理解spring ioc 原理

Ioc容器是Spring的核心，Spring的依赖反转由Ioc实现，同时，几乎其他所有的Spring特性都依赖Ioc容器。Ioc容器是Spring框架最核心的部分。

先说一段容器启动的Demo代码：

public class IocDemo {
static AnnotationConfigApplicationContext annotationConfigApplicationContext;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
annotationConfigApplicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();
annotationConfigApplicationContext.scan("com.tubemogul.springsecuredemo.springDemo.bean");
annotationConfigApplicationContext.refresh();
TestService2 testService2 = annotationConfigApplicationContext.getBean(TestService2.class);
System.out.println(testService2.getClass().getName());
}
}

这里选择的容器是AnnotationConfigApplicationContext，基于注解配置的（个人认为比XML好，依赖配置和代码在一起，一可以减少配置量，二也更直观）。在获取容器对象前有3步：

1. new出AnnotationConfigApplicationContext对象

2. 调用scan函数，扫描bean配置。

3. refresh完成容器初始化。

一. 理解AnnotationConfigApplicationContext对象

首先理解AnnotationConfigApplicationContext对象，除了这个以外，类似的还有XmlConfigApplicationContext对象等。Spring容器有很多种，应对不同的需求场景，容器的功能按接口进行逻辑拆分。这是Ioc容器接口设计图：



理解下几个顶层接口，BeanFactory接口包含对bean的操作，比如获取bean，Message接口包含消息类操作，ReasourceLoader负责资源加载，ApplicationEventPublisher包含应用程序事件发布功能。

这里可看出ioc容器的2大系列，beanFactory系列和applicationContext系列的关系，实际applicationContext系列容器是beanFactory容器系列的功能增强版，除了容器管理功能外，还增加了消息，资源加载，应用程序事件发布等功能。

那么看看我用的实现类AnnotationConfigApplicationContext的继承关系：



重点理解BeanFactory的功能，沿着继承树查看，getBean()方法是在AbstractApplicationContext类中实现：



这里调用getBeanFactory()获取BeanFactory，真实的BeanFactory封装在GenericApplicationContext，本质上是一个DefaultListableBeanFactory：



进入DefaultListableBeanFactory查看，这里就是实际持有Bean和BeanDefinition的地方

二. 理解AnnotationConfigApplicationContext对配置的加载

追踪annotationConfigApplicationContext.scan(“com.tubemogul.springsecuredemo.springDemo.bean”);方法，我们会来到ClassPathBeanDefinitionScanner类中的doScan方法：



从注释和代码上理解，这个方法就是根据入参的包地址扫描配置，并装配成一个BeanDefinition的集合，最后注册在registry中。AnnotationConfigApplicationContext是从代码注解中扫描配置装配出BeanDefinition（同理XmlConfigApplicationContext就是从XML文件中扫描装配出BeanDefinition）。看下BeanDefinition接口：



基本上涵盖了生成一个Bean需要的函数，可以理解Spring容器生成Bean就是基于BeanDefinition来生成的。

再说说最后的注册BeanDefinition到register对象中，这个register对象实际上就是AnnotationConfigApplicationContext，这类是实现了AnnotationConfigRegistry接口的



追踪register方法，其实是在AnnotationConfigApplicationContext持有的AnnotatedBeanDefinitionReader对象中实现的，这应该算是设计模式中的桥接模式。

这个代码其实写得有点绕，看AnnotatedBeanDefinitionReader的初始化：



看到没有，这里又把AnnotationConfigApplicationContext当成register给传进去了，追踪到AnnotatedBeanDefinitionReader里的regiseterBean方法：



最终调用了registry.registerBeanDefinition()方法完成了注册BeanDefinition的过程：



理解registry之前，理解一下为什么Spring作者要弄一个AnnotatedBeanDefinitionReader出来，我理解就是针对AnnotationConfig的一些专用处理的封装，在给真正registry注册BeanDefition之前，抽象了一层Reader，适配不同的配置源。

registerBeanDefinition其实是在DefaultListableBeanFactory中实现的，最终BeanDefinition是在DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap中保存。至此，Scan()函数的工作就完成了，其实就是读取配置，解析配置，转换为BeanDefinition并保存。

三. refresh()方法完成Ioc容器初始化

AbstractApplicationContext.refresh()方法是在AbstractApplicationContext类中实现，直接看源码：



步骤很多，根据函数名和注释大致可以理解每一步是做什么的

调用过refresh函数后，就可以从容器中获取对象了。

最后可以看出来，其实读取配置的过程就是装配BeanDefinition并保存，在getBean的时候才会根据BeanDefinition生成时间Bean对象，当然如果是单例对象就会被缓存起来，生成对象时会连带注入依赖对象等等操作。

功能有多复杂，代码就有多复杂，Spring ioc细节很多，也不可能一一搞清楚，只有先了解大致原理，在具体使用中在根据需要选择性的深入