BeanFactory和ApplicationContext

通过一个配置文件描述Bean及Bean之间的依赖关系，利用Java语言的反射功能实例化Bean并建立Bean之间的依赖关系。Sping的IoC容器在完成这些底层工作的基础上，还提供了Bean实例缓存，生命周期管理，Bean实例代理，事件发布，资源装载等高级服务。
Bean工厂（com.springframework.beans.factory.BeanFactory）是Spring框架最核心的接口，它提供了高级IoC的配置机制。BeanFactory使管理不同类型的Java对象成为可能，应用上下文（com.springframework.context.ApplicationContext）建立在BeanFactory基础之上，提供了更多面向应用的功能，它提供了国际化支持和框架事件体系，更易于创建实际应用。我们一般称BeanFactory为IoC容器，而称ApplicationContext为应用上下文。但有时为了行文方便。

我们可以进行简单划分：
BeanFactory是Sping框架的基础设施，而面向sping本身；ApplicationContext面向使用Sping框架的开发者，几乎所有的应用场合我们都是直接使用ApplicationContet而非底层的BeanFactory。

BeanFactory介绍

诚如其名，BeanFactory是一个类工厂，但和传统的类工厂不同，传统的类工厂仅负责构造一个或几个类的实例。而BeanFactory是类的通用工厂，它可以创建并管理各种类的对象。这些可被创建和管理的对象本身没有什么特别之处，仅是一个POJO。Sping称这些被创建和管理的Java对象为Bean。我们知道JavaBean是要满足一定规范的，如必须提供一个默认不带参的构造函数，不依赖于某一特定的容器等，但Spring中所说的Bean比JavaBean更宽泛一些，所有可以被Sping容器实例化并管理的Java类都可以成为Bean。

BeanFactory的类体系结构

Spring为BeanFactory提供了多种实现，最常用的是XmlBeanFactory。XmlBeanFactory的类继承体系设计优雅，堪称经典。通过继承体系，我们可以很容易了解到XmlBeanFactory具有哪些功能：

BeanFactory的类体系结构

BeanFactory接口位于类结构树的顶端，它最主要的方法就是getBean(String beanName),该方法从容器中返回特定名称的Bean,BeanFactory的功能通过其他的接口得到不断扩展。下面对上图涉及到的其他接口分别进行说明。

ListableBeanFactory:该接口定义了访问容器中Bean基本信息的若干方法，如查看Bean的个数，获取某一个类型Bean的配置名，查看容器中是否包括某一Bean等方法；

HierarchicalBeanFactory:父子级联IoC容器的接口，子容器可以通过接口方法访问父容器；

ConfigurableBeanFactory:是一个重要的接口，增强了IoC容器的可定制性，它定义了设置类装载器，属性编辑器，容器初始化后置处理器等方法；

AutowireCapableBeanFactory;

初始化BeanFactory
下面，我们使用sping配置文件为Car提供配置信息，然后通过BeanFactory装在配置文件，启动sping IoC容器。sping配置文件如下：

下面我们通过XmlBeanFactory实现类启动sping IoC容器：

public class BeanFactoryTest {
    public static void main(String[] args) throws Throwable{
       ResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
       Resource res = resolver.getResource("classpath:spring/beans.xml");
       System.out.println(res.getURL());
       BeanFactory bf = new XmlBeanFactory(res);
       System.out.println("init BeanFactory.");

       Car car = bf.getBean("car",Car.class);
       System.out.println("car bean is ready for use!");
       car.introduce();
    }
}

XmlBeanFactory通过Resource装装载sping配置信息并启动IoC容器，然后就可以通过BeanFactory#getBean(beanName)方法从IoC容器中获取Bean了。通过BeanFactory启动IoC容器时，并不会初始化配置文件中定义的Bean，初始化动作发生在第一个调用时。对于单实例（singleton）的Bean来说，BeanFactory会缓存Bean实例，所以第二次使用getBean()获取Bean时将直接从IoC容器的缓存中获取Bean实例。
sping在DefaultSingletonBeanRegistry类中提供了一个用于缓存单实例Bean的缓存器，它是一个用HashMap实现的缓存器，单实例的Bean以beanName为键保存在这个HashMap中。
值得一提的是，在初始化BeanFactory时，必须为其提供一种日志框架，我们使用Log4J,即在类路径下提供Log4J配置文件，这样启动Sping容器才不会报错。

ApplicationContext介绍

如果说BeanFactory是Sping的心脏，那么ApplicationContext就是完整的身躯了。ApplicationContext由BeanFactory派生而来，提供了更多面向实际应用的功能。在Beanfactory中，很多功能需要以编程的方式实现，而在ApplicationContext中则可以通过配置的方式实现。

ApplicationContext类体系结构
ApplicationContext的主要实现类是ClassPathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext，前者默认从类路径加载配置文件，后者默认从文件系统中装载配置文件，我们了解一下ApplicationContext的类继承体系:

ApplicationContext体系结构及与BeanFactory的关系

从上图中我们可以看出ApplicationContext继承了hierarchicalBeanFactory和ListableBeanFactory接口，在此基础上，还通过多个其他的接口扩展了BeanFactory的功能，这些接口包括：

ApplicationEventPublisher:让容器拥有发布应用上下文事件的功能，包括容器启动事件，关闭事件等。实现了ApplicationListener事件监听接口的Bean可以接收到容器事件，并对事件进行响应处理。在ApplicationContext抽象实现类AbstractApplicationContext中，我们可以发现存在一个ApplicationEventMulticaster，它负责保存所有监听器，以便在容器产生上下文事件时通知这些事件监听者。

MessageSource:为应用提供i18n国际化消息访问的功能；

ResourcePatternResolver:所有ApplicationContext实现类都实现了类似于PathMatchingResourcePatternResolver的功能，可以通过带前缀的Ant风格的资源文件路径装载sping的配置文件。

LifeCycle：该接口是Sping2.0加入的，该接口提供了start()和stop()两个方法，主要用于控制异步处理过程。在具体使用时，ApplicationContext及具体的Bean都必须同时该接口，ApplicationContext会将start/stop的信息传递给容器中所有实现了该接口的Bean，已达到管理和控制JMX,任务调度等目的。

在获取ApplicationContext实例后，就可以像BeanFactory一样调用getBean(beanName)返回Bean了。ApplicationContext的初始化和BeanFactory有一个重大的区别：BeanFactory在初始化容器时，并未实例化Bean,直到第一次访问某个Bean时才实例化目标Bean；而ApplicationContext则在初始化应用上下文时就实例化所有单实例的Bean。因此ApplicationContext的初始化时间会比BeanFactory稍长一些，不过稍后的调用则没有“第一次惩罚”问题。

spring3.0支持基于类注解的配置方式，主要功能来自于sping的名为JavaConfig子项目，目前JavaConfig已经升级为spring核心框架的一部分。一个标注@Configuration注解的POJO即可提供sping所需的Bean配置信息：

package com.yeren;

public class Car {
    private String brand;
    private String color;
    private int maxSpeed;

    public Car(){}

    public Car(String brand,String color,int maxSpeed){
        this.brand=brand;
        this.color=color;
        this.maxSpeed=maxSpeed;
    }

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getMaxSpeed() {
        return maxSpeed;
    }

    public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

    public void introduce(){
        System.out.println("brand:"+brand+";color:"+color+";maxSpeed:"+maxSpeed);
    }
}

package com.yeren;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.awt.*;

@Configuration
public class BeanA {
    @Bean(name="car")
    public Car buildCar(){
        Car car=new Car();
        car.setBrand("红旗CA72");
        car.setMaxSpeed(200);
        return car;
    }
}

package com.yeren;


import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver;
import org.springframework.core.io.support.ResourcePatternResolver;

/**
 * Hello world!
 *
 */
public class App 
{
    public static void main(String []args)throws Throwable{
        ApplicationContext ctx=new AnnotationConfigApplicationContext(BeanA.class);
        Car car=ctx.getBean("car",Car.class);
        System.out.println();
    }
}

和基于XML文件配置方式的优势在于，类注解的配置方式可以很容易地让开发者控制Bean的初始化过程，比基于XML的配置更加灵活。sping为基于注解类的配置提供了专门的ApplicationContext实现类：AnnotationConfigApplicationContext。

WebApplicationContext类体系结构

WebApplicationContext类体系结构与BeanFactory和ApplicationContext的关系

WebApplicationContext是专门为Web应用准备的，它允许从相对于Web根目录的路径中装载配置文件完成初始化工作。从WebApplicationContext中可以获得ServletContextde引用，整个Web应用上下文对象将作为属性放置到ServletContext中，以便Web应用环境可以访问Sping应用上下文。sping专门为此提供一个工具类WebApplicationContextUtils，通过该类的getWebApplicationContext(ServletContext sc)方法，即可以从ServletContext中获取WebApplicationContext实例。
由于Web应用比一般的应用拥有更多的特性，因此WebApplicationContext扩展了ApplicationContext。WebApplicationContext定义了一个常量ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE,在上下文启动时，WebApplicationContext实例即以此为键放置在ServletContext的属性列表中，因此我们可以直接通过以下话语从Web容器中获取WebApplicationContext：

WebApplicationContext wac=(WebApplicationContext)servletContext.getAttribute(ROOT_WEB_APPLICATION_CONTEXT_ATTRIBUTE);

这正是我们前面提到的WebApplicationContextUtils工具类getWebApplicationContext(ServletContext sc)方法的内部实现方式。这样sping的web应用上下文和web容器的上下文就可以实现互访，二者实现了融合：

sping和Web应用的上下文融合

ConfigurableWebApplicationContext扩展了WebApplicationContext，它允许通过配置的方式实例化WebaApplicationContext，它定义了两个重要的方法：

setServletContext(ServletContext servletContext):为sping设置web应用上下文，以便两者整合；
setConfigLocations(String[] configLocations):设置sping配置文件地址，一般情况下，配置文件地址是相对于web根目录的地址，如/WEB-INF/baobaotao-dao.xml,/WEB-INF/baobaotao-service.xml等。但用户也可以使用带资源类型前缀的地址，如classpath:com/baobaotao/beans.xml等。
WebApplicationContext初始化
WebApplicationContext的初始化方式和BeanFactory，ApplicationContext有所区别，因为WebApplicationContext需要Servlet或定义Web容器监听器（ServletContextListener）,借助这两者中的任何一个，我们就可以完成启动sping web应用上下文的工作。
sping分别提供了用于启动WebApplicationContext的Servlet和Web容器监听器：
org.spingframework.web.context.ContextLoaderServlet;
org.spingframework.web.context.ContextLoaderListener。
两者的内部都实现了启动WebApplicationContext实例的逻辑，我们只要根据Web容器的具体情况选择两者之一，并在web.xml中完成配置就可以了。

父子容器
通过HierarchicalBeanFactory接口，sping的IoC容器可以建立父子层级关联的容器体系，子容器可以访问父容器中的Bean，但父容器不能访问子容器的Bean。在容器内，Bean的id必须是唯一的，但子容器可以拥有一个和父容器id相同的Bean。父子容器层级体系增强了sping容器架构的扩展性和灵活性，因为第三方可以通过编程的方式，为一个已经存在的容器添加一个或多个特殊用途的子容器，以提供一些额外的功能。

BeanFactory和ApplicationContext

BeanFactory介绍

BeanFactory的类体系结构

ApplicationContext介绍

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