Spring IoC总结
Spring 复习
1.Spring IoC
1.1 基本概念
1.1.1 DIP（Dependency Inversion Principle）
字面意思依赖反转原则，即调用某个类的构造器创建对象时，其构造器的参数不应包含相关基层类的属性，只应传入相关基层类实例，也即将一个封装好的实例传给本类，也就是让相关基层类依赖更高层的类（不是指继承关系）
1.1.2 IoC（Inversion of Control）
字面意思为控制反转，其是DIP的一种具体策略，其目的是为了将对象的初始化和维护交由第三方（如Spring IoC容器）管理，当用户想要获取某个实例时，只需要提供实例的名称即可获取
1.1.3 DI（Dependency Injection）
字面意思为依赖注入，根据DIP，由于构造器传参时都是传入封装好的基层类实例，那么如何将这些实例赋值给（注入）当前类的属性中呢？那么就需要依赖注入，其执行策略如下
- 检查当前类的属性那些需要注入对象，如有a，b，c
- 对a，b，c对象从属的类分别执行上一步，也即分析其中是否有需要注入的其他对象
- 重复类似上一步的过程，直到没有需要注入的对象
- 开始反向遍历（类似于DFS的回流），按照先new对象，后注入到上一步的原则执行，直到创建出最初要创建的实例
由此可见，DI是一种IoC的实现方法
1.2 Spring IoC使用
两种方式均为先获取IoC容器，之后调用getBean方法传入bean的名称来获取对应的bean
1.2.1 基于XML
创建FileSystemXmlApplicationContext/ClassPathXmlApplicationContext对象，并调用getBean
1.2.2 基于注解
创建ClassPathXmlApplicationContext对象并传入配置xml，或创建AnnotationConfigApplicationContext对象并创建配置类，并调用getBean
1.3 Spring IoC原理
bean的生命周期概览
- BeanFactory的创建
- 创建IoC容器（
obtainFreshBeanFactory()）
- 创建IoC容器（
- Bean的创建
- 加载配置文件中 Spring Bean 的定义，注册为一个个BeanDefinitions（
obtainFreshBeanFactory()） - 设置BeanFactory的类加载器，添加一些BeanPostProcessor（
prepareBeanFactory(beanFactory)） - 如果有任何
BeanFactoryPostProcessor的实现类，则执行postProcessBeanFactory（invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)） - 注册一些BeanPostProcessor的实现类（
registerBeanPostProcessors(beanFactory)） finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)中的beanFactory.preInstantiateSingletons()负责实例化（创建+初始化）所有非懒加载的singletons- Bean 容器利用 Java Reflection API 创建一个Bean的实例（仅仅是实例化）
- 如果涉及到一些属性值 利用
set()方法设置一些属性值 - 如果 Bean 实现了
BeanNameAware接口，调用setBeanName()方法，传入Bean的名字 - 如果 Bean 实现了
BeanClassLoaderAware接口，调用setBeanClassLoader()方法，传入ClassLoader对象的实例 - 与上面的类似，如果实现了其他
*.Aware接口，就调用相应的方法 - 如果有和加载这个 Bean 相关的
BeanPostProcessor对象，执行postProcessBeforeInitialization()方法 - 如果Bean实现了
InitializingBean接口，执行afterPropertiesSet()方法 - 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 init-method 属性（@PostConstruct），执行指定的方法
- 如果有和加载这个 Bean的 Spring 容器相关的
BeanPostProcessor对象，执行postProcessAfterInitialization()方法 - 将创建好的Bean以
(beanName，singletonObject)放入IoC容器中，也即DefaultSingletonBeanRegistry的singletonObjects对象（ConcurrentHashMap）中
- 加载配置文件中 Spring Bean 的定义，注册为一个个BeanDefinitions（
- Bean的销毁
- 如果Bean实现了
DestructionAwareBeanPostProcessors接口，执行postProcessBeforeDestruction - 如果 Bean 实现了
DisposableBean接口，执行destroy()方法 - 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method （@PreDestroy）属性，执行指定的方法
- 如果Bean实现了
上面步骤借鉴自JavaGuide (gitee.io)
1.3.1 IoC容器分类
其中可见BeanFactory为所有IoC容器的顶级接口，其中给出了许多getBean的重载方法，其中要注意到一个接口
AutowireCapableBeanFactory，这个接口意为实现此类的工厂有自动注入的功能，其常用实现类DefaultListableBeanFactory就实现了此接口，还额外实现了ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory接口，是功能最全面的BeanFactory
为了让ClassPathXmlApplicationContext等容器也能具有自动依赖注入的功能其父类提供了一个DefaultListableBeanFactory的实例，实际执行时调用的是此对象
1.3.2 IoC容器的创建
1）构造器
public ClassPathXmlApplicationContext(
String[] configLocations, boolean refresh, @Nullable ApplicationContext parent)
throws BeansException {
super(parent);
setConfigLocations(configLocations);
if (refresh) {
refresh();
}
}
2）refresh()
@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
//创建容器前的一些准备工作，如校验xml文件格式等
prepareRefresh();
// 获取BeanFactory实例（DefaultListableBeanFactory对象），并读取xml文件注册bean的配置信息，以（beanName，BeanDefinition）的形式注册到beanDefinitionMap中
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 设置 BeanFactory 的类加载器，添加几个 BeanPostProcessor，手动注册几个特殊的 bean
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 留给子类实现
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 如果有BeanFactoryPostProcessor的实现类，则触发其postProcessBeanFactory方法
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 如果有BeanPostProcessor的实现类，则注册其进入BeanFactory
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 初始化应用的Message Source
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// 检查Listeners并注册
registerListeners();
// 新建并初始化所有的非懒加载的Singletons
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}
上面过程中，最为重要的几步如下
- prepareRefresh();
- obtainFreshBeanFactory();
- prepareBeanFactory(beanFactory);
- postProcessBeanFactory(beanFactory);
- invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
- registerBeanPostProcessors(beanFactory);
- finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
此方法创建了IoC容器，并在这一步完成singleton的实例化
#附
#1. xxxAware原理
有一系列的xxxAware接口，如果一个bean要注入xxx，那么只需要重写该接口中的setxxx方法即可
为什么重写了就可以呢？
因为在调用refresh()方法时（调用ClassPathXmlApplicationContext构造器时会调用到），其中有如下步骤
-
prepareRefresh()创建容器前的一些准备工作，如校验xml文件格式等
-
obtainFreshBeanFactory其中会调用AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory方法创建DefaultListableBeanFactory（其是全能beanFactory）实例，之后调用AbstractRefreshableApplicationContext#getBeanFactory方法获取此实例
-
prepareBeanFactory(beanFactory)--- 关键该方法传入刚刚获取的DefaultListableBeanFactory的实例，之后调用了下面这一句
beanFactory.addBeanPostProcessor(new ApplicationContextAwareProcessor(this));为beanFactory添加了一个BeanPostProcessor，其会在所有bean注册好后，在bean的属性被注入后，在bean初始化前（这里指执行
InitializingBean的afterPropertiesSet()方法之前，如果bean实现了该接口的话），会调用ApplicationContextAwareProcessor的postProcessBeforeInitialization方法，其中又调用invokeAwareInterfaces方法，如果bean实现了ApplicationContextAware接口，就会调用其重写的方法将applicationContext注入此bean中
ApplicationContextAware一个常用的场景
当singleton的创建依赖一个prototype时，由于singleton的创建只发生一次，如果采用自动注入的方式，其注入的prototype也只会被创建一次，且每次getBean时，也只会获取创建好的singleton。为了让每次获取singleton时，对应的prototype域可以每次都新建，因而可以让singleton的类实现
ApplicationContextAware接口，并重写其setApplicationContext方法，由于prototype在每次getBean时都会新建，因而只需要在singleton类的内部使用注入的ApplicationContext直接getBean即可达到目的示例如下
@Component @Scope("singleton") public class mySingleton implements ApplicationContextAware { private ApplicationContext ac; @Override public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException { ac = applicationContext; } public void doTheThing(){ getAs().print(); } public myPrototype getAs(){ return (myPrototype) ac.getBean("myPrototype"); } }@Component @Scope("prototype") public class myPrototype { public void print(){ System.out.println(this); } }public class client_bean_prototype { public static void main(String[] args) { AnnotationConfigApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(ConfigClass.class); mySingleton bean = (mySingleton)applicationContext.getBean("mySingleton"); bean.doTheThing(); bean = (mySingleton)applicationContext.getBean("mySingleton"); bean.doTheThing(); } }输出结果如下
ioctest1.singletonDependsPrototype.myPrototype@1a052a00 ioctest1.singletonDependsPrototype.myPrototype@4d826d77可见，两次拿到的bean不同
#2. BeanFactory与FactoryBean
BeanFactory是IoC容器的顶层接口，负责实例化Bean并保存着所有的Bean对象
FactoryBean也是一个接口，其定义如下
public interface FactoryBean<T> {
String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";
//返回包装的对象
@Nullable
T getObject() throws Exception;
//返回包装的对象的类型
@Nullable
Class<?> getObjectType();
//判断是否为单例
default boolean isSingleton() {
return true;
}
}
对于某些创建过程比较复杂的对象，可以将其复杂重复的创建过程放入getObject()方法中，并将最后创建好的对象由此方法返回
假设有下面例子
-
自定义
FactoryBeanpublic class myFactoryBean implements FactoryBean<accountService> { @Override public accountService getObject() { //实现一些复杂的实例化逻辑 //可以为accountService对象set一些通用的属性 return new accountService(); } @Override public Class<?> getObjectType() { return accountService.class; } } -
配置Bean
public class ConfigureClass { @Bean public myFactoryBean myFactoryBean() { return new myFactoryBean(); } @Bean public accountService accountService() { //同样可以为返回的accountService实例修改一些属性 return myFactoryBean().getObject(); } }
那么首先会创建名称为"myFactoryBean"的myFactoryBean实例，注意！仅仅是创建这个类的实例而已
之后再创建accountService的实例时，由于其由myFactoryBean负责，在preInstantiateSingletons方法中调用getBean方法时，其在调用createBean方法创建时，会通过反射，再次进入下面这段代码
protected <T> T doGetBean(final String name, @Nullable final Class<T> requiredType,
@Nullable final Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.trace("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.trace("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
这里传入的name是之前创建的myFactoryBean，那么在getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);方法中，就会调用到myFactoryBean的getObject()方法来创建accountService的实例，从而完成实例化
这里要注意，singletonObjects这个map中，会同时存放myFactoryBean和accountService的beans，也即在使用FactoryBean创建好需要的bean之后，下次使用accountService实例就只需要按beanName直接获取即可。
由此可见，FactoryBean也是一种Bean，但其不同于工厂模式，其负责某一类的全部对象实例化过程中的复杂部分，也即创建每个FactoryBean接口泛型传入的类的对象时，均需要这个FactoryBean来插一手，这样就极大的简化了此类Bean的实例化流程
