Spring源代码解析(一）：IOC容器

在认真学习Rod.Johnson的三部曲之一：<<Professional Java Development with the spring framework>>,顺便也看了看源代码想知道个究竟，抛砖引玉，有兴趣的同志一起讨论研究吧！ 

以下内容引自博客：http://jiwenke-spring.blogspot.com/,欢迎指导：）

在Spring中，IOC容器的重要地位我们就不多说了，对于Spring的使用者而言，IOC容器实际上是什么呢？我们可以说BeanFactory就是我们看到的IoC容器，当然了Spring为我们准备了许多种IoC容器来使用，这样可以方便我们从不同的层面，不同的资源位置，不同的形式的定义信息来建立我们需要的IoC容器。

在Spring中，最基本的IOC容器接口是BeanFactory-这个接口为具体的IOC容器的实现作了最基本的功能规定-不管怎么着，作为IOC容器，这些接口你必须要满足应用程序的最基本要求：

public interface BeanFactory {  
  
    //这里是对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，  
    //如果需要得到工厂本身，需要转义         
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";  
  
  
    //这里根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，这个IOC容器就是一个大的抽象工厂。  
    Object getBean(String name) throws BeansException;  
  
    //这里根据bean的名字和Class类型来得到bean实例，和上面的方法不同在于它会抛出异常：如果根据名字取得的bean实例的Class类型和需要的不同的话。  
    Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException;  
  
    //这里提供对bean的检索，看看是否在IOC容器有这个名字的bean  
    boolean containsBean(String name);  
  
    //这里根据bean名字得到bean实例，并同时判断这个bean是不是单件  
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;  
  
    //这里对得到bean实例的Class类型  
    Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;  
  
    //这里得到bean的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来  
    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是怎样定义怎样加载的-就像我们只关心从这个工厂里我们得到到什么产品对象，至于工厂是怎么生产这些对象的，这个基本的接口不关心这些。如果要关心工厂是怎样产生对象的，应用程序需要使用具体的IOC容器实现-当然你可以自己根据这个BeanFactory来实现自己的IOC容器，但这个没有必要，因为Spring已经为我们准备好了一系列工厂来让我们使用。比如XmlBeanFactory就是针对最基础的BeanFactory的IOC容器的实现-这个实现使用xml来定义IOC容器中的bean。

Spring提供了一个BeanFactory的基本实现，XmlBeanFactory同样的通过使用模板模式来得到对IOC容器的抽象-AbstractBeanFactory,DefaultListableBeanFactory这些抽象类为其提供模板服务。其中通过resource接口来抽象bean定义数据，对Xml定义文件的解析通过委托给XmlBeanDefinitionReader来完成。下面我们根据书上的例子，简单的演示IOC容器的创建过程：

ClassPathResource res = new ClassPathResource("beans.xml");  
DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();  
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);  
reader.loadBeanDefinitions(res);  

这些代码演示了以下几个步骤：

1.创建IOC配置文件的抽象资源

2.创建一个BeanFactory

3.把读取配置信息的BeanDefinitionReader,这里是XmlBeanDefinitionReader配置给BeanFactory

4.从定义好的资源位置读入配置信息，具体的解析过程由XmlBeanDefinitionReader来完成，这样完成整个载入bean定义的过程。我们的IoC容器就建立起来了。在BeanFactory的源代码中我们可以看到：

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {  
    //这里为容器定义了一个默认使用的bean定义读取器  
    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);  
    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {  
        this(resource, null);  
    }  
    //在初始化函数中使用读取器来对资源进行读取，得到bean定义信息。  
    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {  
        super(parentBeanFactory);  
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);  
    }  

我们在后面会看到读取器读取资源和注册bean定义信息的整个过程，基本上是和上下文的处理是一样的，从这里我们可以看到上下文和XmlBeanFactory这两种IOC容器的区别，BeanFactory往往不具备对资源定义的能力，而上下文可以自己完成资源定义，从这个角度上看上下文更好用一些。

仔细分析SpringBeanFactory的结构，我们来看看在BeanFactory基础上扩展出的ApplicationContext-我们最常使用的上下文。除了具备BeanFactory的全部能力，上下文为应用程序又增添了许多便利：

*可以支持不同的信息源，我们看到ApplicationContext扩展了MessageSource

*访问资源,体现在对ResourceLoader和Resource的支持上面，这样我们可以从不同地方得到bean定义资源

*支持应用事件，继承了接口ApplicationEventPublisher,这样在上下文中引入了事件机制而BeanFactory是没有的。

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-这个体系我们在以后对Web容器中的上下文环境的分析中可以清楚地看到。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。这个我们在分析Web容器中的上下文环境时也能看到。

ApplicationContext提供IoC容器的主要接口，在其体系中有许多抽象子类比如AbstractApplicationContext为具体的BeanFactory的实现，比如FileSystemXmlApplicationContext和ClassPathXmlApplicationContext提供上下文的模板，使得他们只需要关心具体的资源定位问题。当应用程序代码实例化FileSystemXmlApplicationContext的时候，得到IoC容器的一种具体表现-ApplicationContext，从而应用程序通过ApplicationContext来管理对bean的操作。

BeanFactory是一个接口，在实际应用中我们一般使用ApplicationContext来使用IOC容器，它们也是IOC容器展现给应用开发者的使用接口。对应用程序开发者来说，可以认为BeanFactory和ApplicationFactory在不同的使用层面上代表了SPRING提供的IOC容器服务。

下面我们具体看看通过FileSystemXmlApplicationContext是怎样建立起IOC容器的,显而易见我们可以通过new来得到IoC容器：

ApplicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(xmlPath);  

调用的是它初始化代码：

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)  
        throws BeansException {  
    super(parent);  
    this.configLocations = configLocations;  
    if (refresh) {  
      　//这里是IoC容器的初始化过程，其初始化过程的大致步骤由AbstractApplicationContext来定义  
        refresh();  
    }  
}  

refresh的模板在AbstractApplicationContext:

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {  
    synchronized (this.startupShutdownMonitor) {  
        synchronized (this.activeMonitor) {  
            this.active = true;  
        }  
  
        // 这里需要子类来协助完成资源位置定义,bean载入和向IOC容器注册的过程  
        refreshBeanFactory();  
        ............  
 }  

这个方法包含了整个BeanFactory初始化的过程，对于特定的FileSystemXmlBeanFactory,我们看到定位资源位置由refreshBeanFactory()来实现：

在AbstractXmlApplicationContext中定义了对资源的读取过程，默认由XmlBeanDefinitionReader来读取：

protected void loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) throws IOException {  
    // 这里使用XMLBeanDefinitionReader来载入bean定义信息的XML文件  
    XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReader(beanFactory);  
  
    //这里配置reader的环境，其中ResourceLoader是我们用来定位bean定义信息资源位置的  
    ///因为上下文本身实现了ResourceLoader接口，所以可以直接把上下文作为ResourceLoader传递给XmlBeanDefinitionReader  
    beanDefinitionReader.setResourceLoader(this);  
    beanDefinitionReader.setEntityResolver(new ResourceEntityResolver(this));  
  
    initBeanDefinitionReader(beanDefinitionReader);  
    //这里转到定义好的XmlBeanDefinitionReader中对载入bean信息进行处理  
    loadBeanDefinitions(beanDefinitionReader);  
}  

转到beanDefinitionReader中进行处理：

protected void loadBeanDefinitions(XmlBeanDefinitionReader reader) throws BeansException, IOException {  
    Resource[] configResources = getConfigResources();  
    if (configResources != null) {  
        //调用XmlBeanDefinitionReader来载入bean定义信息。  
        reader.loadBeanDefinitions(configResources);  
    }  
    String[] configLocations = getConfigLocations();  
    if (configLocations != null) {  
        reader.loadBeanDefinitions(configLocations);  
    }  
}  

而在作为其抽象父类的AbstractBeanDefinitionReader中来定义载入过程：

Java代码  

1. public int loadBeanDefinitions(String location) throws BeanDefinitionStoreException {  
2.  //这里得到当前定义的ResourceLoader,默认的我们使用DefaultResourceLoader  
3.  ResourceLoader resourceLoader = getResourceLoader();  
4.  .........//如果没有找到我们需要的ResourceLoader，直接抛出异常  
5.     if (resourceLoader instanceof ResourcePatternResolver) {  
6.         // 这里处理我们在定义位置时使用的各种pattern,需要ResourcePatternResolver来完成  
7.         try {  
8.             Resource[] resources = ((ResourcePatternResolver) resourceLoader).getResources(location);  
9.             int loadCount = loadBeanDefinitions(resources);  
10.             return loadCount;  
11.         }  
12.       ........  
13.     }  
14.     else {  
15.         // 这里通过ResourceLoader