Spring IOC的原理及详解 |
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Spring IOC的原理及详解
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IOC简介IOC的初始化1 准备2 读取3 解析注册
注入依赖
IOC简介
为了解决对象之间的耦合度过高的问题，软件专家Michael Mattson提出了IOC理论，用来实现对象之间的“解耦”
软件系统在没有引入IOC容器之前，对象A依赖于对象B，那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候，自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B，控制权都在自己手上。软件系统在引入IOC容器之后，这种情形就完全改变了，由于IOC容器的加入，对象A与对象B之间失去了直接联系，所以，当对象A运行到需要对象B的时候，IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。
IOC (Inversion of Control，控制反转)：对象之间的依赖关系由容器来创建。本来对象之间的关系是由开发者自己创建和维护的，在使用Spring框架后，对象之间的关系由容器来创建和维护，将开发者做的事让容器做，这就是控制反转。BeanFactory接口是Spring Ioc容器的核心接口。DI (Dependecy Injection，依赖注入)：我们在使用Spring容器的时候，容器通过调用set方法或者是构造器来建立对象之间的依赖关系。注入方式有设值注入、构造注入、注解注入、接口注入(基本不用)，设值注入直观，自然；构造注入可以在构造器中决定依赖关系的顺序。
控制反转是目标，依赖注入是我们实现控制反转的一种手段。 IOC容器的技术剖析 IOC中最基本的技术就是“反射(Reflection)”编程，有关反射的概念和用法，通俗来讲就是根据给出的类名（字符串方式）来动态地生成对象。这种编程方式可以让对象在生成时才决定到底是哪一种对象。 我们可以把IOC容器的工作模式看做是工厂模式的升华，可以把IOC容器看作是一个工厂，这个工厂里要生产的对象都在配置文件中给出定义，然后利用编程语言的的反射编程，根据配置文件中给出的类名生成相应的对象。从实现来看，IOC是把以前在工厂方法里写死的对象生成代码，改变为由配置文件来定义，也就是把工厂和对象生成这两者独立分隔开来，目的就是提高灵活性和可维护性。 IOC的初始化初始化的过程主要是读取XML资源，并解析，最终注册到Bean Factory中： 加载时需要读取、解析、注册bean，这个过程具体的调用栈如下所示： 保存配置位置，并刷新 在调用ClassPathXmlApplicationContext后，先会将配置位置信息保存到configLocations，供后面解析使用，之后，会调用AbstractApplicationContext的refresh方法进行刷新： public ClassPathXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException { super(parent); // 保存位置信息，比如`com/springstudy/talentshow/talent-show.xml` setConfigLocations(configLocations); if (refresh) { // 刷新 refresh(); } } public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException { synchronized (this.startupShutdownMonitor) { // Prepare this context for refreshing. prepareRefresh(); // Tell the subclass to refresh the internal bean factory. ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory(); // Prepare the bean factory for use in this context. prepareBeanFactory(beanFactory); try { // Allows post-processing of the bean factory in context subclasses. postProcessBeanFactory(beanFactory); // Invoke factory processors registered as beans in the context. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean creation. registerBeanPostProcessors(beanFactory); // Initialize message source for this context. initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific context subclasses. onRefresh(); // Check for listener beans and register them. registerListeners(); // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. finishBeanFactoryInitialization(beanFactory); // Last step: publish corresponding event. finishRefresh(); } catch (BeansException ex) { // Destroy already created singletons to avoid dangling resources. destroyBeans(); // Reset 'active' flag. cancelRefresh(ex); // Propagate exception to caller. throw ex; } } }创建载入BeanFactory protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException { // ... ... DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); // ... ... loadBeanDefinitions(beanFactory); // ... ... }创建XMLBeanDefinitionReader protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException { // Create a new XmlBeanDefinitionReader for the given BeanFactory. XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory); // ... ... // Allow a subclass to provide custom initialization of the reader, // then proceed with actually loading the bean definitions. initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader); loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader); } 2 读取创建处理每一个resource public int loadBeanDefinitions(String location, Set actualResources) throws BeanDefinitionStoreException { // ... ... // 通过Location来读取Resource Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location); int loadCount = loadBeanDefinitions(resources); // ... ... } public int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException { Assert.notNull(resources, "Resource array must not be null"); int counter = 0; for (Resource resource : resources) { // 载入每一个resource counter += loadBeanDefinitions(resource); } return counter; }处理XML每个元素 protected void parseBeanDefinitions(Element root, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // ... ... NodeList nl = root.getChildNodes(); for (int i = 0; i Element ele = (Element) node; if (delegate.isDefaultNamespace(ele)) { // 处理每个xml中的元素，可能是import、alias、bean parseDefaultElement(ele, delegate); } else { delegate.parseCustomElement(ele); } } } // ... ... }解析和注册bean protected void processBeanDefinition(Element ele, BeanDefinitionParserDelegate delegate) { // 解析 BeanDefinitionHolder bdHolder = delegate.parseBeanDefinitionElement(ele); if (bdHolder != null) { bdHolder = delegate.decorateBeanDefinitionIfRequired(ele, bdHolder); try { // 注册 // Register the final decorated instance. BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition( bdHolder, getReaderContext().getRegistry()); } catch (BeanDefinitionStoreException ex) { getReaderContext().error("Failed to register bean definition with name '" + bdHolder.getBeanName() + "'", ele, ex); } // Send registration event. getReaderContext().fireComponentRegistered(new BeanComponentDefinition(bdHolder)); } }本步骤中，通过parseBeanDefinitionElement将XML的元素解析为BeanDefinition，然后存在BeanDefinitionHolder中，然后再利用BeanDefinitionHolder将BeanDefinition注册，实质就是把BeanDefinition的实例put进BeanFactory中。 3 解析
处理属性的值 public Object parsePropertyValue(Element ele, BeanDefinition bd, String propertyName) { String elementName = (propertyName != null) ? " element for property '" + propertyName + "'" : " element"; // ... ... if (hasRefAttribute) { // 处理引用 String refName = ele.getAttribute(REF_ATTRIBUTE); if (!StringUtils.hasText(refName)) { error(elementName + " contains empty 'ref' attribute", ele); } RuntimeBeanReference ref = new RuntimeBeanReference(refName); ref.setSource(extractSource(ele)); return ref; } else if (hasValueAttribute) { // 处理值 TypedStringValue valueHolder = new TypedStringValue(ele.getAttribute(VALUE_ATTRIBUTE)); valueHolder.setSource(extractSource(ele)); return valueHolder; } else if (subElement != null) { // 处理子类型（比如list、map等） return parsePropertySubElement(subElement, bd); } // ... ... } 注册 public static void registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry) throws BeanDefinitionStoreException { // Register bean definition under primary name. String beanName = definitionHolder.getBeanName(); registry.registerBeanDefinition(beanName, definitionHolder.getBeanDefinition()); // Register aliases for bean name, if any. String[] aliases = definitionHolder.getAliases(); if (aliases != null) { for (String alias : aliases) { registry.registerAlias(beanName, alias); } } } public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition) throws BeanDefinitionStoreException { // ...... // 将beanDefinition注册 this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition); // ...... }注册过程中，最核心的一句就是：this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition)，也就是说注册的实质就是以beanName为key，以beanDefinition为value，将其put到HashMap中。 注入依赖当完成初始化IOC容器后，如果bean没有设置lazy-init(延迟加载)属性，那么bean的实例就会在初始化IOC完成之后，及时地进行初始化。初始化时会先建立实例，然后根据配置利用反射对实例进行进一步操作，具体流程如下所示： 至此，IOC的初始化及注入结束。 |
在完成初始化的过程后，Bean们就在BeanFactory中可以等待使用了。下面通过一个具体的例子，来详细学习一下初始化过程，例如当加载下面一个bean：
下面对每一步的关键代码进行详细分析：
处理每个Bean的元素
创建bean的实例 创建bean的实例过程函数调用栈如下所示： 
注入bean的属性 注入bean的属性过程函数调用栈如下所示： 
在创建bean和注入bean的属性时，都是在doCreateBean函数中进行的，我们重点看下：【本文地址】