设计模式(二十九)----综合应用-自定义Spring框架-Spring IOC相关接口分析

1 BeanFactory解析

Spring中Bean的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂，即IoC容器，为开发者管理对象之间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在Spring中有许多IoC容器的实现供用户选择，其相互关系如下图所示。

其中，BeanFactory作为最顶层的一个接口，定义了IoC容器的基本功能规范，BeanFactory有三个重要的子接口：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory和AutowireCapableBeanFactory。但是从类图中我们可以发现最终的默认实现类是DefaultListableBeanFactory，它实现了所有的接口。

那么为何要定义这么多层次的接口呢？

每个接口都有它的使用场合，主要是为了区分在Spring内部操作过程中对象的传递和转化，对对象的数据访问所做的限制。例如，

• ListableBeanFactory接口表示这些Bean可列表化。

• HierarchicalBeanFactory表示这些Bean 是有继承关系的，也就是每个 Bean 可能有父 Bean

• AutowireCapableBeanFactory 接口定义Bean的自动装配规则。

这三个接口共同定义了Bean的集合、Bean之间的关系及Bean行为。最基本的IoC容器接口是BeanFactory，来看一下它的源码：

public interface BeanFactory {
​
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
​
    //根据bean的名称获取IOC容器中的的bean对象
    Object getBean(String name) throws BeansException;
    //根据bean的名称获取IOC容器中的的bean对象，并指定获取到的bean对象的类型，这样我们使用时就不需要进行类型强转了
    <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;
    
    <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> requiredType);
    <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType requiredType);
​
    //判断容器中是否包含指定名称的bean对象
    boolean containsBean(String name);
    //根据bean的名称判断是否是单例
    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;
    @Nullable
    Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    String[] getAliases(String name);
}

在BeanFactory里只对IoC容器的基本行为做了定义，根本不关心你的Bean是如何定义及怎样加载的。正如我们只关心能从工厂里得到什么产品，不关心工厂是怎么生产这些产品的。

BeanFactory有一个很重要的子接口，就是ApplicationContext接口，该接口主要来规范容器中的bean对象是非延时加载，即在创建容器对象的时候就对象bean进行初始化，并存储到一个容器中。

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容器实现，比如：

• ClasspathXmlApplicationContext : 根据类路径加载xml配置文件，并创建IOC容器对象。

• FileSystemXmlApplicationContext ：根据系统路径加载xml配置文件，并创建IOC容器对象。

• AnnotationConfigApplicationContext ：加载注解类配置，并创建IOC容器。

2 BeanDefinition解析

Spring IoC容器管理我们定义的各种Bean对象及其相互关系，而Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的，如下面配置文件

<bean id="userDao" class="com.itheima.dao.impl.UserDaoImpl"></bean>
​
bean标签还有很多属性：
    scope、init-method、destory-method等。

其继承体系如下图所示。

3 BeanDefinitionReader解析

Bean的解析过程非常复杂，功能被分得很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证足够的灵活性，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BeanDefinitionReader来完成，看看Spring中BeanDefinitionReader的类结构图，如下图所示。

看看BeanDefinitionReader接口定义的功能来理解它具体的作用：

public interface BeanDefinitionReader {
​
    //获取BeanDefinitionRegistry注册器对象
    BeanDefinitionRegistry getRegistry();
​
    @Nullable
    ResourceLoader getResourceLoader();
​
    @Nullable
    ClassLoader getBeanClassLoader();
​
    BeanNameGenerator getBeanNameGenerator();
​
    /*
        下面的loadBeanDefinitions都是加载bean定义，从指定的资源中
    */
    int loadBeanDefinitions(Resource resource) throws BeanDefinitionStoreException;
    int loadBeanDefinitions(Resource... resources) throws BeanDefinitionStoreException;
    int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException;
    int loadBeanDefinitions(String... locations) throws BeanDefinitionStoreException;
}

4 BeanDefinitionRegistry解析

BeanDefinitionReader用来解析bean定义，并封装BeanDefinition对象，而我们定义的配置文件中定义了很多bean标签，所以就有一个问题，解析的BeanDefinition对象存储到哪儿？答案就是BeanDefinition的注册中心，而该注册中心顶层接口就是BeanDefinitionRegistry。

public interface BeanDefinitionRegistry extends AliasRegistry {
​
    //往注册表中注册bean
    void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
            throws BeanDefinitionStoreException;
​
    //从注册表中删除指定名称的bean
    void removeBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
​
    //获取注册表中指定名称的bean
    BeanDefinition getBeanDefinition(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    //判断注册表中是否已经注册了指定名称的bean
    boolean containsBeanDefinition(String beanName);
    
    //获取注册表中所有的bean的名称
    String[] getBeanDefinitionNames();
    
    int getBeanDefinitionCount();
    boolean isBeanNameInUse(String beanName);
}

继承结构图如下：

从上面类图可以看到BeanDefinitionRegistry接口的子实现类主要有以下几个：

• DefaultListableBeanFactory

  在该类中定义了如下代码，就是用来注册bean

  private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

• SimpleBeanDefinitionRegistry

  在该类中定义了如下代码，就是用来注册bean

  private final Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(64);

5 创建容器

ClassPathXmlApplicationContext对Bean配置资源的载入是从refresh（）方法开始的。refresh（）方法是一个模板方法，规定了 IoC 容器的启动流程，有些逻辑要交给其子类实现。它对 Bean 配置资源进行载入，ClassPathXmlApplicationContext通过调用其父类AbstractApplicationContext的refresh（）方法启动整个IoC容器对Bean定义的载入过程。