spring最核心的理念是IOC,包括AOP也要屈居第二,那么IOC到底是什么呢,四个字,控制反转
IoC 容器:最主要是完成了完成对象的创建和依赖的管理注入等等。
先从我们自己设计这样一个视角来考虑:
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可配置的文件。
对象和对象关系怎么表示?
可以用 xml , properties 文件等语义化配置文件表示。
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。
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。
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
(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。
首先是BeanFactory ,它会根据定义好的不同的依赖选择不同的设计模式(主要有单例和原型模式)来返回bean,他们有不同的作用域,spring 2.0以后,作用域更加复杂。

1 public interface BeanFactory {
2
3 //对FactoryBean的转义定义,因为如果使用bean的名字是一个factoryBean那么返回就是一个factory
5 String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
6
7 //根据bean的名字,获取在IOC容器中得到bean实例
8 Object getBean(String name) throws BeansException;
9
10 //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。
11 Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
12
13 //提供对bean的检索,看看是否在IOC容器有这个名字的bean
14 boolean containsBean(String name);
15
16 //根据bean名字得到bean实例,并同时判断这个bean是不是单例
17 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
18
19 //得到bean实例的Class类型
20 Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
21
22 //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
23 String[] getAliases(String name);
24
}
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:

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 有三个子类:ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory,他实现了所有的接口。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,每个接口都有他使用的场合,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中,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。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为.
这个类BeanFactory是spring中所有bean工厂,也就是俗称的IOC容器的祖先,各种IOC容器都只是它的实现或者为了满足特别需求的扩展实现,包括我们平时用的最多的ApplicationContext。从上面的方法就可以看出,这些工厂的实现最大的作用就是根据bean的名称亦或类型等等,来返回一个bean的实例。
一个工厂如果想拥有这样的功能,那么它一定需要以下几个因素:
1.需要持有各种bean的定义,否则无法正确的完成bean的实例化。
2.需要持有bean之间的依赖关系,否则在bean实例化的过程中也会出现问题。例如上例,如果我们只是各自持有Person和Company,却不知道他们的依赖关系,那么在Company初始化以后,调用open方法时,就会报空指针。这是因为Company其实并没有真正的被正确初始化。
3.以上两种都要依赖于我们所写的依赖关系的定义,暂且认为是XML文件(其实可以是各种各样的),那么我们需要一个工具来完成XML文件的读取。
我目前想到的,只需要满足以上三种条件,便可以创建一个bean工厂,来生产各种bean。当然,spring有更高级的做法,以上只是我们直观的去想如何实现IOC。
其实在上述过程中仍旧有一些问题,比如第一步,我们需要持有bean的定义,如何持有?这是一个问题。我们知道spring的XML配置文件中,有一个属性是lazy-init,这就说明,bean在何时实例化我们是可以控制的。这个属性默认是false,但是我们可以将这个属性设置为true,也就是说spring容器初始化以后,配置了延迟加载的各种bean都还未产生,它们只在需要的时候出现。
所以我们无法直接的创建一个Map<String,Object>来持有这些bean的实例,在这里要注意,我们要储存的是bean的定义,而非实例。
那么接下来,又是一个祖宗级别的接口要出现了,来看BeanDefinition。
(2) BeanDefinition
这个便是spring中的bean定义接口,所以其实我们工厂里持有的bean定义,就是一堆这个玩意,或者是他的实现类和子接口。这个接口并非直接的祖宗接口,他所继承的两个接口一个是core下面的AttributeAccessor,继承这个接口就以为这我们的bean定义接口同样具有处理属性的能力,而另外一个是beans下面的BeanMetadataElement,字面翻译这个接口就是bean的元数据元素,它可以获得bean的配置定义的一个元素。在XML文件中来说,就是会持有一个bean标签。

package org.springframework.beans.factory.config; import org.springframework.beans.BeanMetadataElement; import org.springframework.beans.MutablePropertyValues; import org.springframework.core.AttributeAccessor; public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement { String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON; String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE; int ROLE_APPLICATION = 0; int ROLE_SUPPORT = 1; int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2; String getParentName(); void setParentName(String parentName); String getBeanClassName(); void setBeanClassName(String beanClassName); String getFactoryBeanName(); void setFactoryBeanName(String factoryBeanName); String getFactoryMethodName(); void setFactoryMethodName(String factoryMethodName); String getScope(); void setScope(String scope); boolean isLazyInit(); void setLazyInit(boolean lazyInit); String[] getDependsOn(); void setDependsOn(String[] dependsOn); boolean isAutowireCandidate(); void setAutowireCandidate(boolean autowireCandidate); boolean isPrimary(); void setPrimary(boolean primary); ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues(); MutablePropertyValues getPropertyValues(); boolean isSingleton(); boolean isPrototype(); boolean isAbstract(); int getRole(); String getDescription(); String getResourceDescription(); BeanDefinition getOriginatingBeanDefinition(); } 复制代码
仔细观看,能发现beanDefinition中有两个方法分别是String[] getDependsOn()和void setDependsOn(String[] dependsOn),这两个方法就是获取依赖的beanName和设置依赖的beanName,这样就好办了,只要我们有一个BeanDefinition,就可以完全的产生一个完整的bean实例。
那么知道了上述两个接口,我相信不少人甚至不看源码都已经猜到spring是如何做的了。没错,就是让bean工厂持有一个Map<String,BeanDefinition>,这样就可以在任何时候我们想用哪个bean,取到它的bean定义,我们就可以创造出一个新鲜的实例。
接口当然不可能持有这样一个对象,那么这个对象一定是在BeanFactory的某个实现类或者抽象实现类当中所持有的,上面我们说了BeanFactory的继承关系,我们发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory。
(3)DefaultListableBeanFactory
它的源码为:
package org.springframework.beans.factory.support;
/**
* Default implementation of the
* based on bean definition objects.
*
* <p>Can be used as a standalone bean factory, or as a superclass for custom
* bean factories. Note that readers for specific bean definition formats are
* typically implemented separately rather than as bean factory subclasses:.
*
*/
@SuppressWarnings("serial")
public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {
private static Class<?> javaxInjectProviderClass = null;
static {
ClassLoader cl = DefaultListableBeanFactory.class.getClassLoader();
try {
javaxInjectProviderClass = cl.loadClass("javax.inject.Provider");
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
// JSR-330 API not available - Provider interface simply not supported then.
}
}
/** Map from serialized id to factory instance */
private static final Map<String, Reference<DefaultListableBeanFactory>> serializableFactories =
new ConcurrentHashMap<String, Reference<DefaultListableBeanFactory>>(8);
/** Optional id for this factory, for serialization purposes */
private String serializationId;
.
.
.
/** Map of bean definition objects, keyed by bean name */
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(64);
/** Map of singleton and non-singleton bean names keyed by dependency type */
private final Map<Class<?>, String[]> allBeanNamesByType = new ConcurrentHashMap<Class<?>, String[]>(64);
/** Map of singleton-only bean names keyed by dependency type */
private final Map<Class<?>, String[]> singletonBeanNamesByType = new ConcurrentHashMap<Class<?>, String[]>(64);
/** List of bean definition names, in registration order */
private final List<String> beanDefinitionNames = new ArrayList<String>();
/**
* Create a new DefaultListableBeanFactory.
*/
public DefaultListableBeanFactory() {
super();
}
/**
* Create a new DefaultListableBeanFactory with the given parent.
* @param parentBeanFactory the parent BeanFactory
*/
public DefaultListableBeanFactory(BeanFactory parentBeanFactory) {
super(parentBeanFactory);
}
/**
* Set a custom autowire candidate resolver for this BeanFactory to use
* when deciding whether a bean definition should be considered as a
* candidate for autowiring.
*/
public void setAutowireCandidateResolver(final AutowireCandidateResolver autowireCandidateResolver) {
Assert.notNull(autowireCandidateResolver, "AutowireCandidateResolver must not be null");
if (autowireCandidateResolver instanceof BeanFactoryAware) {
if (System.getSecurityManager() != null) {
final BeanFactory target = this;
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() {
public Object run() {
((BeanFactoryAware) autowireCandidateResolver).setBeanFactory(target);
return null;
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
((BeanFactoryAware) autowireCandidateResolver).setBeanFactory(this);
}
}
this.autowireCandidateResolver = autowireCandidateResolver;
}
/**
* Return the autowire candidate resolver for this BeanFactory (never {@code null}).
*/
public AutowireCandidateResolver getAutowireCandidateResolver() {
return this.autowireCandidateResolver;
}
@Override
public void copyConfigurationFrom(ConfigurableBeanFactory otherFactory) {
super.copyConfigurationFrom(otherFactory);
if (otherFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
DefaultListableBeanFactory otherListableFactory = (DefaultListableBeanFactory) otherFactory;
this.allowBeanDefinitionOverriding = otherListableFactory.allowBeanDefinitionOverriding;
this.allowEagerClassLoading = otherListableFactory.allowEagerClassLoading;
this.autowireCandidateResolver = otherListableFactory.autowireCandidateResolver;
this.resolvableDependencies.putAll(otherListableFactory.resolvableDependencies);
}
}
//---------------------------------------------------------------------
// Implementation of ListableBeanFactory interface
//---------------------------------------------------------------------
public <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException {
Assert.notNull(requiredType, "Required type must not be null");
String[] beanNames = getBeanNamesForType(requiredType);
if (beanNames.length > 1) {
ArrayList<String> autowireCandidates = new ArrayList<String>();
for (String beanName : beanNames) {
if (getBeanDefinition(beanName).isAutowireCandidate()) {
autowireCandidates.add(beanName);
}
}
if (autowireCandidates.size() > 0) {
beanNames = autowireCandidates.toArray(new String[autowireCandidates.size()]);
}
}
if (beanNames.length == 1) {
return getBean(beanNames[0], requiredType);
}
else if (beanNames.length > 1) {
T primaryBean = null;
for (String beanName : beanNames) {
T beanInstance = getBean(beanName, requiredType);
if (isPrimary(beanName, beanInstance)) {
if (primaryBean != null) {
throw new NoUniqueBeanDefinitionException(requiredType, beanNames.length,
"more than one ‘primary‘ bean found of required type: " + Arrays.asList(beanNames));
}
primaryBean = beanInstance;
}
}
if (primaryBean != null) {
return primaryBean;
}
throw new NoUniqueBeanDefinitionException(requiredType, beanNames);
}
else if (getParentBeanFactory() != null) {
return getParentBeanFactory().getBean(requiredType);
}
else {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(requiredType);
}
}
@Override
public boolean containsBeanDefinition(String beanName) {
Assert.notNull(beanName, "Bean name must not be null");
return this.beanDefinitionMap.containsKey(beanName);
}
public int getBeanDefinitionCount() {
return this.beanDefinitionMap.size();
}
public String[] getBeanDefinitionNames() {
synchronized (this.beanDefinitionMap) {
if (this.frozenBeanDefinitionNames != null) {
return this.frozenBeanDefinitionNames;
}
else {
return StringUtils.toStringArray(this.beanDefinitionNames);
}
}
}
public String[] getBeanNamesForType(Class<?> type) {
return getBeanNamesForType(type, true, true);
}
public String[] getBeanNamesForType(Class<?> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit) {
if (!isConfigurationFrozen() || type == null || !allowEagerInit) {
return doGetBeanNamesForType(type, includeNonSingletons, allowEagerInit);
}
Map<Class<?>, String[]> cache =
(includeNonSingletons ? this.allBeanNamesByType : this.singletonBeanNamesByType);
String[] resolvedBeanNames = cache.get(type);
if (resolvedBeanNames != null) {
return resolvedBeanNames;
}
resolvedBeanNames = doGetBeanNamesForType(type, includeNonSingletons, allowEagerInit);
cache.put(type, resolvedBeanNames);
return resolvedBeanNames;
}
private String[] doGetBeanNamesForType(Class<?> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit) {
List<String> result = new ArrayList<String>();
// Check all bean definitions.
String[] beanDefinitionNames = getBeanDefinitionNames();
for (String beanName : beanDefinitionNames) {
// Only consider bean as eligible if the bean name
// is not defined as alias for some other bean.
if (!isAlias(beanName)) {
try {
RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
// Only check bean definition if it is complete.
if (!mbd.isAbstract() && (allowEagerInit ||
((mbd.hasBeanClass() || !mbd.isLazyInit() || this.allowEagerClassLoading)) &&
!requiresEagerInitForType(mbd.getFactoryBeanName()))) {
// In case of FactoryBean, match object created by FactoryBean.
boolean isFactoryBean = isFactoryBean(beanName, mbd);
boolean matchFound = (allowEagerInit || !isFactoryBean || containsSingleton(beanName)) &&
(includeNonSingletons || isSingleton(beanName)) && isTypeMatch(beanName, type);
if (!matchFound && isFactoryBean) {
// In case of FactoryBean, try to match FactoryBean instance itself next.
beanName = FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName;
matchFound = (includeNonSingletons || mbd.isSingleton()) && isTypeMatch(beanName, type);
}
if (matchFound) {
result.add(beanName);
}
}
}
catch (CannotLoadBeanClassException ex) {
if (allowEagerInit) {
throw ex;
}
// Probably contains a placeholder: let‘s ignore it for type matching purposes.
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Ignoring bean class loading failure for bean ‘" + beanName + "‘", ex);
}
onSuppressedException(ex);
}
catch (BeanDefinitionStoreException ex) {
if (allowEagerInit) {
throw ex;
}
// Probably contains a placeholder: let‘s ignore it for type matching purposes.
if (this.logger.isDebugEnabled()) {
this.logger.debug("Ignoring unresolvable metadata in bean definition ‘" + beanName + "‘", ex);
}
onSuppressedException(ex);
}
}
}
.
.
.
.
.
}
其中
private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>();
让bean工厂持有一个Map<String,BeanDefinition>,这样就可以在任何时候我们想用哪个bean,取到它的bean定义,我们就可以创造出一个新鲜的实例。
那么从现在来看,我们需要什么才能把Map填充呢?也就是初始化bean工厂呢,或者说建立IOC容器。我首先列出来以下几步。
1.需要一个File指向我们的XML文件(本文的配置文件都已XML为例,因为这是我们最熟悉的),专业点可以叫资源定位,简单点可以说我们需要一些工具来完成找到XML文件的所在位置。
2.需要一个Reader来读取我们的XML文件,专业点叫DOM解析,简单点说,就是把XML文件的各种定义都给拿出来。
3.需要将读出来的数据都设置到Map当中。
那么从现在来看,我们需要什么才能把Map填充呢?也就是初始化bean工厂呢,或者说建立IOC容器。
1.需要一个File指向我们的XML文件(本文的配置文件都已XML为例,因为这是我们最熟悉的),专业点可以叫资源定位,简单点可以说我们需要一些工具来完成找到XML文件的所在位置。
2.需要一个Reader来读取我们的XML文件,专业点叫DOM解析,简单点说,就是把XML文件的各种定义都给拿出来。
3.需要将读出来的数据都设置到Map当中。
这三步总结起来就是定位、解析、注册。
spring提供了许多IOC容器的实现。比如XmlBeanFactory,ClasspathXmlApplicationContext等。其中XmlBeanFactory就是针对最基本的ioc容器的实现,这个IOC容器可以读取XML文件定义的BeanDefinition(XML文件中对bean的描述),如果说XmlBeanFactory是容器中的屌丝,ApplicationContext应该算容器中的高帅富.
XmlBeanFactory源码如下:
package org.springframework.beans.factory.xml; import org.springframework.beans.BeansException; import org.springframework.beans.factory.BeanFactory; import org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory; import org.springframework.core.io.Resource; /** * Convenience extension of {@link DefaultListableBeanFactory} that reads bean definitions * from an XML document. Delegates to {@link XmlBeanDefinitionReader} underneath; effectively * equivalent to using an XmlBeanDefinitionReader with a DefaultListableBeanFactory. * * <p>The structure, element and attribute names of the required XML document * are hard-coded in this class. (Of course a transform could be run if necessary * to produce this format). "beans" doesn‘t need to be the root element of the XML * document: This class will parse all bean definition elements in the XML file.*/ @Deprecated @SuppressWarnings({"serial", "all"}) public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory { private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this); /** * Create a new XmlBeanFactory with the given resource, * which must be parsable using DOM. * @param resource XML resource to load bean definitions from * @throws BeansException in case of loading or parsing errors */ public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException { this(resource, null); } /** * Create a new XmlBeanFactory with the given input stream, * which must be parsable using DOM. * @param resource XML resource to load bean definitions from * @param parentBeanFactory parent bean factory * @throws BeansException in case of loading or parsing errors */ public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException { super(parentBeanFactory); this.reader.loadBeanDefinitions(resource); } }
直接上代码,我们还使用Person类作为一个Bean。
package com.springframework.beans.test; public class Person { public void work(){ System.out.println("I am working"); } }
我们还需要写一个简单的XML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-2.5.xsd"> <bean id="person" class="com.springframework.beans.test.Person"></bean> </beans>
下面是我们根据上述的思路写一段程序。
package com.springframework.beans.test; import org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory; import org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader; import org.springframework.core.io.ClassPathResource; public class TestDefaultListableBeanFactory { public static void main(String[] args) { ClassPathResource classPathResource = new ClassPathResource("beans.xml"); DefaultListableBeanFactory defaultListableBeanFactory = new DefaultListableBeanFactory(); XmlBeanDefinitionReader xmlBeanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(defaultListableBeanFactory); xmlBeanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(classPathResource); System.out.println("numbers: " + defaultListableBeanFactory.getBeanDefinitionCount()); ((Person)defaultListableBeanFactory.getBean("person")).work(); } }
对于xmlbeanfactory,代码为:
//根据Xml配置文件创建Resource资源对象,该对象中包含了BeanDefinition的信息 ClassPathResource resource =new ClassPathResource("application-context.xml"); //创建DefaultListableBeanFactory DefaultListableBeanFactory factory =new DefaultListableBeanFactory(); //创建XmlBeanDefinitionReader读取器,用于载入BeanDefinition。之所以需要BeanFactory作为参数,是因为会将读取的信息回调配置给factory XmlBeanDefinitionReader reader =new XmlBeanDefinitionReader(factory); //XmlBeanDefinitionReader执行载入BeanDefinition的方法,最后会完成Bean的载入和注册。完成后Bean就成功的放置到IOC容器当中,以后我们就可以从中取得Bean来使用 reader.loadBeanDefinitions(resource);
对于ApplicationContext ,代码为
package com.springframework.beans.test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext;
public class TestApplicationContext {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:beans.xml");
System.out.println("numbers: " + applicationContext.getBeanDefinitionCount());
((Person)applicationContext.getBean("person")).work();
}
}
原文:http://www.cnblogs.com/yuanfuqiang/p/5834496.html