Spring IOC容器源码浅析

控制反转（Inversion of Control，英文缩写为IoC）是一个重要的面向对象编程的法则来削减计算机程序的耦合问题，也是轻量级的Spring框架的核心。控制反转一般分为两种类型，依赖注入（Dependency Injection，简称DI）和依赖查找。依赖注入应用比较广泛。把控制权从具体的对象手中交给平台或者是框架。

2 BeanFactory是基本的功能接口

public interface BeanFactory {

    //这里是对FactoryBean的转义定义，因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象，
    //如果需要得到工厂本身，需要转义       
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";


    //这里根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。
    Object getBean(String name) throws BeansException;

    //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，和上面的方法不同在于它会抛出异常：如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。
    Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;

    //这里提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean
    boolean containsBean(String name);

    //这里根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单件
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //这里对得到bean实例的Class类型
    Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //这里得到bean的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来
    String[] getAliases(String name);

}

BeanFactory只是对IOC容器中的基本行为作了定义，但是并没有管理如何加载baen.XmlBeanFactory和ApplicationContext都实现了BeanFactory

spring提供了一个BeanFactory的基本实现----xmlBaenFactory.AbstractBeanFactory,DefaultListableBeanFactory这些抽象类为其提供模板服务.Resource接口来抽象Bean的数据

对XML定义文件的解释委托给XmlBeanDefinitionReader来完成。

XmlBeanFacotry的使用过程。

    ClassPathResource res = new ClassPathResource("beans.xml");
    DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
    XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
    reader.loadBeanDefinitions(res);

创建IOC配置文件的抽象资源
创建一个BeanFactory
把XmlBeanDefinitionReader配置给BeanFactory
XmlBeanDefinitionReader完成资源的解释，完成对IOC容器的加载

XmlBeanFactory的源代码

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {
    //这里为容器定义了一个默认使用的bean定义读取器
    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }
    //在初始化函数中使用读取器来对资源进行读取，得到bean定义信息。
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }

XmlBeanFactoy和ApplicationContext的区别,XmlBeanFactory不具备定义资源的能力，

ApplicationContext

   ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);

继承Messagesource，可以支持不同的信息源

访问资源，ResourceLoader和Resource，可以从不同的地方来获取Bean的定义资源

支持应用事件，继承了ApplicationEvnetPublisher接口

ApplicationContext允许上下文嵌套 - 通过保持父上下文可以维持一个上下文体系 - 这个体系我们在以后对Web容器中的上下文环境的分析中可以清楚地看到。对于bean的查找可以在这个上下文体系中发生，首先检查当前上下文，其次是父上下文，逐级向上，这样为不同的Spring应用提供了一个共享的bean定义环境。这个我们在分析Web容器中的上下文环境时也能看到。
ApplicationContext提供IoC容器的主要接口，在其体系中有许多抽象子类比如AbstractApplicationContext为具体的BeanFactory的实现，比如FileSystemXmlApplicationContext和 ClassPathXmlApplicationContext提供上下文的模板，使得他们只需要关心具体的资源定位问题。当应用程序代码实例化 FileSystemXmlApplicationContext的时候，得到IoC容器的一种具体表现 - ApplicationContext，从而应用程序通过ApplicationContext来管理对bean的操作。
BeanFactory 是一个接口，在实际应用中我们一般使用ApplicationContext来使用IOC容器，它们也是IOC容器展现给应用开发者的使用接口。对应用程序开发者来说，可以认为BeanFactory和ApplicationFactory在不同的使用层面上代表了SPRING提供的IOC容器服务。

FileSystemXmlApplicationContext简历IOC容器

   ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);
    public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
            throws BeansException {
        super(parent);
        this.configLocations = configLocations;
        if (refresh) {
          　//这里是IoC容器的初始化过程，其初始化过程的大致步骤由AbstractApplicationContext来定义
            refresh();
        }
    }

refresh的模板在AbstractApplicationContext:refresh的模板在AbstractApplicationContext:refresh的模板在AbstractApplicationContext:

    public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
            synchronized (this.activeMonitor) {
                this.active = true;
            }

            // 这里需要子类来协助完成资源位置定义,bean载入和向IOC容器注册的过程
            refreshBeanFactory();
            ............
     }

这个方法包含了整个BeanFactory初始化的过程，对于特定的FileSystemXmlBeanFactory,我们看到定位资源位置由refreshBeanFactory()来实现：

在AbstractXmlApplicationContext中定义了对资源的读取过程，默认由XmlBeanDefinitionReader来读取：

    protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws IOException {
        // 这里使用XMLBeanDefinitionReader来载入bean定义信息的XML文件
        XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);

        //这里配置reader的环境，其中ResourceLoader是我们用来定位bean定义信息资源位置的
        ///因为上下文本身实现了ResourceLoader接口，所以可以直接把上下文作为ResourceLoader传递给XmlBeanDefinitionReader
        beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
        beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));

        initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
        //这里转到定义好的XmlBeanDefinitionReader中对载入bean信息进行处理
        loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);

转到beanDefinitionReader中进行处理：

    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
        Resource[] configResources = getConfigResources();
        if (configResources != null) {
            //调用XmlBeanDefinitionReader来载入bean定义信息。
            reader.loadBeanDefinitions(configResources);
        }
        String[] configLocations = getConfigLocations();
        if (configLocations != null) {
            reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
        }
    }

转到beanDefinitionReader中进行处理：

    protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
        Resource[] configResources = getConfigResources();
        if (configResources != null) {
            //调用XmlBeanDefinitionReader来载入bean定义信息。
            reader.loadBeanDefinitions(configResources);
        }
        String[] configLocations = getConfigLocations();
        if (configLocations != null) {
            reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
        }
    }

而在作为其抽象父类的AbstractBeanDefinitionReader中来定义载入过程：

    public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {
     //这里得到当前定义的ResourceLoader,默认的我们使用DefaultResourceLoader
     ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();
     .........//如果没有找到我们需要的ResourceLoader，直接抛出异常
        if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {
            // 这里处理我们在定义位置时使用的各种pattern,需要ResourcePatternResolver来完成
            try {
                Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);
                int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);
                return loadCount;
            }
          ........
        }
        else {
            // 这里通过ResourceLoader来完成位置定位
            Resource resource = resourceLoader.getResource(location);
            // 这里已经把一个位置定义转化为Resource接口，可以供XmlBeanDefinitionReader来使用了
            int loadCount = loadBeanDefinitions(resource);
            return loadCount;
        }
    }

当我们通过ResourceLoader来载入资源，别忘了了我们的GenericApplicationContext也实现了ResourceLoader接口：

    public class GenericApplicationContext extends AbstractApplicationContext implements BeanDefinitionRegistry {
        public Resource getResource(String location) {
            //这里调用当前的loader也就是DefaultResourceLoader来完成载入
            if (this.resourceLoader != null) {
                return this.resourceLoader.getResource(location);
            }
            return super.getResource(location);
        }
    .......
    }

而我们的FileSystemXmlApplicationContext就是一个DefaultResourceLoader - GenericApplicationContext()通过DefaultResourceLoader:

    public Resource getResource(String location) {
        //如果是类路径的方式，那需要使用ClassPathResource来得到bean文件的资源对象
        if (location.startsWith(CLASSPATH_URL_PREFIX)) {
            return new ClassPathResource(location.substring(CLASSPATH_URL_PREFIX.length()), getClassLoader());
        }
        else {
            try {
                // 如果是URL方式，使用UrlResource作为bean文件的资源对象
                URL url = new URL(location);
                return new UrlResource(url);
            }
            catch (MalformedURLException ex) {
                // 如果都不是，那我们只能委托给子类由子类来决定使用什么样的资源对象了
                return getResourceByPath(location);
            }
        }
    }

我们的FileSystemXmlApplicationContext本身就是是DefaultResourceLoader的实现类，他实现了以下的接口

 protected Resource getResourceByPath(String path) {
        if (path != null && path.startsWith("/")) {
            path = path.substring(1);
        }
        //这里使用文件系统资源对象来定义bean文件
        return new FileSystemResource(path);
    }

这样代码就回到了FileSystemXmlApplicationContext中来，他提供了FileSystemResource来完成从文件系统得到配置文件的资源定义。这样，就可以从文件系统路径上对IOC配置文件进行加载 - 当然我们可以按照这个逻辑从任何地方加载，在Spring中我们看到它提供的各种资源抽象，比如ClassPathResource, URLResource,FileSystemResource等来供我们使用。上面我们看到的是定位Resource的一个过程，而这只是加载过程的一部分 - 我们回到AbstractBeanDefinitionReaderz中的loadDefinitions(resource)来看看得到代表bean文件的资源定义以后的载入过程,默认的我们使用XmlBeanDefinitionReader：

    public int loadBeanDefinitions(EncodedResource encodedResource) throws BeanDefinitionStoreException {
        .......
        try {
            //这里通过Resource得到InputStream的IO流
            InputStream inputStream = encodedResource.getResource().getInputStream();
            try {
                //从InputStream中得到XML的解析源
                InputSource inputSource = new InputSource(inputStream);
                if (encodedResource.getEncoding() != null) {
                    inputSource.setEncoding(encodedResource.getEncoding());
                }
                //这里是具体的解析和注册过程
                return doLoadBeanDefinitions(inputSource, encodedResource.getResource());
            }
            finally {
                //关闭从Resource中得到的IO流
                inputStream.close();
            }
        }
           .........
    }

    protected int doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)
            throws BeanDefinitionStoreException {
        try {
            int validationMode = getValidationModeForResource(resource);
            //通过解析得到DOM，然后完成bean在IOC容器中的注册
            Document doc = this.documentLoader.loadDocument(
                    inputSource, this.entityResolver, this.errorHandler, validationMode, this.namespaceAware);
            return registerBeanDefinitions(doc, resource);
        }
    .......
    }

protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) {
        if (delegate.isDefaultNamespace(root)) {
            NodeList nl = root.getChildNodes();
            for (int i = 0; i < nl.getLength(); i++) {
                Node node = nl.item(i);
                if (node instanceof Element) {
                    Element ele = (Element) node;
                    if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) {
                        parseDefaultElement(ele, delegate);
                    }
                    else {
                        delegate.parseCustomElement(ele);
                    }
                }
            }
        }
        else {
            delegate.parseCustomElement(root);
        }
    }

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