IOC容器的实现

一、IOC接口设计
IOC容器设计的源码主要在spring-beans.jar、spring-context.jar这两个包中。IOC容器主要接口设计如下：

这里的接口设计有两条主线：BeanFactory和ApplicationContext
1、BeanFactory-->HierarchicalBeanFactory-->ConfigurableBeanFactory:这是BeanFactory的设计路线，BeanFactory定义了基本的IOC容器规范，HierarchicalBeanFactory中增加了getParentBeanFactory方法，具备了双亲IOC容器的管理功能；ConfigurableBeanFactory中新增一些配置功能。
2、ApplicationContext应用上下文接口：继承了HierarchicalBeanFactory、ListableBeanFactory等BeanFactory的子接口，这条分支使得ApplicationContext具备了IOC容器的基本功能；在继承MessageSource、ApplicationEventPublisher等接口的时候，使得ApplicationContext这个简单的IOC容器添加了许多高级容器的特性。ApplicationContext的子接口有ConfigurableApplicationContext以及在WEB环境下使用的WebApplicationContext。

二、BeanFactory的设计原理

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publicabstractinterfaceBeanFactory { publicstaticfinalString FACTORY_BEAN_PREFIX ="&";   publicabstractObject getBean(String paramString) throwsBeansException;   publicabstract<T> T getBean(String paramString, Class<T> paramClass) throwsBeansException;   publicabstract<T> T getBean(Class<T> paramClass) throwsBeansException;   publicabstractObject getBean(String paramString, Object[] paramArrayOfObject) throwsBeansException;   publicabstractbooleancontainsBean(String paramString);   publicabstractbooleanisSingleton(String paramString) throwsNoSuchBeanDefinitionException;   publicabstractbooleanisPrototype(String paramString) throwsNoSuchBeanDefinitionException;   publicabstractbooleanisTypeMatch(String paramString, Class<?> paramClass) throwsNoSuchBeanDefinitionException;   publicabstractClass<?> getType(String paramString) throwsNoSuchBeanDefinitionException;   publicabstractString[] getAliases(String paramString); }

BeanFactory只是定义了IOC容器的基本轮廓，并没有给出容器的具体实现（这个后面详细介绍）。
先来讨论下BeanFactory和FactoryBean之间的区别
1、前者很好理解，就是Spring的一个类工厂，用它可以创建各种类型的Bean，最主要的方法就是getBean(String paramString)。而创建的各种类型的Bean中有一种比较特殊的Bean就是FactoryBean。
2、Spring容器中管理里两种Bean，一种是标准的Java Bean，从容器中获取的是类本身的实例；另外一种就是FactoryBean即工厂Bean，从容器中获取Bean的时候，返回的并不是类的一个实例，而是工厂Bean中getObject方法返回的对象。工厂Bean必须实现接口FactoryBean。
工厂Bean---->SayHelloFactoryBeanImpl

public class SayHelloFactoryBeanImpl implements FactoryBean
{

public Object getObject()
    throws Exception
{
    return new UserBean();
}

public Class getObjectType()
{
    return UserBean.class;
}

public boolean isSingleton()
{
    return false;
}

}

工厂Bean返回的对象：UserBean

public class UserBean
{
public void show()
{
System.out.println("春天来了");
}
}

Spring配置文件：

测试类：
ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
Object bean = ctx.getBean("sayHelloBean");
Object bean1 = ctx.getBean("&sayHelloBean");
System.out.println(bean);
System.out.println(bean1);
执行结果：
UserBean@7225790e
SayHelloFactoryBeanImpl@54a097cc
从正常的情况下，从容器中获取ID为“sayHelloBean”的对象应该是SayHelloFactoryBeanImpl。但由于SayHelloFactoryBeanImpl实现了接口FactoryBean，这是一个工厂Bean，所以通过ID获取到的Bean是SayHelloFactoryBeanImpl类中getObject方法返回的对象。如果要获取FactoryBean自身的一个实例，必须通过&+BeanID的形式去获取。
网上有许多对工厂Bean总结归纳，如：工厂Bean是实现了FactoryBean接口的bean 它不是一个简单的Bean 而是一个生产或修饰对象生成的工厂Bean。这里我先Mark一下：为什么Spring要设计这种类型的Bean。
三、XmlBeanFactory的解读

XmlBeanFactory是IOC容器系列最底层的实现，它继承自DefaultListableBeanFactory这个类。而后者是Spring中非常重要的一个类，它是Spring容器中一个基本产品，可以把它当做一个默认的功能完整的IOC容器来使用。
XmlBeanFactory除了从DefaultListableBeanFactory继承到IOC容器基本功能之外，还新增了一些其他功能，从名称就可以猜测出来，它是一个可以读取以XML文件方式定义BeanDefinition的容器。
XmlBeanFactory源码如下：

1 public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory
2 {
3 private final XmlBeanDefinitionReader reader;
4
5 public XmlBeanFactory(Resource resource)
6 throws BeansException
7 {
8 this(resource, null);
9 }
10
11 public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory)
12 throws BeansException
13 {
14 super(parentBeanFactory);
15
16 this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
17
18 this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
19 }
20 }

实际上，实现XML读取功能并不是直接由XmlBeanFactory来完成的。而是由XmlBeanFactory内部定义的XmlBeanDefinitionReader来进行处理的。在构造XmlBeanFactory容器的时候，需要给出BeanDefinition的信息来源，而这个信息来源需要封装成Spring中的Resource类的形式给出。
来看下一个基本的IOC容器的初始化过程：
1、创建IOC配置文件的抽象资源，也就是源码中的Resource，这个Resource中包含了BeanDefinition的定义信息。
2、通过构造函数创建一个BeanFactory。
3、创建一个载入BeanDefinition的读取器，即源码中的reader。这里使用XmlBeanDefinitionReader来载入XML文件形式的BeanDefinition。
4、调用reader的loadBeanDefinitions方法，来完成从Resource中载入BeanDefinition信息，从而完成IOC容器的初始化。
我们可以将上面的源码做简化，使用编程式的方式来表达IOC容器的初始化：

总结：DefaultListableBeanFactory是IOC容器的一个基类，XmlBeanFactory是在其基础上扩展而来的。而其他的IOC容器，例如ApplicationContext，它的实现原理和XmlBeanFactory类似，也是通过扩展DefaultListableBeanFactory来获取基本的IOC容器功能的。
四、ApplicationContext的设计原理
接口设计图：

1、ApplicationContext继承接口ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory，实现了IOC容器的基本功能。
2、继承接口MessageSource：支持不同信息源，支持国际化的实现。
3、继承接口ResourceLoader：支持该容器可以从不同I/O途径得到Bean的定义信息。
4、继承接口ApplicationEventPublisher:在上下文中引入了事件机制。这些事件机制和Bean的生命周期结合为Bean的管理提供了便利。
ApplicationContext增加了这些附加功能，使得基本IOC容器的功能更加丰富，所以建议在开发应用的时候使用ApplicationContext作为IOC容器的基本形式。
ApplicationContext的设计原理
以子类FileSystemXmlApplicationContext的实现为例说明其设计原理。接口设计图如下：

这个接口设计中，ApplicationContext应用上下文的主要功能已经在FileSystemXmlApplicationContext的基类AbstractXmlApplicationContext中实现了，而FileSystemXmlApplicationContext作为一个具体的IOC容器，只需要实现和其本身相关的功能即可。
源码片段：

1 public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
2 throws BeansException
3 {
4 super(parent);
5 setConfigLocations(configLocations);
6 if (refresh)
7 refresh();
8 }
9
10 protected Resource getResourceByPath(String path)
11 {
12 if ((path != null) && (path.startsWith("/"))) {
13 path = path.substring(1);
14 }
15 return new FileSystemResource(path);
16 }
17 }

这里面有两个主要的方法：refresh()、getResourceByPath（String path）
1、refresh涉及到IOC容器启动的一系列操作，由于这个启动过程对于不同类型的容器来说都是相似的，所以这个启动过程被封装在基类中，具体的容器只需要调用即可。refresh方法后面会有详细介绍。
2、getResourceByPath这个方法是跟FileSystemXmlApplicationContext区别于其他具体容器的功能。通过这个方法可以让容器在文件系统中读取以XML形式存在的BeanDefinition。

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