Spring IOC体系结构
(1) BeanFactory
Spring Bean的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂，也即IOC容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在Spring中有许多的IOC容器的实现供用户选择和使用，其相互关系如下：
其中BeanFactory作为最顶层的一个接口类，它定义了IOC容器的基本功能规范，BeanFactory 有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是从上图中我们可以发现最终的默认实现类是 DefaultListableBeanFactory，他实现了所有的接口。那为何要定义这么多层次的接口呢？查阅这些接口的源码和说明发现，每个接口都有他使用的场合，它主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中，对对象的数据访问所做的限制。例如 ListableBeanFactory 接口表示这些 Bean 是可列表的，而 HierarchicalBeanFactory 表示的是这些 Bean 是有继承关系的，也就是每个Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 接口定义 Bean 的自动装配规则。这四个接口共同定义了 Bean 的集合、Bean 之间的关系、以及 Bean 行为
最基本的IOC容器接口BeanFactory:
1 public interface BeanFactory {
2
3 //对FactoryBean的转义定义，因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象，
4 //如果需要得到工厂本身，需要转义
5 String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
6
7 //根据bean的名字，获取在IOC容器中得到bean实例
8 Object getBean(String name) throws BeansException;
9
10 //根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，增加了类型安全验证机制。
11 Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;
12
13 //提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean
14 boolean containsBean(String name);
15
16 //根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单例
17 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
18
19 //得到bean实例的Class类型
20 Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
21
22 //得到bean的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来
23 String[] getAliases(String name);
在BeanFactory里只对IOC容器的基本行为作了定义，根本不关心你的bean是如何定义怎样加载的。正如我们只关心工厂里得到什么的产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口不关心。 而要知道工厂是如何产生对象的，我们需要看具体的IOC容器实现，spring提供了许多IOC容器的实现。
比如:XmlBeanFactory，ClasspathXmlApplicationContext等。其中XmlBeanFactory就是针对最基本的ioc容器的实现，这个IOC容器可以读取XML文件定义的BeanDefinition（XML文件中对bean的描述）,如果说XmlBeanFactory是容器中的屌丝，ApplicationContext应该算容器中的高帅富。ApplicationContext是Spring提供的一个高级的IoC容器，它除了能够提供IoC容器的基本功能外，还为用户提供了以下的附加服务。
从ApplicationContext接口的实现，我们看出其特点：
1.支持信息源，可以实现国际化（实现MessageSource接口)
2.访问资源 (实现ResourcePatternResolver接口，这个后面要讲)
3.支持应用事件 (实现ApplicationEventPublisher接口)
(2) BeanDefinition
SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系，Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的，其继承体系如下：
Bean 的解析过程非常复杂，功能被分的很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证有足够的灵活性，以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成：
IoC容器的初始化
IoC容器的初始化包括BeanDefinition的Resource定位、载入和注册这三个基本的过程。我们以ApplicationContext为例讲解，ApplicationContext系列容器也许是我们最熟悉的，因为web项目中使用的XmlWebApplicationContext就属于这个继承体系，还有ClasspathXmlApplicationContext等，其继承体系如下图所示：
ApplicationContext允许上下文嵌套，通过保持父上下文可以维持一个上下文体系。对于bean的查找可以在这个上下文体系中发生，首先检查当前上下文，其次是父上下文，逐级向上，这样为不同的Spring应用提供了一个共享的bean定义环境。
下面我们分别简单地演示一下两种ioc容器的创建过程
1、XmlBeanFactory(屌丝IOC)的整个流程
通过XmlBeanFactory的源码，我们可以发现:
public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory{
private final XmlBeanDefinitionReader reader;
public XmlBeanFactory(Resource resource)throws BeansException{
this(resource, null);
}
public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory)
throws BeansException{
super(parentBeanFactory);
this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);
this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
}
}
//根据Xml配置文件创建Resource资源对象，该对象中包含了BeanDefinition的信息
ClassPathResource resource =new ClassPathResource("application-context.xml");
//创建DefaultListableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory factory =new DefaultListableBeanFactory();
//创建XmlBeanDefinitionReader读取器，用于载入BeanDefinition。之所以需要BeanFactory作为参数，是因为会将读取的信息回调配置给factory
XmlBeanDefinitionReader reader =new XmlBeanDefinitionReader(factory);
//XmlBeanDefinitionReader执行载入BeanDefinition的方法，最后会完成Bean的载入和注册。完成后Bean就成功的放置到IOC容器当中，以后我们就可以从中取得Bean来使用
reader.loadBeanDefinitions(resource);
this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this); 中其中this 传的是factory对象
2、FileSystemXmlApplicationContext 的IOC容器流程
1.ApplicationContext =new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);
先看其构造函数:
/**
* Create a new FileSystemXmlApplicationContext, loading the definitions
* from the given XML files and automatically refreshing the context.
* @param configLocations array of file paths
* @throws BeansException if context creation failed
*/public FileSystemXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
this(configLocations, true, null);
}
实际调用
public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
2、设置资源加载器和资源定位
通过分析FileSystemXmlApplicationContext的源代码可以知道，在创建FileSystemXmlApplicationContext容器时，构造方法做以下两项重要工作：
首先，调用父类容器的构造方法(super(parent)方法)为容器设置好Bean资源加载器。
然后，再调用父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext的setConfigLocations(configLocations)方法设置Bean定义资源文件的定位路径。
通过追踪FileSystemXmlApplicationContext的继承体系，发现其父类的父类AbstractApplicationContext中初始化IoC容器所做的主要源码如下：
public abstract class AbstractApplicationContext extends DefaultResourceLoader
implements ConfigurableApplicationContext, DisposableBean {
//静态初始化块，在整个容器创建过程中只执行一次
static {
//为了避免应用程序在Weblogic8.1关闭时出现类加载异常加载问题，加载IoC容
//器关闭事件(ContextClosedEvent)类
ContextClosedEvent.class.getName();
}
//FileSystemXmlApplicationContext调用父类构造方法调用的就是该方法
public AbstractApplicationContext(ApplicationContext parent) {
this.parent = parent;
this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}
//获取一个Spring Source的加载器用于读入Spring Bean定义资源文件
protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
// AbstractApplicationContext继承DefaultResourceLoader，也是一个S
//Spring资源加载器，其getResource(String location)方法用于载入资源
return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}
……
}
AbstractApplicationContext构造方法中调用PathMatchingResourcePatternResolver的构造方法创建Spring资源加载器：
public PathMatchingResourcePatternResolver(ResourceLoader resourceLoader) {
Assert.notNull(resourceLoader, "ResourceLoader must not be null");
//设置Spring的资源加载器
this.resourceLoader = resourceLoader;
}
在设置容器的资源加载器之后，接下来FileSystemXmlApplicationContet执行setConfigLocations方法通过调用其父类AbstractRefreshableConfigApplicationContext的方法进行对Bean定义资源文件的定位，该方法的源码如下：
//处理单个资源文件路径为一个字符串的情况
public void setConfigLocation(String location) {
//String CONFIG_LOCATION_DELIMITERS = ",; /t/n";
//即多个资源文件路径之间用” ,; /t/n”分隔，解析成数组形式
setConfigLocations(StringUtils.tokenizeToStringArray(location, CONFIG_LOCATION_DELIMITERS));
}
//解析Bean定义资源文件的路径，处理多个资源文件字符串数组
public void setConfigLocations(String[] locations) {
if (locations != null) {
Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
this.configLocations = new String[locations.length];
for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
// resolvePath为同一个类中将字符串解析为路径的方法
this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
}
}
else {
this.configLocations = null;
}
}
通过这两个方法的源码我们可以看出，我们既可以使用一个字符串来配置多个Spring Bean定义资源文件，也可以使用字符串数组，即下面两种方式都是可以的：
a. ClasspathResource res = new ClasspathResource(“a.xml,b.xml,……”);
多个资源文件路径之间可以是用” ,; /t/n”等分隔。
b. ClasspathResource res = new ClasspathResource(newString[]{“a.xml”,”b.xml”,……});
至此，Spring IoC容器在初始化时将配置的Bean定义资源文件定位为Spring封装的Resource。
3、AbstractApplicationContext的refresh函数载入Bean定义过程
Spring IoC容器对Bean定义资源的载入是从refresh()函数开始的，refresh()是一个模板方法，refresh()方法的作用是：在创建IoC容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。refresh的作用类似于对IoC容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入
FileSystemXmlApplicationContext通过调用其父类AbstractApplicationContext的refresh()函数启动整个IoC容器对Bean定义的载入过程：
1 public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
2 synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
3 //调用容器准备刷新的方法，获取容器的当时时间，同时给容器设置同步标识
4 prepareRefresh();
5 //告诉子类启动refreshBeanFactory()方法，Bean定义资源文件的载入从
6 //子类的refreshBeanFactory()方法启动
7 ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
8 //为BeanFactory配置容器特性，例如类加载器、事件处理器等
9 prepareBeanFactory(beanFactory);
10 try {
11 //为容器的某些子类指定特殊的BeanPost事件处理器
12 postProcessBeanFactory(beanFactory);
13 //调用所有注册的BeanFactoryPostProcessor的Bean
14 invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
15 //为BeanFactory注册BeanPost事件处理器.
16 //BeanPostProcessor是Bean后置处理器，用于监听容器触发的事件
17 registerBeanPostProcessors(beanFactory);
18 //初始化信息源，和国际化相关.
19 initMessageSource();
20 //初始化容器事件传播器.
21 initApplicationEventMulticaster();
22 //调用子类的某些特殊Bean初始化方法
23 onRefresh();
24 //为事件传播器注册事件监听器.
25 registerListeners();
26 //初始化所有剩余的单态Bean.
27 finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
28 //初始化容器的生命周期事件处理器，并发布容器的生命周期事件
29 finishRefresh();
30 }
31 catch (BeansException ex) {
32 //销毁以创建的单态Bean
33 destroyBeans();
34 //取消refresh操作，重置容器的同步标识.
35 cancelRefresh(ex);
36 throw ex;
37 }
38 }
39 }
refresh()方法主要为IoC容器Bean的生命周期管理提供条件，Spring IoC容器载入Bean定义资源文件从其子类容器的refreshBeanFactory()方法启动，所以整个refresh()中“ConfigurableListableBeanFactory beanFactory =obtainFreshBeanFactory();”这句以后代码的都是注册容器的信息源和生命周期事件，载入过程就是从这句代码启动。
refresh()方法的作用是：在创建IoC容器前，如果已经有容器存在，则需要把已有的容器销毁和关闭，以保证在refresh之后使用的是新建立起来的IoC容器。refresh的作用类似于对IoC容器的重启，在新建立好的容器中对容器进行初始化，对Bean定义资源进行载入
AbstractApplicationContext的obtainFreshBeanFactory()方法调用子类容器的refreshBeanFactory()方法，启动容器载入Bean定义资源文件的过程，代码如下：
protected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {
//这里使用了委派设计模式，父类定义了抽象的refreshBeanFactory()方法，具体实现调用子类容器的refreshBeanFactory()方法
refreshBeanFactory();
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Bean factory for " + getDisplayName() + ": " + beanFactory);
}
return beanFactory;
}
AbstractApplicationContext子类的refreshBeanFactory()方法：
AbstractApplicationContext类中只抽象定义了refreshBeanFactory()方法，容器真正调用的是其子类AbstractRefreshableApplicationContext实现的 refreshBeanFactory()方法，方法的源码如下：
1 protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {
2 if (hasBeanFactory()) {//如果已经有容器，销毁容器中的bean，关闭容器
3 destroyBeans();
4 closeBeanFactory();
5 }
6 try {
7 //创建IoC容器
8 DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();
9 beanFactory.setSerializationId(getId());
10 //对IoC容器进行定制化，如设置启动参数，开启注解的自动装配等
11 customizeBeanFactory(beanFactory);
12 //调用载入Bean定义的方法，主要这里又使用了一个委派模式，在当前类中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法，具体的实现调用子类容器
13 loadBeanDefinitions(beanFactory);
14 synchronized (this.beanFactoryMonitor) {
15 this.beanFactory = beanFactory;
16 }
17 }
18 catch (IOException ex) {
19 throw new ApplicationContextException("I/O error parsing bean definition source for " + getDisplayName(), ex);
20 }
21 }
在这个方法中，先判断BeanFactory是否存在，如果存在则先销毁beans并关闭beanFactory，接着创建DefaultListableBeanFactory，并调用loadBeanDefinitions(beanFactory)装载bean定义。
5、AbstractRefreshableApplicationContext子类的loadBeanDefinitions方法：
AbstractRefreshableApplicationContext中只定义了抽象的loadBeanDefinitions方法，容器真正调用的是其子类AbstractXmlApplicationContext对该方法的实现，AbstractXmlApplicationContext的主要源码如下：
loadBeanDefinitions方法同样是抽象方法，是由其子类实现的，也即在AbstractXmlApplicationContext中。
1 public abstract class AbstractXmlApplicationContext extends AbstractRefreshableConfigApplicationContext {
2 ……
3 //实现父类抽象的载入Bean定义方法
4 @Override
5 protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException, IOException {
6 //创建XmlBeanDefinitionReader，即创建Bean读取器，并通过回调设置到容器中去，容 器使用该读取器读取Bean定义资源
7 XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);
8 //为Bean读取器设置Spring资源加载器，AbstractXmlApplicationContext的
9 //祖先父类AbstractApplicationContext继承DefaultResourceLoader，因此，容器本身也是一个资源加载器
10 beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);
11 //为Bean读取器设置SAX xml解析器
12 beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));
13 //当Bean读取器读取Bean定义的Xml资源文件时，启用Xml的校验机制
14 initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);
15 //Bean读取器真正实现加载的方法
16 loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);
17 }
18 //Xml Bean读取器加载Bean定义资源
19 protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {
20 //获取Bean定义资源的定位
21 Resource[] configResources = getConfigResources();
22 if (configResources != null) {
23 //Xml Bean读取器调用其父类AbstractBeanDefinitionReader读取定位
24 //的Bean定义资源
25 reader.loadBeanDefinitions(configResources);
26 }
27 //如果子类中获取的Bean定义资源定位为空，则获取FileSystemXmlApplicationContext构造方法中setConfigLocations方法设置的资源
28 String[] configLocations = getConfigLocations();
29 if (configLocations != null) {
30 //Xml Bean读取器调用其父类AbstractBeanDefinitionReader读取定位
31 //的Bean定义资源
32 reader.loadBeanDefinitions(configLocations);
33 }
34 }
35 //这里又使用了一个委托模式，调用子类的获取Bean定义资源定位的方法
36 //该方法在ClassPathXmlApplicationContext中进行实现，对于我们
37 //举例分析源码的FileSystemXmlApplicationContext没有使用该方法
38 protected Resource[] getConfigResources() {
39 return null;
40 } ……
41}
