2 Spring IoC容器的设计

下图描述了IoC容器中的主要接口设计

简要分析:

• 从BeanFactory到HierarchicalbeanFactory再到ConfigurableBeanFactory是一条主要的BeanFactory设计路径.BeanFactory定义了基本的IoC容器的规范,包括getBean()这样的IoC容器的基本方法.HierarchicalBeanFactory继承了BeanFactory,增加了getParentBeanFactory()功能,使得BeanFactory具备双亲IoC容器的管理功能.ConfigurableBeanFactory主要定义了对BeanFactory的配置功能. 通过这些接口的设计,定义了BeanFactory就是简单IoC容器的基本功能.
• 以ApplicationContext为核心的接口设计.

2.1 BeanFactory的应用场景

2.2 BeanFactory容器的设计原理

我们从最基本的XmlBeanFactory看起,它是简单IoC容器系列的最底层实现,与我们在Spring的那些上下文相比,它只提供了最基本的IoC容器的功能.
我们可以认为直接的BeanFactory实现是IoC容器的基本形式,而各种ApplicationContext的实现是IoC容器的高级表现形式.

继承自DefaultListableBeanFactory类,DefaultListableBeanFactory实际上已经包含了基本IoC容器所具有的重要功能.在Spring中实际上是把DefaultListableBeanFactory作为一个默认的功能完整的IoC容器来使用的.而XmlBeanFactory继承了它之后，又增加了新的功能：它是一个可以读取以XML文件定义BeanDefinition的IoC容器。

在Spring 4中，该类已经不推荐被使用了

package org.springframework.beans.factory.xml;
@Deprecated
@SuppressWarnings({"serial", "all"})
public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

    /**
     * 通过给定的资源创建一个XmlBeanFactory实例。
     */
    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }
    
    /**
     * Create a new XmlBeanFactory with the given input stream,
     * which must be parsable using DOM.
     */
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }
}

XmlBeanFactory又是怎样实现读取XML文件的呢?

1. 其实,对这些xml文件的处理并不是由XmlBeanFactory直接完成的,而是它里面初始化的一个XmlBeanDefinitionReader对象.
2. 在构建XmlBeanFactory这个IoC容器时,需要指定BeanDefinition的信息来源,而且这个来源需要封装成Spring中的Resource类来给出.(Resource是Spring用来封装I/O操作的类).
3. 将前面构造的Resource作为构造参数传递给XmlBeanFactory构造函数.这样IoC容器就可以定位到这个BeanDefinition,从而对Bean完成容器的初始化和依赖注入过程

如下是一个简单的编程式使用IoC容器的例子

// 创建IoC配置文件的抽象资源（包含BeanDefinition的定义信息）
ClassPathResource res = new ClassPathResource("bean.xml");
// 创建一个BeanFactory
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
// 创建一个载入BeanDefinition的读取器
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
// 从定义好的资源位置读入配置信息
reader.loadBeanDefinitions(res);

3 ApplicationContext的应用场景

上一节中我们了解了IoC容器建立的基本步骤,可以很方便的通过编程的方式来手动控制这些配置和容器的建立过程.但在Spring中为我们提供了许多已经定义好的容器实现,如ApplicationContext.
如图可以看到ApplicationContext在BeanFactory基础上添加的附加功能.

1. 支持不同的信息源
   通过扩展了MessageSource接口,信息源的扩展功能可以支持国际化实现,为开发多语言版本提供支持
2. 访问资源
   体现在对ResourceLoader和Resource的支持上,这样我们可以从不同地方得到Bean定义的资源,尤其是从不同的I/O途径.
3. 支持应用事件
   继承了接口ApplicationEventPublisher,从而在上下文中引入事件机制.和Bean的生命周期结合为Bean的管理提供了便利.

4 ApplicationContext容器的设计原理

以常用的FileSytemXmlApplicationContext实现为例来说明ApplicationContext容器设计原理.

在其设计中,可以看到ApplicationContext的主要功能已经在它的基类AbstractXmlApplicationContext中实现了.在FileSystemXmlApplicationContext中,只需要实现和它自身设计相关的两个功能:

• 功能一:如果应用直接使用FileSystemXmlApplicationContext,对于实例化这个应用上下文的支持,同时启动IoC容器的refresh()过程.

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException {            
        super(parent);
        setConfigLocations(configLocations);
        if (refresh) {
            refresh();
        }
    }

这个refresh()过程会牵涉IoC容器启动的一系列复杂操作,对于不同的容器实现,这些操作都是类似的,所以在基类中将它们封装好.所以我们在FileSystemXml的设计中看到的只是一个简单的调用.

• 功能二:与FileSystemXmlApplicationContext设计具体相关的功能,这部分与怎样从文件系统中加载XML的Bean定义资源有关
  通过此过程,可以为在文件系统中读取以XML形式存在的BeanDefinition做准备,因为不同的应用上下文对应着不同的读取BeanDefinition的方式,在其中实现的代码如下

@Override
protected Resource getResourceByPath(String path) {
    if (path != null && path.startsWith("/")) {
        path = path.substring(1);
    }
    return new FileSystemResource(path);
}

调用这个方法,可得到FileSystemResource的资源定位

可以发现,在FileSystemXmlApplicationContext中不管调用哪个构造函数,最终都会调用这个包含 refresh() 方法的构造函数,因此可得出结论:
触发对BeanDefinition资源定位过程的refresh()方法的调用是在FileSystemXmlApplicationContext的构造函数中启动的