Spring深入 2.IOC设计原理与实现

知识点：

1、源码学习的目标
2、Bean的构建过程
3、BeanFactory与ApplicationContext区别

1、源码学习目标：

1. Bean工厂是如何生产Bean的？
2. Bean的依赖关系是由谁解来决的？
3. Bean工厂和应用上文的区别？

2、Bean的构建过程

spring.xml 文件中保存了我们对Bean的描述配置，BeanFactory 会读取这些配置然后生成对应的Bean。这是我们对ioc 原理的一般理解。但在深入一些我们会有更多的问题？

1. 配置信息最后是谁JAVA中哪个对象承载的？
2. 这些承载对象是谁业读取XML文件并装载的？
3. 这些承载对象又是保存在哪里？

BeanDefinition （Bean定义）
ioc 实现中 我们在xml 中描述的Bean信息最后 都将保存至BeanDefinition （定义）对象中，其中xml bean 与BeanDefinition 程一对一的关系。

image.png

由此可见，xml bean中设置的属性最后都会体现在BeanDefinition中。如:

XML-bean	BeanDefinition
class	beanClassName
scope	scope
lazy-init	lazyInit
constructor-arg	ConstructorArgument
property	MutablePropertyValues
factory-method	factoryMethodName
destroy-method	AbstractBeanDefinition.destroyMethodName
init-method	AbstractBeanDefinition.initMethodName
autowire	AbstractBeanDefinition.autowireMode
id
name

• 演示查看 BeanDefinition 属性结构

image.png

BeanMetadataElement:用于传送配置源对象的超级接口

public interface BeanMetadataElement {
    //获取源对象,可能返回null
    Object getSource();
}

AttributeAccessor定义用于附加和访问元数据的通用的接口，来自任意对象

public interface AttributeAccessor {
 
    //设置属性的值
    void setAttribute(String name, Object value);
 
    //获得指定属性名称的值,如果不存在返回null
    Object getAttribute(String name);
 
    //删除指定的name的属性,如果不存在则返回null
    Object removeAttribute(String name);
 
    //判断指定的属性名称是否存在,注意属性名称必须是唯一的
    boolean hasAttribute(String name);
 
    //得到所有属性的名称
    String[] attributeNames();
 
}

BeanDefinitionRegistry（Bean注册器）
在上表中我们并没有看到 xml bean 中的 id 和name属性没有体现在定义中，原因是ID 其作为当前Bean的存储key注册到了BeanDefinitionRegistry 注册器中。name 作为别名key 注册到了 AliasRegistry 注册中心。其最后都是指向其对应的BeanDefinition。

• 演示查看 BeanDefinitionRegistry属性结构

image.png

BeanDefinitionReader（Bean定义读取）
至此我们学习了 BeanDefinition 中存储了Xml Bean信息，而BeanDefinitionRegister 基于ID和name 保存了Bean的定义。接下要学习的是从xml Bean到BeanDefinition 然后在注册至BeanDefinitionRegister 整个过程。

image.png

上图中可以看出Bean的定义是由BeanDefinitionReader 从xml 中读取配置并构建出 BeanDefinitionReader,然后在基于别名注册到BeanDefinitionRegister中。

• 查看BeanDefinitionReader结构
  image.png

方法说明：

• loadBeanDefinitions(Resource resource)
  • 基于资源装载Bean定义并注册至注册器
• int loadBeanDefinitions(String location)
  • 基于资源路径装载Bean定义并注册至注册器
• BeanDefinitionRegistry getRegistry()
  • 获取注册器
• ResourceLoader getResourceLoader()
  • 获取资源装载器

• 基于示例演示BeanDefinitionReader装载过程

<?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"
>
    <!--    指定构造函数构建-->
    <bean id="helloSpring" class="com.kpioneer.springdemo.HelloSpring" autowire="byType">

        <constructor-arg index="0" value="xionghu"/>
        <constructor-arg index="1" value="2"/>
    </bean>

    <bean class="com.kpioneer.springdemo.Hi"/>

    <bean id="MethodInject" class="com.kpioneer.springdemo.MethodInject">
        <lookup-method name="getHi"></lookup-method>
    </bean>

</beans>

public class BeanDefinitionReaderExample {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 注册中心
         */
        BeanDefinitionRegistry registry = new SimpleBeanDefinitionRegistry();
        /**
         * 创建资源读取器
         */
        XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(registry);
        /**
         * 资源读取器
         */
        DefaultResourceLoader loader = new DefaultResourceLoader();
        /**
         * 获取资源
         */
        Resource resource = loader.getResource("spring.xml");
        /**
         * 装载Bean的定义
         */
        reader.loadBeanDefinitions(resource);
        /**
         *  打印构建的Bean 名称
         */
        System.out.println(Arrays.toString(registry.getBeanDefinitionNames()));
    }
}

Beanfactory(bean 工厂)
有了Bean的定义就相当于有了产品的配方，接下来就是要把这个配方送到工厂进行生产了。在ioc当中Bean的构建是由BeanFactory 负责的。其结构如下：

image.png

方法说明：

• getBean(String)
  • 基于ID或name 获取一个Bean
• <T> T getBean(Class<T> requiredType)
  • 基于Bean的类别获取一个Bean（如果出现多个该类的实例，将会报错。但可以指定 primary=“true” 调整优先级来解决该错误 ）
• Object getBean(String name, Object... args)
  • 基于名称获取一个Bean，并覆盖默认的构造参数
• boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch)
  • 指定Bean与指定Class 是否匹配

以上方法中重点要关注getBean，当用户调用getBean的时候就会触发 Bean的创建动作，其是如何创建的呢？

• 演示基本BeanFactory获取一个Bean

#创建Bean堆栈
// 其反射实例化Bean
java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source:-1)
BeanUtils.instantiateClass()
//基于实例化策略 实例化Bean
SimpleInstantiationStrategy.instantiate()
AbstractAutowireCapableBeanFactory.instantiateBean()
// 执行Bean的实例化方法
AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBeanInstance()
AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean()
// 执行Bean的创建
AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean()
// 缓存中没有，调用指定Bean工厂创建Bean
AbstractBeanFactory$1.getObject()
// 从单例注册中心获取Bean缓存
DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton()
AbstractBeanFactory.doGetBean()
// 获取Bean
AbstractBeanFactory.getBean()
// 调用的客户类
com.tuling.spring.BeanFactoryExample.main()

Bean创建时序图：

image.png

从调用过程可以总结出以下几点：

1. 调用BeanFactory.getBean() 会触发Bean的实例化。
2. DefaultSingletonBeanRegistry 中缓存了单例Bean
3. Bean的创建与初始化是由AbstractAutowireCapableBeanFactory 完成的。

3、BeanFactory 与 ApplicationContext区别

BeanFactory 看下去可以去做IOC当中的大部分事情，为什么还要去定义一个ApplicationContext 呢？
ApplicationContext 结构图

image.png

从图中可以看到 ApplicationContext 它由BeanFactory接口派生而来，因而提供了BeanFactory所有的功能。除此之外context包还提供了以下的功能：

1. MessageSource, 提供国际化的消息访问
2. 资源访问，如URL和文件
3. 事件传播，实现了ApplicationListener接口的bean
4. 载入多个（有继承关系）上下文 ，使得每一个上下文都专注于一个特定的层次，比如应用的web层

特别感谢：

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