Spring IOC 深入分析

1.Spring BeanFactory 容器

它是最简单的容器，给 DI 提供了基本的支持，它用 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 接口来定义。BeanFactory 或者相关的接口，如 BeanFactoryAware，InitializingBean，DisposableBean，在 Spring 中仍然存在具有大量的与 Spring 整合的第三方框架的反向兼容性的目的。

2.Spring ApplicationContext 容器

该容器添加了更多的企业特定的功能，例如从一个属性文件中解析文本信息的能力，发布应用程序事件给感兴趣的事件监听器的能力。该容器是由 org.springframework.context.ApplicationContext 接口定义。

最常被使用的 ApplicationContext 接口实现：

FileSystemXmlApplicationContext：该容器从 XML 文件中加载已被定义的 bean。在这里，你需要提供给构造器 XML 文件的完整路径

ClassPathXmlApplicationContext：该容器从 XML 文件中加载已被定义的 bean。在这里，你不需要提供 XML 文件的完整路径，只需正确配置 CLASSPATH 环境变量即可，因为，容器会从 CLASSPATH 中搜索 bean 配置文件。

WebXmlApplicationContext：该容器会在一个 web 应用程序的范围内加载在 XML 文件中已被定义的 bean。

3.ApplicationContext的特性

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：

a.支持不同的信息源：ApplicationContext扩展了MessageSource接口，可以支持国际化的实现。

b.访问资源：ApplicationContext继承了DefaultResourceLoader的子类，通过ResourceLoader和Resource的支持，ApplicationContext可以加载不同地方的Bean定义资源文件，尤其可以从不同IO途径获取Bean定义信息。可以使用户程序灵活地定义Bean定义信息。

c.支持应用事件：ApplicationContext继承了ApplicationEventPublisher接口，在程序上下文中引入了事件机制，这些事件和Bean生命周期的结合为Bean的过来提供了便利。

4.IoC容器初始化

spring的IoC容器初始化包括：Bean定义资源文件的定位、载入和注册3个基本过程。

1.Bean定义资源文件的定位：

Bean定义资源文件定位由ResourceLoader通过统一的Resource接口来完成，Resource接口将各种形式的Bean定义资源文件封装成统一的、IoC容器可进行载入操作的对象。

2.Bean定义资源文件的载入：

Bean定义资源文件载入的过程是将Bean定义资源文件中配置的Bean转换成IoC容器中所管理Bean的数据结构形式。SpringIoC中管理的Bean的数据结构是BeanDefinition，BeanDefinition是POJO对象在IoC容器中的抽象。

3.Bean定义的注册：

通过调用BeanDefinitionRegistry接口把从Bean定义资源文件中解析的Bean向IoC容器进行注册，在IoC容器内部，是通过一个HashMap来存储这些Bean对象数据的。

注意：IoC容器和上下文初始化一般不包含Bean依赖注入的实现。一般而言，依赖注入发送在应用第一次通过getBean方法向容器获取Bean时。但是有个特例是：IoC容器预实例化配置的lazyinit属性，如果某个Bean设置了lazyinit属性，则该Bean的依赖注入在IoC容器初始化时就预先完成了。

5.IoC容器载入Bean定义资源文件

1.当spring的IoC容器将Bean定义的资源文件封装为Spring的Resource之后，接下来要做的就是通过Spring的资源加载器(resourceLoader)读入Bean定义资源文件的过程。对于IoC容器来说，Bean定义的载入过程就是将Bean定义资源文件读入进内存并解析转换成Spring所管理的Bean的数据结构的过程。相对于SpringIoC容器定位Bean定义资源文件来说，Bean定义资源文件的载入和解析过程更复杂一些，因此按照程序的运行步骤逐条分析其实现原理。

2.以FileSystemXmlApplicationContext为例分析其载入和解析Bean定义资源文件的过程：

首先从FileSystemXmlApplicationContext的入口构造函数分析起，其代码如下：

//FileSystemXmlApplicationContext IoC容器进行初始化的入口构造函数
public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {

super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}

Spring IoC容器对Bean定义资源的载入是从refresh()函数开始的，FileSystemXmlApplicationContext通过调用其父类AbstractApplicationContext的refresh()函数启动整个IoC容器对Bean定义的载入过程。

3.AbstractApplicationContext的refresh函数载入Bean定义过程：

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();

// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

// Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);

try {
// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);

// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);

// Initialize message source for this context.
initMessageSource();

// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();

// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();

// Check for listener beans and register them.
registerListeners();

// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}

catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}

// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();

// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);

// Propagate exception to caller.
throw ex;
}

finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}

refresh()方法主要为IoC容器Bean的生命周期管理提供条件，Spring IoC容器载入Bean定义资源文件从其子类容器的refreshBeanFactory()方法启动，所以整个refresh()中“ConfigurableListableBeanFactory beanFactory =obtainFreshBeanFactory();”这句以后代码的都是注册容器的信息源和生命周期事件，载入过程就是从这句代码启动。

4.AbstractApplicationContext子类的refreshBeanFactory()方法：

AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法，容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的refreshBeanFactory()方法.

refresh()方法的作用是：在创建IoC容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。refresh的作用类似于对IoC容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入。

和refreshBeanFactory方法类似，载入Bean定义的方法loadBeanDefinitions也使用了委派模式，在AbstractRefreshableApplicationContext类中只定义了抽象方法，具体的实现调用子类容器中的方法实现。