知识要点：
BeanFactory
ApplicationContext
BeanDefinition
XMLBeanDefinitionReader
我们会通过一小段代码来帮助了解Spring的容器核心类，以及Spring的启动流程和一些主要的细节工作。
在我们使用Spring的时候总是会有一个入口，这里我们使用XML方式而非注解方式，因为这样的方式便于大家理解Spring的核心类和工作流程。下面就来看看我们基于XML配置文件方式时是如何使用Spring的。
使用 Spring 时，XML 和注解是两种使用得最多的配置方式，虽然是两种完全不同的配置方式，但对于 IOC 容器来说，两种方式的不同主要体现在 BeanDefinition 的解析上。其对于核心的容器启动流程是一致的。
首先是Spring基于XML格式的配置文件beans.xml：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
<bean class="com.app.TestBean"/>
</beans>
下来，我们通过一段简单的代码来看看如何加载XML配置文件，并可以在代码中直接使用TestBean（期间我们并没有显式地new过这个JavaBean）
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class TestSpring {
public static void main(String[] args) {
ClassPathXmlApplicationContext ctx =
new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
System.out.println(ctx.getId());
TestBean tb = ctx.getBean(TestBean.class);
tb.test();
}
}
需要交给Spring来进行管理的JavaBean：
public class TestBean {
public TestBean() {
System.out.println("init.......");
}
public void test() {
System.out.println("test.......");
}
}
我们跟踪代码的执行过程发现：AbstractApplicationContext中的refresh方式完成了很多事情。而AbstractApplicationContext有非常多的成员变量，如：ResourcePatternResolver、LifecycleProcessor、MessageSource、ApplicationListener、ApplicationEvent等类，这也体现了为什么我们经常在Spring文章或者教程中一旦提到ApplicationContext，就会告诉我们它提供了上下文分层支持、消息国际化、资源访问、事件传播等功能。
BeanFactory
BeanFactory为Spring的IoC容器提供了基础功能。它主要被用于与Spring其他部分以及相关的第三方框架集成，并且它的子类实现DefaultListableBeanFactory是更高级别的GenericApplicationContext容器中的关键委托。
Spring Bean的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂（即IoC容器）为开发者管理对象的依赖关系提供了很多便利，在Spring中有许多的IoC容器实现供用户选择和使用，其相互关系如下：
工厂模式
工厂模式（Factory Pattern）是最常用的设计模式之一。这种设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，而是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
简单工厂
简单工厂模式不是23种里的模式。它的代码非常简单：根据传入的参数，生成对应的产品对象：
interface Phone {
void run();
}
class Redmi implements Phone {
@Override
public void run() {
System.out.println("Redmi");
}
}
class Apple implements Phone {
@Override
public void run() {
System.out.println("apple");
}
}
public class PhoneFactory {
public Phone createPhone(String type) {
if (type.equals("redmi")) {
return new Redmi();
} else if (type.equals("apple")) {
return new Apple();
}
return null;
}
}
这种方式，想添加一种新的产品时，就必须修改工厂类。显然，简单工厂违反了开闭原则。所以简单工厂只适合产品对象较少，且需求固定的场景，而对于产品丰富，需求不固定的场景来说不合适。
工厂方法
定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。
interface PhoneFactory {
// 手机生产线
Phone createPhone();
}
class AppleFactory implements PhoneFactory {
@Override
public Phone createPhone() {
return new Apple();
}
}
class XiaomiFactory implements PhoneFactory {
@Override
public Redmi createPhone() {
return new Redmi();
}
}
这种方式，如果需要很多产品的话，需要创建非常多的工厂，所以这种方式的缺点也很明显。
抽象工厂
为创建一组相关或者是相互依赖的对象提供的一个接口，而不需要指定它们的具体类。抽象工厂和工厂方法的模式基本一样，区别在于：工厂方法是生产一个具体的产品，而抽象工厂可以用来生产一组产品。
interface Pad {
// 生产Pad
void run();
}
class XiaomiPad implements Pad {
@Override
public void run() {
System.out.println("xiaomi pad");
}
}
class IPad implements Pad {
@Override
public void run() {
System.out.println("apple ipad");
}
}
interface PhoneFactory {
// 手机生产线
Phone createPhone();
}
interface PadFactory {
// 平板生产线
Pad createPad();
}
interface Factory extends PhoneFactory, PadFactory {
}
class AppleFactory implements PhoneFactory {
@Override
public Phone createPhone() {
return new Apple();
}
@Override
public Pad createPad() {
return new IPad();
}
}
class XiaomiFactory implements PhoneFactory {
@Override
public Redmi createPhone() {
return new Redmi();
}
@Override
public Pad createPhone() {
return new XiaomiPad();
}
}
DefaultListableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory是Bean加载的最核心部分，也是Spring注册及管理加载Bean的默认实现。DefaultListableBeanFactory继承自AbstractAutowireCapableBeanFactory并实现了ConfigurableListableBeanFactory以及BeanDefinitionRegistry接口。下面是DefaultListableBeanFactory继承关系图：
类图中的类作用描述如下：
| AliasRegistry | 定义对alias的简单增删改查等操作 |
|---|---|
| BeanDefinitionRegistry | 向注册表中注册 BeanDefinition 实例，完成注册程 |
| SimpleAliasRegistry | 主要使用map作为alias的缓存，并对接口AliasRegistry进行实现 |
| SingletonBeanRegistry | 定义对单例的注册及获取 |
| BeanFactory | 定义获取Bean及各种属性 |
| DefaultSingletonBeanRegistry | 对接口SingletonBeanRegistry各函数的实现 |
| ListableBeanFactory | 根据各种条件获取Bean的列表 |
| HierarchicalBeanFactory | 继承BeanFactory，也就是在BeanFactory定义的功能的基础上增加了对parent BeanFactory的支持 |
| FactoryBeanRegistrySupport | 在DefaultSingletonBeanRegistry的基础上增加了对FactoryBean的处理功能 |
| ConfigurableBeanFactory | 提供配置Factory的各种方法 |
| AutowireCapableBeanFactory | 提供创建Bean、自动注入，初始化以及应用Bean的后处理器 |
| AbstractBeanFactory | FactoryBeanRegistrySupport和ConfigurableBeanFactory功能的集合 |
| AbstractAutowireCapableBeanFactory | 综合AbstractBeanFactory并对接口AutowireCapableBeanFactory进行实现 |
| ConfigurableListableBeanFactory | BeanFactory配置清单，指定忽略类型及接口等 |
| DefaultListableBeanFactory | 综合上面所有的功能 |
ApplicationContext
ApplicationContext接口是由BeanFactory接口派生出来的，所以提供了BeanFactory的所有功能。除此之外，ApplicationContext还提供了如下功能：
- 通过MessageSource访问i18n消息。
- 通过ResourceLoader访问资源，如：URL和文件。
- 使用ApplicationEventPublisher接口，将事件发布到实现ApplicationListener接口的Bean。
-
加载多个（分层）上下文，从而允许每个上下文通过HierarchicalBeanFactory接口集中在一个特定层上。如：Web层。
BeanFactory和ApplicationContext
BeanFactory的核心概念就是Bean工厂，用于Bean生命周期的管理，而Applicationcontext除了具有BeanFactory的特性外，还包括消息国际化、资源访问、事件传播等功能。简而言之，BeanFactory提供了配置框架和基本功能，而ApplicationContext则添加了更多特定的功能。ApplicationContext是BeanFactory的完整超集。
除非您有充分的理由，否则请使用ApplicationContext。因为ApplicationContext包含BeanFactory的所有功能，除非你需要完全控制Bean处理的方案。
| 特点 | BeanFactory | ApplicationContext |
|---|---|---|
| Bean实例化/装配 | Yes | Yes |
| 集成的生命周期管理 | No | Yes |
| 自动注册 BeanPostProcessor | No | Yes |
| 自动注册BeanFactoryPostProcessor | No | Yes |
| 便利的 MessageSource访问 | No | Yes |
| 内置的ApplicationEvent发布机制 | No | Yes |
BeanDefinition
Spring IoC容器管理一个或多个Bean。这些Bean是根据程序提供给容器的配置元数据创建的，如：以XML <bean />格式的定义。而在容器内部，这些Bean需要表示为BeanDefinition对象，也就是有一个将Bean解析成Spring内部的BeanDefinition对象的过程。BeanDefinition包含以下元数据信息：
- 一个全限定的类名
- 用于声明Bean在容器中的行为信息（作用域，生命周期回调等）。
- 要完成自身工作需要引用其他的Bean，这些引用也称为依赖项。
- 要在新创建的对象中设置的其他配置，如：用于管理连接池的连接数，或池的大小限制。
这些元数据构成每个BeanDefinition的一组属性： - class
- name：Bean在容器内的唯一标识符。基于XML的配置，可以使用id或name属来指定Bean标识符
- scope：Bean的作用域
- constructor arguments：构造函数的参数
- properties：Bean包含的属性（依赖注入项）
- autowiring mode：自动装配模式
- lazy-initialization mode：延迟加载方法
- initialization method：初始化方法
- destruction method：销毁方法
BeanDefinition继承了AttributeAccessor和BeanMetadataElement接口： - AttributeAccessor：提供了访问属性的能力
- BeanMetadataElement：用来获取元数据元素的配置源对象
BeanDefinition常见实现类
- ChildBeanDefinition
- RootBeanDefinition
- GenericBeanDefinition
- AnnotatedGenericBeanDefinition
- ScannedGenericBeanDefinition
XMLBeanDefinitionReader
XML配置文件的读取时Spring的重要功能，因为Spring的大部分功能都是以配置作为切入点的。
| BeanDefinitionReader | 主要定义资源文件读取并转换为BeanDefinition的各个功能 |
|---|---|
| EnvironmentCapable | 定义获取Environment方法 |
| DocumentLoader | 定义从资源文件加载到转换为Document的功能 |
| AbstractBeanDefinitionReader | 对EnvironmentCapable、BeanDefinitionReader类定义的功能进行实现 |
| BeanDefinitionDocumentReader | 定义读取Document并注册BeanDefiniton功能 |
| BeanDefinitionParserDelegate | 定义解析Element的各种方法 |
在XmlBeanDifinitonReader中主要包含以下几个步骤的处理：
- 通过继承自AbstractBeanDefinitionReader中的方法，来使用ResourceLoader将资源文件路径转换为对应的Resource文件。
- 通过DocumentLoader对Resource文件进行转换，将Resource文件转换为Document文件。
- 通过实现接口BeanDefinitionDocumentReader的DefaultBeanDefinitionDocumentReader类对Document进行解析，并使用BeanDefinitionParserDelegate对Element进行解析。
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