這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)怎樣進(jìn)行Spring中IOC容器的概述與設(shè)計，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。

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1. Spring IoC容器概述

1.1 IoC容器和依賴反轉(zhuǎn)模式

為什么要依賴反轉(zhuǎn)?

在依賴反轉(zhuǎn)時實際是依賴對象的獲得被反轉(zhuǎn)了。
如果合作對象的引用或依賴關(guān)系的管理由具體對象來完成,會導(dǎo)致代碼高耦合和可測試性降低,而在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中,對象封裝了數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的處理,對象的依賴關(guān)系常常在于對數(shù)據(jù)和方法的依賴,因此把對象的依賴注入交給框架和IoC容器來完成,解耦的同時可以提高代碼的可測試性.

Spring中依賴反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)

在Spring中IoC容器是實現(xiàn)依賴反轉(zhuǎn)的載體,它可以讓對象在生成或?qū)ο蟪跏蓟瘯r直接將數(shù)據(jù)注入到對象中;也可以通過將對象的引用注入到對象數(shù)據(jù)域中從而實現(xiàn)注入對方法調(diào)用的依賴.這種依賴注入可以遞歸的將對象逐層注入。

通過使用IoC容器,對象依賴關(guān)系的管理被反轉(zhuǎn)了,轉(zhuǎn)到IoC容器中來了,對象之間的相互依賴關(guān)系由IoC容器進(jìn)行管理，并由IoC容器完成對象的注入。

2. IoC容器系列的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 Ioc容器系列 BeanFactory與ApplicationContext

在Spring IoC容器的設(shè)計中,可以看到二個主要的容器系列,一個是實現(xiàn)BeanFactory接口的簡單容器系列,這系列容器只實現(xiàn)了容器的基本功能；
另一個是ApplicationContext應(yīng)用上下文,作為容器的高級形態(tài)而存在.它在簡單容器的基礎(chǔ)上,增加了許多面向框架的特性,對應(yīng)用環(huán)境進(jìn)作了許多適配.

2.2 Spring IoC容器的設(shè)計

IoC容器的主要接口設(shè)計圖如下圖所示：

由上圖可以看出IoC容器接口有二條設(shè)計路線：

1. 從接口BeanFactory到HierarchicalBeanFactory,再到ConfigableBeanFactory是一條主要的設(shè)計路線。

2. 另一條是以ApplicationContext應(yīng)用上下文接口為核心的接口設(shè)計路線。從BeanFactory到ListableBeanFactory及HierarchicalBeanFactory，再到ApplicationContext，再到常用的WebApplicationContext或ConfigableApplicationContext。

3. 圖中綠色部分，為部分抽象類及接口實現(xiàn)類，暫不研究。

對于第一條接口設(shè)計路線，BeanFactory定義了基本的容器設(shè)計規(guī)范，HierarchicalBeanFactory繼承了BeanFactory基本接口之后，增加了getParentBeanFactory()接口功能，使BeanFactory具備了雙親IoC容器的管理功能。而后面的ConfigableBeanFactory主要定義了一些BeanFactory的配置功能（如通過setParentBeanFacory()設(shè)置雙親IoC容器等）。通過這些功能的疊加就定義了BeanFactory簡單IoC容器的基本功能。

對于第二條接口設(shè)計路線，ListableBeanFactory及HierarchicalBeanFactory是連接BeanFactory及ApplicationContext的接口；在ListableBeanFactory接口中細(xì)化了許多BeanFactory接口的功能，在HierarchicalBeanFactory接口中增加了getParentBeanFactory()接口功能，使BeanFactory具備了雙親IoC容器的管理功能；對于ApplicationContext接口，通過繼承ResourcePatternResolver,ApplicationEventPublisher,MessageSource等接口，在BeanFactory簡單容器的基礎(chǔ)上增加了許多對高級容器特性的支持。

2.3 BeanFactory接口

public interface BeanFactory {

	String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";	//如果以&開始則獲取FactoryBean本身;否則獲取FactoryBean創(chuàng)建的實例.
	//獲取Bean
	Object getBean(String name) throws BeansException;//可以是別名
	<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;
	Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
	<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
	<T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;
	//判斷是否包含bean。不管是抽象類,懶加載,是否在容器范圍內(nèi),只要符合都返回true。所以返回true時,不一定能從getBean獲取實例
	boolean containsBean(String name);
	//單例,原型,bean類型的判斷
	boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
	boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
	boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
	boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
//獲取bean 的類型,別名
	Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
	String[] getAliases(String name);
}

2.4 BeanFactory容器的設(shè)計原理

以XmlBeanFactory為例，來說明簡單IoC容器BeanFactory的設(shè)計原理。

2.4.1 XmlBeanFactory類繼承關(guān)系

可以看出XmlBeanFactory繼承自DefaultListableBeanFactory，在Spring中實際上是把DefaultListableBeanFactory作為一個功能完整的IoC容器來使用的。

2.4.2 XmlBeanFactory的實現(xiàn)

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }
}

• 從XmlBeanFactory的名字上可以看出，它是一個可以讀取以XML文件方式定義的BeanDefinition的IoC容器。

• 在XmlBeanFactory中初始化了一個XmlBeanDefinitionReader對象，用來處理以XML文件方式定義的BeanDefinition。

• 構(gòu)造XmlBeanFactory這個IoC容器時需要指定XML信息來源，這個信息來源需要封裝成Spring的Resource類。

通過xml文件位置構(gòu)造出Resource，然后將Resource傳入XmlBeanFactory的構(gòu)造函數(shù)。這樣IoC容器就可以定位到需要的BeanDefinition信息來完成容器的初始化和依賴注入過程。

2.4.3 總結(jié)IoC容器的使用步驟

參考XmlBeanFactory的實現(xiàn)，我們以編程的方式使用DefaultListableBeanFactory來進(jìn)行總結(jié)。

	public void mytest(){
		ClassPathResource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml");
		DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
		XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
		System.out.println(beanDefinitionReader.loadBeanDefinitions(resource));
		Person p = (Person) factory.getBean("personChild");
		System.out.println(p);
	}

發(fā)現(xiàn)再使用 IoC容器時需要以下幾個步驟：

1. 創(chuàng)建IoC容器的抽象資源，這個抽象資源定義了BeanDefinition的定義信息。

2. 創(chuàng)建一個BeanFactory。這里是DefaultListableBeanFactory。

3. 創(chuàng)建一個BeanDefinition的讀取器，通過一個回調(diào)配置給BeanFactory。這里是XmlBeanDefinitionReader。

4. 從定義好的資源位置讀入配置信息，具體的解析過程由XmlBeanDefinitionReader來完成。完成整個載入和注冊Bean定義后，就可以使用IoC容器了。

2.5 ApplicationContext接口

ApplicationContext的接口關(guān)系：如下圖所示。

可以看出ApplicationContext在BeanFactory的基礎(chǔ)上增加了許多附加功能，為ApplicationContext提供了許多新特新，所以說，ApplicationContext在BeanFactory是一個高級形態(tài)意義的IoC容器。

2.6 ApplicationContext容器的設(shè)計原理

在ApplicationContext在BeanFactory容器中，以FileSystemXMLApplicationContext實現(xiàn)為例來說明ApplicationContext在BeanFactory容器的設(shè)計原理。
FileSystemXMLApplicationContext的源代碼如下：

public class FileSystemXmlApplicationContext extends AbstractXmlApplicationContext {

	public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
			throws BeansException {
		super(parent);
		setConfigLocations(configLocations);
		//這個refresh操作會牽涉IoC容器啟動的一系列操作。對不同的容器操作都是類似的，因此在基類中將他們封裝好。
		if (refresh) {
			refresh();
		}
	}
	@Override
	protected Resource getResourceByPath(String path) {
		if (path != null && path.startsWith("/")) {
			path = path.substring(1);
		}
		return new FileSystemResource(path);
	}
}

由代碼可以看出主要功能已經(jīng)在基類AbstractXmlApplicationContext中實現(xiàn)了，在FileSystemXmlApplicationContext中只需要二個與自身設(shè)計有關(guān)的功能。

功能一

應(yīng)用直接使用FileSystemXmlApplicationContext容器時，對于實例化這個應(yīng)用上下文的支持，及啟動IoC容器的refresh功能。

功能二

不同的容器實現(xiàn)對應(yīng)著不同BeanDefinition讀取實現(xiàn)，在FileSystemXmlApplicationContext的讀取BeanDefinition實現(xiàn)如上面的代碼所示。

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