SpringIOC实现原理

1. 概述

IOC（Inversion of Control）控制反转，也称为DI（Dependency Injection）依赖注入。所谓IOC ，就是把原先代码里需要开发者实现的对象创建和关系依赖，反转交给SpringIOC容器管理对象的生命周期和对象之间的依赖关系。

Spring通过配置文件描述Bean及Bean之间的依赖关系（或者是注解@annotation），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。

Spring启动时读取应用程序提供的Bean配置信息，并在Spring容器中生成一份相应的Bean配置注册表，然后根据这张注册表实例化Bean，装配Bean之间的依赖关系，最后将Bean保存到Spring容器中的Bean缓存池中，其中Bean缓存池是由ConcurrentHashMap实现。

2. 依赖倒置

假设我们设计一辆汽车：先设计轮子，然后根据轮子大小设计底盘，接着根据底盘设计车身，最后根据车身设计好整个汽车。这里就出现了一个依赖关系：汽车依赖车身，车身依赖底盘，底盘依赖轮子。

这样的设计看起来没问题，但是可维护性却很低。假设设计完工之后，上司却突然说根据市场需求的变动，要我们把车子的轮子设计都改大一码。这下我们就蛋疼了：因为我们是根据轮子的尺寸设计的底盘，轮子的尺寸一改，底盘的设计就得修改。

同样因为我们是根据底盘设计的车身，那么车身也得改，同理汽车设计也得改——整个设计几乎都得改！我们现在换一种思路。我们先设计汽车的大概样子，然后根据汽车的样子来设计车身，根据车身来设计底盘，最后根据底盘来设计轮子。这时候，依赖关系就倒置过来了：轮子依赖底盘，底盘依赖车身，车身依赖汽车。

这时候，上司再说要改动轮子的设计，我们就只需要改动轮子的设计，而不需要动底盘，车身，汽车的设计了。这就是依赖倒置原则——把原本的上层依赖底层倒置过来，变成底层依赖上层。上层决定需要什么，底层就去实现这样的需求，而上层并不关注底层怎么实现的。这样就不会出现前面的牵一发而动全身的情况。

3. 控制反转

控制反转是依赖倒置原则的一种代码设计的思路，具体采用的方法是依赖注入（Dependency Injection）。所谓依赖注入，上层控制底层，底层类作为参数传入上层类。

4. 常用容器

4.1 BeanFactory

BeanFactory是Spring框架的基础设施，是IOC容器的基础接口，所有的容器都是从它这里继承实现而来。BeanFactory作为SpringIOC容器，为了能够明确描述各个对象间的依赖关系，Spring提供了三种管理方式：

在XML中进行显式配置。
在Java中进行显式配置。
注解方式。

Spring提供了三种注入方式：

构造方法注入。
setter方法注入。
注解方式注入。

4.2 ApplicationContext

ApplicationContext是Spring提供的一个高级的IOC容器，面向使用Spring框架的开发者，它除了能够提供IOC容器的基本功能外，还为用户提供了以下的附加服务：

BeanFactory：能够管理和装配Bean。
ResourcePatternResolver：能够加载资源文件。
MessageResource：能够实现国际化等功能。
ApplicationEventPublisher：能够注册监听器，实现监听机制。

Spring自带多种类型的应用上下文：

AnnotatinonConfigApplicationContext：从一个或多个基于Java的配置类中加载Spring应用上下文。

ApplicationContext context = new AnnotatinonConfigApplicationContext(com.cmos.DemoConfig.class);

AnnotationConfigWebApplicationContext：从一个或多个基于Java的配置类中加载SpringWeb应用上下文。
ClassPathXmlApplicationContext：从类路径下的一个或多个XML配置文件中加载上下文定义，把应用上下文的定义文件作为类资源。

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("demo.xml");

FileSystemXmlApplicationContext：从文件系统下的一个或多个XML配置文件中加载上下文定义。

ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("c:/demo.xml");

XmlWebApplicationContext：从Web应用下的一个或多个XML配置文件中加载上下文定义。

5. Bean的作用域

singleton：这种Bean范围是默认的，这种范围确保不管接受到多少个请求，每个容器中只有一个Bean的实例，单例的模式由BeanFactory自身来维护。
prototype：原形范围与单例范围相反，为每一个Bean请求提供一个实例。
request：在请求Bean范围内会为每一个来自客户端的网络请求创建一个实例，在请求完成以后，Bean会失效并被垃圾回收器回收。
session：与请求范围类似，确保每个Session中有一个Bean的实例，在Session 过期后，Bean会随之失效。
global-session：global-session和Portlet应用相关。当你的应用部署在Portlet容器中工作时，它包含很多 portlet。如果你想要声明让所有的 portlet 共用全局的存储变量的话，那么这全局变量需要存储在global-session 中。全局作用域与Servlet中的Session 作用域效果相同。

6. Bean的生命周期

Spring对Bean实例化；
Spring将值和Bean的引用注入到Bean对应的属性中；
如果Bean实现了BeanNameAware接口，Spring将调用setBeanName()方法传递Bean的ID到BeanFactory中；
如果Bean实现了BeanFactoryAware接口，Spring将调用setBeanFactroy()方法，将BeanFactory容器实例传入，便于Bean够获取配置他们的BeanFactory的引用；
如果Bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring将调用setApplicationContext()方法，将Bean所在应用上下文的引用传进来，便于bean获取它所在的Spring容器；
如果Bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用postProcessBeforeInitialization()方法，该方法在Bean初始化之前调用。如果Bean在Spring配置文件中配置了init-method属性，该方法将会自动调用。
如果Bean实现了InitializingBean接口，Spring将调用它的afterPropertiesSet()方法，当Bean的所用属性被设置完成之后调用该方法；
如果Bean实现了BeanPostProcessor接口，Spring将调用它的postProcessAfterInitialization()方法，在Bean初始化完成之后调用；
此时Bean准备就绪；
如果Bean实现了DisposableBean接口，spring将调用它的destory()方法。如果Bean在Spring配置文件中配置了destory-method属性，该方法将会自动调用。