• Spring之IOC容器


    在前面博客中介绍什么是依赖注入时有提到:依赖注入是组件之间依赖关系由容器在运行期决定,即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。那什么是容器?既然Spring框架实现了IOC,那Spring中的容器是什么呢?
     一、容器介绍
    在日常生活中容器是指用以容纳物料并以壳体为主的基本装置,它是用来盛放东西的。在编程中容器是用来存储和组织其他对象的对象,首先要确定容器也是对象,也可以当做bean,只是这个对象是用来存储和组织其他对象,那其他对象是什么呢?其他对象其实就是bean对象,这也是面向对象编程的一种体现,万物皆对象。在Spring提供了BeanFactory、ApplicationContext两个IOC容器,来管理众多的bean对象。
    二、BeanFactory
    一提到工厂我们生活当中可能会想到富某康,工厂是一类用以生产货物的大型工业建筑物。而BeanFactory不是用来生产货物的而是用来生产管理bean的。BeanFactory会在bean的生命周期的各个阶段中对bean进行各种管理,并且Spring将这些阶段通过各种接口暴露给我们,让我们可以对bean进行各种处理,我们只要让bean实现对应的接口,那么Spring就会在bean的生命周期调用我们实现的接口来处理该bean。那它是怎么实现的呢?它主要分两个阶段。
    1)、Bean容器的启动
    工厂要生产货物那首先得把工厂运转起来之后才能生产货物。同样bean容器要管理bean也需要先把容器启动起来,获取到bean的定义信息之后才能管理。
    1. 读取bean的xml配置文件,然后将xml中每个bean元素分别转换成BeanDefinition对象。

    public abstract class AbstractBeanDefinition extends BeanMetadataAttributeAccessor
    implements BeanDefinition, Cloneable {
    private volatile Object beanClass;
    private String scope = SCOPE_DEFAULT;
    private boolean abstractFlag = false;
    private boolean lazyInit = false;
    private int autowireMode = AUTOWIRE_NO;
    private int dependencyCheck = DEPENDENCY_CHECK_NONE;
    private String[] dependsOn;
    private ConstructorArgumentValues constructorArgumentValues;
    private MutablePropertyValues propertyValues;
    private String factoryBeanName;
    private String factoryMethodName;
    private String initMethodName;
    private String destroyMethodName;

     BeanClass保存bean的class属性,scop保存Bean的作用域,abstractFlag保存该bean是否抽象,lazyInit保存是否延迟初始化,autowireMode保存是否自动装配,dependencyCheck保存是否坚持依赖,dependsOn保存该bean依赖于哪些bean(这些bean必须提取初始化),constructorArgumentValues保存通过构造函数注入的依赖,propertyValues保存通过setter方法注入的依赖,factoryBeanName和factoryMethodName用于factorybean,也就是工厂类型的bean,initMethodName和destroyMethodName分别对应bean的init-method和destory-method属性。后面会对这些内容进行详细介绍。

    2. 通过BeanDefinitionRegistry将bean注册到beanFactory中

    上面获取到bean的信息之后,是怎么注册到BeanFactory中的呢?其实是通过BeanDefinitionRegistry将bean注册到beanFactory中。因为BeanFactory的实现类,需要实现BeanDefinitionRegistry 接口。

    public interface BeanDefinitionRegistry extends AliasRegistry {
        void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)throws BeanDefinitionStoreException;
        void removeBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
        BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
        boolean containsBeanDefinition(String beanName);
        String[] getBeanDefinitionNames();
        int getBeanDefinitionCount();
        boolean isBeanNameInUse(String beanName);
    }

    BeanDefinitionRegistry接口提供了根据beanName注册对应beanDefinition的方法,而在DefaultListableBeanFactory中实现了该方法,并将beanDefinition保存在了ConcurrentHashMap中。

    @SuppressWarnings("serial")
    public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
            implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {
        /** Map of bean definition objects, keyed by bean name */
        private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<String, BeanDefinition>(64);
        
        @Override
        public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
                throws BeanDefinitionStoreException {
            // ... ...
           this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
           }

    另外Spring还对外暴露了一些接口用来对bean初始化,例如BeanFactoryPostProcessor。

    public interface BeanFactoryPostProcessor {
        /**
         * Modify the application context's internal bean factory after its standard
         * initialization. All bean definitions will have been loaded, but no beans
         * will have been instantiated yet. This allows for overriding or adding
         * properties even to eager-initializing beans.
         * @param beanFactory the bean factory used by the application context
         * @throws org.springframework.beans.BeansException in case of errors
         */
        void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
    }

    我们可以翻译一下postProcessBeanFactory的注释信息,postProcessBeanFactory可以修改应用上下文中已经进行standard初始化的beanFactory,此时所有bean的定义信息已经加载完成,但还未实例化,允许覆盖、新增甚至重新初始化bean信息,一个典型的例子就是属性覆盖器PropertyOverrideConfigurer。对于一些参数可以配置在properties中,而不用配置在Spring的XML配置文件中。

    2)、容器Bean的实例化

    上面把bean容器启动之后,工厂算是运转起来了,配方(beanDefinition)也已经准备充分,然后就是生产(实例化)、管理货物(bean)了。实例化bean主要通过反射和CGLIB两种方式,在bean的实例化过程中,Spring也暴露了一些接口。
    BeanNameAware 获取该bean在配置文件中对应的id
    BeanFactoryAware 获取实例化该bean的BeanFactory
    InitializingBean bean实例化、所有属性设置后调用初始化方法
    DisposableBean 在bean丢弃的时候调用销毁方法
    我们可以通过示例演示一下这几个接口的使用。
    1. 首先创建了Maven project,pom.xml引入spring-core、spring-context。

    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
      xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
      <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
     
      <groupId>com.demo</groupId>
      <artifactId>BeanFactoryDemo</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
      <packaging>jar</packaging>
     
      <name>BeanFactoryDemo</name>
      <url>http://maven.apache.org</url>
      <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <spring.version>5.0.0.RELEASE</spring.version>
      </properties>
      <dependencies>
         <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-core</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-context</artifactId>
            <version>${spring.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
          <groupId>junit</groupId>
          <artifactId>junit</artifactId>
          <version>3.8.1</version>
          <scope>test</scope>
        </dependency>
      </dependencies>
    </project>

     2. 创建bean对象,实现上面列出的接口

    package com.demo.model;
     
    import org.springframework.beans.BeansException;
    import org.springframework.beans.factory.BeanFactory;
    import org.springframework.beans.factory.BeanFactoryAware;
    import org.springframework.beans.factory.BeanNameAware;
    import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
    import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
     
    public class UserBean implements BeanNameAware,BeanFactoryAware,InitializingBean,DisposableBean {
     
    public void setBeanName(String name) {
    System.out.println(name);
    }
     
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
    System.out.println(beanFactory);
    }
     
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    System.out.println("InitializingBean");
    }
     
    public void destroy() throws Exception {
    System.out.println("DisposableBean");
    }
    }

    3. bean配置

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
       <bean id="user" class="com.demo.model.UserBean"></bean>
    </beans>

     4. 测试

     使用ApplicationContext获取BeanFactory,再通过getBean方法获取到对应的bean,最后调用destroy方法进行销毁,从输出结果可以看到依次调用了BeanNameAware,BeanFactoryAware,InitializingBean,DisposableBean接口。

        public static void main( String[] args ) throws Exception
        {
            ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext(new String[]{"applicationContext.xml"});
            BeanFactory factory=context;
            UserBean user=(UserBean)factory.getBean("user");
            user.destroy();
         }

    输出结果:user

    org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@6bf256fa: defining beans [user]; root of factory hierarchy
    InitializingBean
    DisposableBean
    三、ApplicationContext
    在上面的示例中使用了ApplicationContext获取bean的配置,然后直接将ApplicationContext接口 对象赋值给了BeanFactory接口对象,为什么可以赋值呢?其实ApplicationContext接口实现了BeanFactory接口。

    public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
    MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver

    从上面ApplicationContext接口的继承关系可以看到,它还通过继承其他接口扩展了BeanFactory的功能。MessageSource:为应用提供国际化访问功能。ResourceLoader:提供资源(如URL和文件系统)的访问支持。ApplicationEventPublisher:引入事件机制,包括启动事件、关闭事件等,让容器在上下文中提供了对应用事件的支持。它代表的是一个应用的上下文环境。beanFactory主要是面对与 spring 框架的基础设施,面对 spring 自己。而 Applicationcontex 主要面对与 spring 使用的开发者。基本都会使用 Applicationcontex 并非 beanFactory 。所以在上面实例使用的ApplicationContext获取BeanFactory接口对象。

    上面获取ApplicationContext对象是通过ClassPathXmlApplicationContext方法获取的,还有一种获取方式,使用FileSystemXmlApplicationContext方法获取。ClassPathXmlApplicationContext : 从类路径下加载配置文件。文件路径:默认指的是项目的classpath路径下面,所以不需要写前缀classpath:。如果指向绝对路径,需要加上file:。New  ClassPathXmlApplicationContext(new String[]{"ApplicationContext.xml"});FileSystemXmlApplicationContext:从文件系统中加载配置文件。文件路径:默认指的是项目的根目录下,想使用项目的classpath路径下面,需要加上classpath:。new  FileSystemXmlApplicationContext(new String[]{"classpath:ApplicationContext.xml"});

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