面的代码中终于看到了我们似曾相识的代码 initWebAppplicationContext(),继续跟进:
Spring IOC容器的初体验 Spring IOC容器的初体验

 Spring IOC容器的初体验

 Spring IOC容器的初体验

Spring IOC容器的初体验

 Spring IOC容器的初体验

 Spring IOC容器的初体验

 Spring IOC容器的初体验

从上面的代码中可以看出,在 configAndRefreshWebApplicationContext()方法中,调用 refresh()方法,这个是真正启动 IOC 容器的入口,后面会详细介绍。IOC 容器初始化以后,最后调用了Dispatcher—Servlet 的 onRefresh()方法,在 onRefresh()方法中又是直接调用 initStrategies()方法初始化 SpringMVC 的九大组件:

Spring IOC容器的初体验

 至此,Spring的初体验就到此为止~

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