对springIOC容器实现的结构分析.docx
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对springIOC容器实现的结构分析
对springIOC容器实现的结构分析
本文的目标：
从实现的角度来认识SpringIoC容器。
观察的角度：
从外部接口，内部实现，组成部分，执行过程四个方面来认识SpringIoC容器。
本文的风格：
首先列出SpringIoC的外部接口及内部实现所涉及到的组件列表；
其次介绍组件之间的相互关系以对整个执行过程有所把握；
然后针对每一个组件的简单介绍，包括组件的类结构图，核心功能描述，重要接口的重要方法描述；
接下来看SpringIoC容器实现对面向对象基本设计原则的遵守；
最后是后记部分。
术语约定：
组件：
本文中的组件是指在功能概念上具有相对独立性的功能单元，物理结构上的特征一般由一组接口、一组抽象类、一组具体实现类、异常类、工具类所组成；
这里的组件是一种相当狭义的描述，根据上下文的不同，组件可以有不同的表现形式，如：
相对于Spring框架，SpringIoC容器就是Spring框架的一个组件，
相对于系统的整体框架设计，Spring框架就是整体框架的一个组件，这里组件与模块的概念基本等同。
接口方法：
一般定义在接口中，提供给外部调用的方法，接口方法最重要的在于接口提供者以清晰、简洁的定义提供了接口使用者所必需的功能特征；
基础方法：
首先基础方法也是一个接口方法，但和接口方法的差别在于接口方法的直接实现依赖于基础方法（参见BeanDefintionReader接口中的方法定义）；
钩子方法：
超类留给子类需要实现或重写的方法，
默认实现钩子方法：
超类提供默认实现，子类可以选择是否有必要重写，
默认空实现钩子方法：
超类提供一个空实现方法，子类可以选择是否有必要重写，
抽象钩子方法：
超类留给子类必须实现的方法，
内部实现方法：
对某一相对独立的处理逻辑的封装，以便增强代码的可读性、可修改性、可重用性，达到代码的清晰性、简洁性。
注：
本文的源代码基于Spring2.x。
Spring的源代码也处于演变中，但对基础代码的影响并不大。
正文：
SpringIoC容器的外部接口:
ApplicationContext
BeanFactory
WebApplicationContext
BeanFactory是IoC容器的核心组件，其它组件都是在为BeanFactory提供服务.
ConfigurableBeanFactory
AutowireCapableBeanFactory
ListableBeanFactory
HierarchicalBeanFactory
AbstractBeanFactory
AbstractAutowireCapableBeanFactory
DefaultListableBeanFactory
SingletonBeanRegistry接口，
BeanDefintionRegistry接口，
Resource组件，
ResourceLoader组件，
BeanDefintion组件，
BeanDefintionReader组件，
XmlBeanDefinitionParser组件，
BeanDefintionParser组件，
NamespaceHandler组件，
NamespaceHandlerResolver组件，
BeanWrapper组件，
------------------------------------------------
ApplicationContext
ConfigurableApplicationContext
AbstractApplicationContext
AbstractRefreshApplicationContext
AbstractXmlApplicationContext
ClassPathXmlApplicationContext
FileSystemXmlApplicationContext
Lifecycle接口
ApplicationEventPublisher接口
ApplicationEventMulticaster组件
MessageSource组件
MessageSourceResolvable组件
-----------------------------------------------
WebApplicationContext
ConfigurableWebApplicationContext
AbstractRefreshWebApplicationContext
XmlWebApplicationContext
ContextLoader组件
ContextLoaderListener
ContextLoaderServlet
------------------------------------------------------------------------------------------
FactoryBean
一组回调接口，
InitializingBean
DisposableBean
BeanPostProcessor
BeanFactoryPostProcessor
BeanNameAware
BeanFactoryAware
ResourceLoaderAware
ApplicationContextPublisherAware
MessageSourceAware
ApplicationContextAware
ApplicationContextAwareProcessor
ServletContextAware
ServletConfigAware
ServletContextAwareProcessor
------------------------------------------------------------------------------------------------
对这三个接口（ApplicationContext、BeanFactory、WebApplicationContext）的讨论：
ApplicationContext接口是IoC容器概念的直接对应物，包括容器自身生命周期的管理（容器的启动，容器的初始化，容器的销毁）
一些便利功能的提供如：
资源文件的读取，容器级事件的发布。
BeanFactory接口是IoC容器的核心，其它组件都为此组件提供支持，如Resource组件，ResourceLoader组件，BeanDefintionReader组件，
BeanDefintion组件，BeanWrapper组件等。
BeanFactory接口相对于容器的概念太过低级，以至于直接使用需要应对较复杂的API。
WebApplicationContext接口提供IoC容器对Web环境的支持，与ServletAPI的集成工作。
普通Java应用程序选择IoC容器使用ApplicationContext，
Web环境下的IoC容器使用WebApplicationContext。
下面来关注这两行代码的执行都发生了那些事情，以了解容器的整个执行过程。
ApplicationContextapplicationContext=newClassPathXmlApplicationContext（"applicationContext.xml"）;
Foofoo=（Foo）applicationContext.getBean（"foo"）;
1.首先实例化一个容器对象，
2.然后由ResourceLoader组件对参数"applicationContext.xml"进行解析，将此路径上指定的文件解析为Resource对象。
3.BeanDefinitionReader将Resource资源对象内的bean元素数据封装到BeanDefintion组件中，并通过BeanDefintionRegistry将BeanDefintion注册到
BeanFactory中，
4.对Resource的解析工作主要包括三个主要部分,
a:
对xml文档的schema验证,
b:
对默认命名空间元素的解析,这部分委托给XmlBeanDefintionParser组件完成，
c:
对客户化命名空间元素的解析,这部分工作委托给BeanDefintionParser完成,NamespaceHadler组件和NamespaceHandlerResolver组件对BeanDefintionParser提供支持工作。
这里需要提到的是一些特殊元素的解析如:
import元素的解析；另外一点是对applicationContext.xml文件中的bean元素的实际解析工作是委托给
XmlBeanDefintionParserHelper类完成的；上面提到的组件接口列表中与BeanDefinition相关的组件有BeanDefinition组件，BeanDefintionRegistry接口，
除了这两个最重要的，还有如：
BeanDefintionBuilder，BeanDefintionDecorator，BeanDefinitionValueResolver，BeanDefinitionRegistryBuilder等其它与BeanDefintion相关组件,
都对BeanDefintion的操作提供支持。
至此，已经完成了阶段性工作，就是已经将类型信息从applicationContext.xml配置文件bean元素中读取到内存对象的BeanDefinition组件中，接下来的工作就是如何将
BeanDefintion组件中所保存的类型信息实例化为最终的对象。
5.接下来是容器的初始化工作：
调用BeanFactoryPostProcessor接口，
注册BeanPostProcessor接口，
初始化MessageSource组件，
初始化ApplicationEventMulticaster，
注册容器级监听器，
发布容器已刷新的事件，
ApplicationContext接口对bean对象的初始化采取一种积极初始化策略，这样做容器初始化过程虽然比较慢，但后续的每一次bean访问相对较快，因为可以从singletonCache缓存中直接获取，
6.
至此下面这行代码的执行过程已结束，
ApplicationContextapplicationContext=newClassPathXmlApplicationContext（"applicationContext.xml"）;
接下来看这行代码的执行过程，
Foofoo=（Foo）applicationContext.getBean（"foo"）;
7.
getBean（String）的目标很明确，就是根据bean的名称得到一个bean对象，
对bean对象的不同角度的分类，
首先可以分为普通的非FactoryBean类型的bean对象和FactoryBean类型的bean对象，
其次可以分为singleton类型的bean对象和非singleton类型的bean对象，
但是这些分类是建立在一个已创建的bean对象基础之上。
8.下面来看创建一个bean对象的过程，
createBean（）;
首先容器对BeanDefintion进行整理，根据依赖、继承关系进行合并以得到最终的BeanDefintion，
然后进行bean对象的实例化、初始化、对需要销毁操作的bean对象进行注册。
在这一过程中涉及到一组回调接口的调用，包括实例化前后的处理逻辑，初始化前后的处理逻辑，初始化过程的回调逻辑，销毁操作执行逻辑，
主要的回调接口有
InitializingBean
DisposableBean
BeanPostProcessor
XXXXXXAware
配置风格的回调机制（init-method，destroy-method）
对bean对象的初始化工作依赖于BeanWrapper组件，BeanWrapper组件以反射的方式将BeanDefintion组件中保存的属性信息设置到bean对象中。
组件描述：
Resource组件与ResourceLoader组件一起工作，将字符串格式指示的资源解析为Resource对象。
事实上ResourceLoader是Resource的工厂类，
Java代码
1publicinterfaceResourceLoader{
2publicResourcegetResource（Stringlocation）;
3}
ResourceLoader的核心工作就是解析location，
location示例：
"classpath:
applicationContext.xml"，"classpath*:
applicationContext-*.xml"，"file:
/some/resource/path/myTemplate.txt"，"
ResourceLoader根据所指示的前缀返回特定的Resource对象。
BeanDefintionReader组件，
Java代码
4//将Resource中的内容通过BeanDefintionRegistry注册到BeanFactory中。
5publicinterfaceBeanDefintionReader{
6BeanDefinitionRegistrygetBeanFactory（）;
7ResourceLoadergetResourceLoader（）;
8intloadBeanDefinitions（Resource[]resources）throwsBeanDefinitionStoreException;
9intloadBeanDefinitions（Stringlocation）throwsBeanDefinitionStoreException;
10intloadBeanDefinitions（String[]locations）throwsBeanDefinitionStoreException;
11/*
12*这是一个基础方法，从Resource中加载BeanDefinition；
13*这三个方法loadBeanDefintions（Resources[]）,loadBeanDefintions（String[]）,loadBeanDefintion（String）的实现
14*依赖于此方法的实现；
15*上面三个方法的实现在AbstractBeanDefinitionReader骨架类中完成，此方法的实现在XmlBeanDefintionReader中完成。
16*/
17intloadBeanDefinitions（Resourceresource）throwsBeanDefinitionStoreException;
18}
Java代码
19//XmlBeanDefinitionParser组件处理配置文件中默认命名空间的元素解析，
20publicinterfaceXmlBeanDefinitionParser{
21//对Document文档的解析，将解析出的内容封装到BeanDefintion中。
22voidregisterBeanDefinitions（Documentdoc,ReaderContextreaderContext）throwsBeanDefinitionStoreException;
23}
这三个组件（BeanDefintionParser组件，NamespaceHandler组件，NamespaceHandlerResolver组件）处理客户化的命名空间元素的解析，
此机制使用配置文件易于书写，具有可扩展性。
如spring提供的实现：
list>，config>，annotation-driven>，annotation-config>，
第三方组件提供的实现：
endpoint>，broker>等其它实现。
Java代码
24//对客户化命名空间的bean元素进行解析操作。
25publicinterfaceBeanDefintionParser{
26//对Element的解析。
27BeanDefinitionparse（Elementelement,ParserContextparserContext）;
28}
29//根据元素命名空间得到此元素的BeanDefinitionParser处理程序；此类是BeanDefintionParser的工厂类。
30publicinterfaceNamespaceHandler{
31voidinit（）;
32BeanDefinitionParserfindParserForElement（Elementelement）;
33BeanDefinitionDecoratorfindDecoratorForElement（Elementelement）;
34}
35//解析META-INF/spring.handlers中的配置信息；此类是NamespaceHandler的工厂，
36publicinterfaceNamespaceHandlerResolver{
37//根据命名空间指示符得到指定的命名空间处理器。
38NamespaceHandlerresolve（StringnamespaceUri）;
39}
BeanWrapper组件，
对javabean对象提供设置属性值、获取属性值操作，并能够将字符串类型值转换为正确的类型，这个工作依赖于PropertyEditor。
操作示例：
beanWrapper.setPropertyValue（"name","foo"）;
beanWrapper.setPropertyValue（"address.country","China"）;
beanWrapper.setPropertyValue（"array[2]","arrayValue"）;
Java代码
40//PropertyEditor注册器；提供注册、获取PropertyEditor操用。
41publicinterfacePropertyEditorRegistry{
42voidregisterCustomEditor（ClassrequiredType,PropertyEditorpropertyEditor）;
43voidregisterCustomEditor（ClassrequiredType,StringpropertyPath,PropertyEditorpropertyEditor）;
44PropertyEditorfindCustomEditor（ClassrequiredType,StringpropertyPath）;
45}
46//bean对象的属性访问器。
47publicinterfacePropertyAccessor{
48publicbooleanisReadableProperty（Stringname）;
49publicbooleanisWritableProperty（Stringname）;
50publicClass
>getPropertyType（Stringname）;
51publicObjectgetPropertyValue（Stringname）;
52publicvoidsetPropertyValues（PropertyValuespvs）;
53publicvoidsetPropertyValues（Mappvs）;
54publicvoidsetPropertyValue（PropertyValuepv）;
55publicvoidsetPropertyValue（Stringname,Objectvalue）;
56}
57//对PropertyEditor增加管理功能。
58publicinterfaceConfigurablePropertyAccessorextendsPropertyEditorRegistry,PropertyAccessor{
59voidsetExtractOldValueForEditor（booleanextractOldValueForEditor）;
60booleanisExtractOldValueForEditor（）;
61}
62//对bean对象进行管理。
63publicinterfaceBeanWrapperextendsConfigurablePropertyAccessor{
64//设置所在包装的object
65voidsetWrappedInstance（Objectobj）;
66//返回包装对象.
67ObjectgetWrappedInstance（）;
68//返回包装对象类型
69ClassgetWrappedClass（）;
70//返回包装对象属性描述..
71PropertyDescriptor[]getPropertyDescriptors（）throwsBeansException;
72//根据属性名返回特定的属性描述对象.
73PropertyDescriptorgetPropertyDescriptor（StringpropertyName）throwsBeansException;
74}
Java代码
75//IoC容器的核心接口，提供访问IoC容器的基本操作。
76publicinterfaceBeanFactory{
77//根据bean名称获取相应的bean对象.此方法在AbstractBeanFactory骨架类中实现，
78publicObjectgetBean（Stringname）throwsBeansException;
79}
80//定义分层的BeanFactory容器结构。
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