关于java:Spring核心原理之IoC容器初体验2

本文节选自《Spring 5外围原理》

1 IoC与DI基本概念

IoC（Inversion of Control，管制反转）就是把原来代码里须要实现的对象创立、依赖，反转给容器来帮忙实现。咱们须要创立一个容器，同时须要一种形容来让容器晓得要创立的对象与对象的关系。这个形容最具体的体现就是咱们所看到的配置文件。

DI（Dependency Injection，依赖注入）就是指对象被动承受依赖类而不本人被动去找，换句话说，就是指对象不是从容器中查找它依赖的类，而是在容器实例化对象时被动将它依赖的类注入给它。
咱们先从本人设计的视角来思考。
（1）对象与对象的关系怎么示意？
能够用XML、properties等语义化配置文件示意。
（2）形容对象关系的文件寄存在哪里？
可能是classpath、filesystem或者URL网络资源、servletContext等。
（3）不同的配置文件对对象的形容不一样，如规范的、自定义申明式的，如何对立？
在外部须要有一个对立的对于对象的定义，所有内部的形容都必须转化成对立的形容定义。
（4）如何对不同的配置文件进行解析？
须要对不同的配置文件语法采纳不同的解析器。

2 Spring外围容器类图

2.1. BeanFactory

Spring中Bean的创立是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂，即IoC容器，为开发者治理对象之间的依赖关系提供了很多便当和根底服务，在Spring中有许多IoC容器的实现供用户抉择，其互相关系如下图所示。

其中，BeanFactory作为最顶层的一个接口类，定义了IoC容器的基本功能标准，BeanFactory有三个重要的子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory和AutowireCapableBeanFactory。然而从类图中咱们能够发现最终的默认实现类是DefaultListableBeanFactory，它实现了所有的接口。那么为何要定义这么多层次的接口呢？查阅这些接口的源码和阐明发现，每个接口都有它的应用场合，次要是为了辨别在Spring外部操作过程中对象的传递和转化，对对象的数据拜访所做的限度。例如，ListableBeanFactory接口示意这些Bean可列表化，而HierarchicalBeanFactory示意这些Bean是有继承关系的，也就是每个Bean可能有父Bean。AutowireCapableBeanFactory接口定义Bean的主动拆卸规定。这三个接口独特定义了Bean的汇合、Bean之间的关系及Bean行为。最根本的IoC容器接口是BeanFactory，来看一下它的源码：


public interface BeanFactory {
 
   //对FactoryBean的本义定义，因为如果应用Bean的名字检索FactoryBean失去的对象是工厂生成的对象
   //如果须要失去工厂自身，须要本义
   String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

   //依据Bean的名字，获取在IoC容器中失去的Bean实例
   Object getBean(String name) throws BeansException;

   //依据Bean的名字和Class类型来失去Bean实例，减少了类型平安验证机制
   <T> T getBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType) throws BeansException;
  
   Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
    <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
    <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;

   //提供对Bean的检索，看看在IoC容器中是否有这个名字的Bean
   boolean containsBean(String name);
  
   //依据Bean的名字失去Bean实例，同时判断这个Bean是不是单例
   boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
   boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
   boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws
 NoSuchBeanDefinitionException;
   boolean isTypeMatch(String name, @Nullable Class<?> typeToMatch) throws
 NoSuchBeanDefinitionException;
  
   //失去Bean实例的Class类型
   @Nullable
   Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    //失去Bean的别名，如果依据别名检索，那么其原名也会被检索进去
   String[] getAliases(String name);

}

在BeanFactory里只对IoC容器的根本行为做了定义，基本不关怀你的Bean是如何定义及怎么加载的。正如咱们只关怀能从工厂里失去什么产品，不关怀工厂是怎么生产这些产品的。
要晓得工厂是如何产生对象的，咱们须要看具体的IoC容器实现，Spring提供了许多IoC容器实现，比方GenericApplicationContext、ClasspathXmlApplicationContext等。
ApplicationContext是Spring提供的一个高级的IoC容器，它除了可能提供IoC容器的基本功能，还为用户提供了以下附加服务。

（1）反对信息源，能够实现国际化（实现MessageSource接口）。
（2）拜访资源（实现ResourcePatternResolver接口，前面章节会讲到）。
（3）反对利用事件（实现ApplicationEventPublisher接口）。

2.2. BeanDefinition

BeanDefinition 用于保留 Bean 的相干信息，包含属性、构造方法参数、依赖的 Bean 名称及是否单例、提早加载等，它相当于实例化 Bean 的原材料，Spring 就是依据 BeanDefinition 中的信息实例化 Bean。，其继承体系如下图所示。

2.3. BeanDefinitionReader

Bean的解析过程非常复杂，性能被分得很细，因为这里须要被扩大的中央很多，必须保障足够的灵活性，以应答可能的变动。Bean的解析次要就是对Spring配置文件的解析。这个解析过程次要通过BeanDefinitionReader来实现，看看Spring中BeanDefinitionReader的类结构图，如下图所示。

通过后面的剖析，咱们对Spring框架体系有了一个根本的宏观理解，心愿“小伙伴们”好好了解，最好在脑海中造成画面，为当前的学习打下良好的根底。

3 基于Web的IoC容器初体验

咱们还是从大家最相熟的DispatcherServlet开始，最先想到的应该是DispatcherServlet的init()办法。咱们在DispatherServlet中并没有找到init()办法，通过摸索，在其父类HttpServletBean中找到了，代码如下：


@Override
public final void init() throws ServletException {
   if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Initializing servlet '" + getServletName() + "'");
   }

   PropertyValues pvs = new ServletConfigPropertyValues(getServletConfig(),
 this.requiredProperties);
   if (!pvs.isEmpty()) {
      try {
         //定位资源
         BeanWrapper bw = PropertyAccessorFactory.forBeanPropertyAccess(this);
         //加载配置信息
         ResourceLoader resourceLoader = new ServletContextResourceLoader(getServletContext());
         bw.registerCustomEditor(Resource.class, new ResourceEditor(resourceLoader, 
getEnvironment()));
         initBeanWrapper(bw);
         bw.setPropertyValues(pvs, true);
      }
      catch (BeansException ex) {
         if (logger.isErrorEnabled()) {
            logger.error("Failed to set bean properties on servlet '" + getServletName() + "'", ex);
         }
         throw ex;
      }
   }

   initServletBean();

   if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Servlet '" + getServletName() + "' configured successfully");
   }
}

在init()办法中，真正实现初始化容器动作的代码其实在initServletBean()办法中，咱们持续跟进：

@Override
protected final void initServletBean() throws ServletException {
   getServletContext().log("Initializing Spring FrameworkServlet '" + getServletName() + "'");
   if (this.logger.isInfoEnabled()) {
      this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization started");
   }
   long startTime = System.currentTimeMillis();

   try {
      this.webApplicationContext = initWebApplicationContext();
      initFrameworkServlet();
   }
   catch (ServletException ex) {
      this.logger.error("Context initialization failed", ex);
      throw ex;
   }
   catch (RuntimeException ex) {
      this.logger.error("Context initialization failed", ex);
      throw ex;
   }

   if (this.logger.isInfoEnabled()) {
      long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
      this.logger.info("FrameworkServlet '" + getServletName() + "': initialization completed 
            in " + elapsedTime + " ms");
   }
}

在下面的代码中终于看到了似曾相识的代码initWebApplicationContext()，持续跟进：

protected WebApplicationContext initWebApplicationContext() {

   //先从ServletContext中取得父容器WebApplicationContext
   WebApplicationContext rootContext =
         WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext());
   //申明子容器
   WebApplicationContext wac = null;

   //建设父、子容器之间的关联关系
   if (this.webApplicationContext != null) {
      wac = this.webApplicationContext;
      if (wac instanceof ConfigurableWebApplicationContext) {
         ConfigurableWebApplicationContext cwac = (ConfigurableWebApplicationContext) wac;
         if (!cwac.isActive()) {
            if (cwac.getParent() == null) {
               cwac.setParent(rootContext);
            }
            configureAndRefreshWebApplicationContext(cwac);
         }
      }
   }
   //先去ServletContext中查找Web容器的援用是否存在，并创立好默认的空IoC容器
   if (wac == null) {
      wac = findWebApplicationContext();
   }
   //给上一步创立好的IoC容器赋值
   if (wac == null) {
      wac = createWebApplicationContext(rootContext);
   }
   //触发onRefresh()办法
   if (!this.refreshEventReceived) {
      onRefresh(wac);
   }

   if (this.publishContext) {
      String attrName = getServletContextAttributeName();
      getServletContext().setAttribute(attrName, wac);
      if (this.logger.isDebugEnabled()) {
         this.logger.debug("Published WebApplicationContext of servlet '" + getServletName() +
               "' as ServletContext attribute with name [" + attrName + "]");
      }
   }

   return wac;
}

@Nullable
protected WebApplicationContext findWebApplicationContext() {
   String attrName = getContextAttribute();
   if (attrName == null) {
      return null;
   }
   WebApplicationContext wac =
         WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(getServletContext(), attrName);
   if (wac == null) {
      throw new IllegalStateException("No WebApplicationContext found: initializer not registered?");
   }
   return wac;
}

protected WebApplicationContext createWebApplicationContext(@Nullable ApplicationContext parent) {
   Class<?> contextClass = getContextClass();
   if (this.logger.isDebugEnabled()) {
      this.logger.debug("Servlet with name '" + getServletName() +
            "' will try to create custom WebApplicationContext context of class '" +
            contextClass.getName() + "'" + ", using parent context [" + parent + "]");
   }
   if (!ConfigurableWebApplicationContext.class.isAssignableFrom(contextClass)) {
      throw new ApplicationContextException(
            "Fatal initialization error in servlet with name '" + getServletName() +
            "': custom WebApplicationContext class [" + contextClass.getName() +
            "] is not of type ConfigurableWebApplicationContext");
   }
   ConfigurableWebApplicationContext wac =
         (ConfigurableWebApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);

   wac.setEnvironment(getEnvironment());
   wac.setParent(parent);
   String configLocation = getContextConfigLocation();
   if (configLocation != null) {
      wac.setConfigLocation(configLocation);
   }
   configureAndRefreshWebApplicationContext(wac);

   return wac;
}
protected void configureAndRefreshWebApplicationContext(ConfigurableWebApplicationContext wac) {
   if (ObjectUtils.identityToString(wac).equals(wac.getId())) {
      if (this.contextId != null) {
         wac.setId(this.contextId);
      }
      else {
         wac.setId(ConfigurableWebApplicationContext.APPLICATION_CONTEXT_ID_PREFIX +
               ObjectUtils.getDisplayString(getServletContext().getContextPath()) + '/' + getServletName());
      }
   }

   wac.setServletContext(getServletContext());
   wac.setServletConfig(getServletConfig());
   wac.setNamespace(getNamespace());
   wac.addApplicationListener(new SourceFilteringListener(wac, new ContextRefreshListener()));

   ConfigurableEnvironment env = wac.getEnvironment();
   if (env instanceof ConfigurableWebEnvironment) {
      ((ConfigurableWebEnvironment) env).initPropertySources(getServletContext(),
 getServletConfig());
   }

   postProcessWebApplicationContext(wac);
   applyInitializers(wac);
   wac.refresh();
}

从下面的代码能够看出，在configAndRefreshWebApplicationContext()办法中调用了refresh()办法，这是真正启动IoC容器的入口，前面会具体介绍。IoC容器初始化当前，调用了DispatcherServlet的onRefresh()办法，在onRefresh()办法中又间接调用initStrategies()办法初始化Spring MVC的九大组件：

@Override
protected void onRefresh(ApplicationContext context) {
   initStrategies(context);
}

//初始化策略
protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
   //多文件上传的组件
   initMultipartResolver(context);
   //初始化本地语言环境
   initLocaleResolver(context);
   //初始化模板处理器
   initThemeResolver(context);
   //初始化handlerMapping
   initHandlerMappings(context);
   //初始化参数适配器
   initHandlerAdapters(context);
   //初始化异样拦截器
   initHandlerExceptionResolvers(context);
   //初始化视图预处理器
   initRequestToViewNameTranslator(context);
   //初始化视图转换器
   initViewResolvers(context);
   //初始化Flashmap管理器
   initFlashMapManager(context);
}

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关于java:Spring核心原理之IoC容器初体验2

1 IoC与DI基本概念

2 Spring外围容器类图

2.1. BeanFactory

2.2. BeanDefinition

2.3. BeanDefinitionReader

3 基于Web的IoC容器初体验

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