6. spring5源码分析-IOC、DI与BeanFactory实现

程序员，他们想的是什么？他们想的永远都是技术，他们崇尚的也永远都是技术。

架构设计有一个开闭原则，讲 一个软件实体,如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭.即一个软件实体应该通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。在spring bean的实现就是开闭原则的案例，同过Xml配置文件来控制bean的的实现，通过@Autowired 来装载bean，从而见bean解耦合。

三个概念

spring bean 实现引入了IOC、DI、抽象工厂三个概念。

IOC（Inversion of Control，控制反转）：这是spring的核心，贯穿始终。所谓IOC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。

DI（依赖注入）:IOC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。

工厂设计模式：依据输入，生成对应的对象；

IOC、DI是设计理念，工厂设计模式是实现方法。要设计一个设计一个遵循IOC、DI理念的bean机制，需要解决最核心的两个问题是：

• 如何注入bean？
• 如何查找bean？

这里看一个简单的IOC容器实现：

public class IOCContainer {
    //bean 容器
    private Map registryMap=new HashMap<>();
    //获取
    public  T getObject(Class beanClass){
        return (T)registryMap.get(beanClass);
    }
    public void register(Object bean){
          registryMap.put(bean.getClass(),bean);
    }
}

这里通过register 实现动态注入对象，使用getObject获取bean。使用map缓存bean。

spring框架当然不会这么简单，spring beans 核心类关系图如下：

6.DefaultListableBeanFactory.png

spring bean 通过Registry 来注册bean、使用BeanFactory来查找beans。

Registry

DefaultListableBeanFactory 实现了BeanDefinitionRegistry接口，而BeanDefinitionRegistry提供bean注册、移除、重置扽方法。查看源码可以发现注册的bean信息记录在beanDefinitionMap中。

private final Map beanDefinitionMap = new ConcurrentHashMap<>(256);

注册方法（省略部分日志）

public void registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)
            throws BeanDefinitionStoreException {
        Assert.hasText(beanName, "Bean name must not be empty");
        Assert.notNull(beanDefinition, "BeanDefinition must not be null");
        BeanDefinition existingDefinition = this.beanDefinitionMap.get(beanName);
        if (existingDefinition != null) {
            if (!isAllowBeanDefinitionOverriding()) {
                throw new BeanDefinitionOverrideException(beanName, beanDefinition, existingDefinition);
            }
            this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
        }
        else {
            if (hasBeanCreationStarted()) {
                // Cannot modify startup-time collection elements anymore (for stable iteration)
                synchronized (this.beanDefinitionMap) {
                    this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                    List updatedDefinitions = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames.size() + 1);
                    updatedDefinitions.addAll(this.beanDefinitionNames);
                    updatedDefinitions.add(beanName);
                    this.beanDefinitionNames = updatedDefinitions;
                    removeManualSingletonName(beanName);
                }
            }
            else {
                // Still in startup registration phase
                this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition);
                this.beanDefinitionNames.add(beanName);
                removeManualSingletonName(beanName);
            }
            this.frozenBeanDefinitionNames = null;
        }

        if (existingDefinition != null || containsSingleton(beanName)) {
            resetBeanDefinition(beanName);
        }
    }

这里可以看的 bean定义使用BeanDefinition类，该类包括了bean生命周期、bean名称、bean class 等信息。那么BeanDefinition 又是如何初始化的呢？

BeanDefinition 初始化

• new 一个对象

RootBeanDefinition rbd = new RootBeanDefinition(TestBeanFactory.class);

• 从xml对象获取

XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(xbf);
reader.setValidationMode(XmlBeanDefinitionReader.VALIDATION_NONE);
reader.loadBeanDefinitions(new EncodedResource(REFTYPES_CONTEXT, "ISO-8859-1"));

从xml中初始化bean是spring中常见的方法，其类关系图：

6.XmlBeanDefinitionReader.png

• 从注解@Bean中构造
  从注解加载备案 核心类
• AnnotationConfigRegistry ：bean 注册
• AnnotatedBeanDefinitionReader ：从注解中读取bean基本信息

BeanFactory

通过类关系图可以看到 Spring 中使用 BeanDefinitionRegistry 来注册bean，使用BeanFacotry来完成DI和IOC操作。而DefaultListableBeanFactory作为核心类，同时实现了BeanDefinitionRegistry 和 ConfigurableListableBeanFactory两个接口。

public class DefaultListableBeanFactory extends AbstractAutowireCapableBeanFactory
        implements ConfigurableListableBeanFactory, BeanDefinitionRegistry, Serializable {

总结

• 使用IOC、DI、工厂模式
• 使用注册概念导入bean，通过reader接口从外部或注解中读取bean
• 使用工厂维护并查询bean