Spring IoC容器的体系结构（初涉）

1. 依赖注入（Dependency Injection）和控制反转（Inversion of Control）（待补充）

"The question is, what aspect of control are [they] inverting?" Martin Fowler posed this question about Inversion of Control (IoC) on his site in 2004.

2. Spring IoC 容器的体系结构

在 Spring 中，最顶层的 IoC 容器接口是 BeanFactory。它定义了 IoC 容器的基本功能规范，但不关心你的 bean 是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口一点都不关心。且看它的规范：

public interface BeanFactory {    
 
    //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 = "&"; 
    
    //根据bean的名字，获取在IOC容器中得到bean实例    
    Object getBean(String name) throws BeansException;    

    //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。    
    Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;    

	//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);    

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

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

	//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 有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和 AutowireCapableBeanFactory。那为何要定义这么多的子接口呢？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，它们主要是为了区分在 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。最终 Spring 中默认提供的集结了它们所有特性的 IoC 容器是 DefaultListableBeanFactory。它的 UML 结构图如下：

 

如果说 BeanFactory 是个屌丝容器规范，那么 ApplicationContext 就是个高富帅容器规范。它除了能够提供 IoC 容器的基本功能外，还增加了国际化、事件的传播、资源的加载，和透明地创建上下文等附加服务。且看它的 UML 结构：

 

3. Spring IoC 容器的初始化过程

取 ApplicationContext 的一个标准实现 ClassPathXmlApplicationContext 作为分析案列。当执行

ClassPathXmlApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext(FQ_SIMPLE_CONTEXT);

跟进代码发现最终执行的构造函数里做了三件事

/**
 * Create a new ClassPathXmlApplicationContext with the given parent,
 * loading the definitions from the given XML files.
 * @param configLocations array of resource locations
 * @param refresh whether to automatically refresh the context,
 * loading all bean definitions and creating all singletons.
 * Alternatively, call refresh manually after further configuring the context.
 * @param parent the parent context
 * @throws BeansException if context creation failed
 * @see #refresh()
 */
public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
		throws BeansException {
    
    // 初始化基类
    // 在初始化`AbstractApplicationContext`时，设置资源匹配解析器（`resourcePatternResolver`）为`PathMatchingResourcePatternResolver`
    super(parent);

    // 1. 设置资源的配置路径
    setConfigLocations(configLocations);

    // 2. 刷新容器，未启动状态即启动容器
    if (refresh) {
        refresh();
    }
}

方法的注释写的很清楚：

1. 使用给定的父对象创建新的 ClassPathXmlApplicationContext
2. 从给定的 XML 文件配置里加载所有 Bean 的定义信息并为之创建单例对象
3. 配置完上下文后手动刷新（启动）容器
    

这个方法相对比较简单，而定义在 AbstractApplicationContext 的 refresh() 方法，它是个模板方法，规范了容器启动的步骤，代码如下

@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
	synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
		// 1. 为启动容器做准备
		// Prepare this context for refreshing
		prepareRefresh();

		// 2. 告诉子类去刷新内部的bean工厂
		// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
		ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();

		// 3. 准备bean工厂在上下文的使用
		// Prepare the bean factory for use in this context.
		prepareBeanFactory(beanFactory);

		try {
			// 4. 允许bean工厂在上下文中的子类进行后处理
			// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
			postProcessBeanFactory(beanFactory);

			// 5. 调用以bean形式注册在上下文里的工厂处理器
			// Invoke factory processors registered as beans in the context.
			invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);

			// 6. 注册拦截bean创建的bean处理器
			// Register bean processors that intercept bean creation.
			registerBeanPostProcessors(beanFactory);

			// 7. 初始化上下文的消息资源（国际化）
			// Initialize message source for this context.
			initMessageSource();

			// 8. 初始化上下文的事件广播器
			// Initialize event multicaster for this context.
			initApplicationEventMulticaster();

			// 9. 初始化上下文里指定子类其他指定的bean
			// Initialize other special beans in specific context subclasses.
			onRefresh();

			// 10. 检查事件监听器并注册
			// Check for listener beans and register them.
			registerListeners();

			// 11. 初始化剩余的（非延迟加载）单例Beans
			// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
			finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);

			// 12. 发布一致的事件
			// Last step: publish corresponding event.
			finishRefresh();
		}
		catch (BeansException ex) {
			if (logger.isWarnEnabled()) {
				logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
						"cancelling refresh attempt: " + ex);
			}

			// 1. 销毁已经创建的单例避免资源的挂起
			// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
			destroyBeans();

			// 2. 重置“激活”状态
			// Reset 'active' flag.
			cancelRefresh(ex);

			// Propagate exception to caller.
			throw ex;
		}
		finally {
			// 当我们可能不再为单例Beans需要元数据时，重置在Spring Core模块中通用内省的缓存
			// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
			// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
			resetCommonCaches();
		}
	}
}