Spring IOC概论

一、概念

Spring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之间的关系。Spring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实例代码、事件发布、资源装载等高级服务。

IoC（Inversion of Control）
“控制反转”，创建对象的权利，由程序员反转给了Spring容器。用来管理对象的实例化和初始化，以及对象从创建到销毁的整个生命周期。这些对象统称为Spring Bean,即Java对象，与new出来的对象一样。

• 谁控制谁
  IoC 容器控制了对象。
• 控制什么
  主要是外部资源获取。
• 为何反转
  由容器查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象。
• 哪些方面反转
  依赖对象的获取。

传统创建对象的过程，如图：

传统创建对象.png

IOC/DI容器创建对象：

IOC容器创建对象.png

二、Spring容器高层视图

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,装配好Bean之间的依赖关系，为上层应用提供准备就绪的运行环境。其中Bean缓存池为HashMap实现。

Spring 容器高层视图.png

三、IOC容器实现

IoC的实现，必须依赖DI，因为IoC只是负责对象的创建，而对象创建过程中需要将对象与对象的依赖进行实现。此时使用到的就是DI（Dependency Injection，依赖注入，它必须依赖于IoC）。

Spring 通过读取 XML 或 Java 注解中的信息来获取哪些对象需要实例化。

Spring 提供 2 种不同类型的 IoC 容器，即 BeanFactory 和 ApplicationContext 容器。

BeanFactory（简述）

BeanFactory是Spring框架的基础设施,面向Spring本身。
BeanFactory继承体系

BeanFactory体系结构图.png

1. BeanDefinitionRegistry 注册表
   Spring配置文件中每一个节点元素在Spring容器里都通过一个BeanDefinition对象表示，它描述了Bean的配置信息。而BeanDefinitionRegistry接口提供了向容器手工注册BeanDefinition对象的方法。
2. BeanFactory顶层接口
   位于类结构树顶端，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的扩展。
3. 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、获取某一类型Bean的配置名、查看容器中是否包括某一Bean等方法。
4. HierarchicalBeanFactory父子级联
   父子级联IOC容器的接口，子容器可通过接口方法访问父容器；
   通过HierarchicalBeanFactory接口，Spring的IOC容器可建立父子层次关联的容器体系，子容器可访问父容器中的Bean,但父容器不能访问子容器的Bean。Spring使用父子容器实现了很多功能，比如在Spring MVC中，展现层Bean位于一个子容器中，而业务层和持久层的Bean位于父容器中。这样，展现层Bean就可引用业务层和持久层的Bean,而业务层和持久层的Bean则看不到展现层的Bean。
5. ConfigurableBeanFactory
   一个重要接口，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。
6. AutowireCapableBeanFactory自动装配
   定义了将容器中的Bean按某种规则（如按名字匹配、按类型匹配等）进行自动装配的方法。
7. SingletonBeanRegistry运行期间注册单例Bean
   定义了允许在运行期间向容器注册单实例Bean的方法；
   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是来。Spring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。
8. 依赖日志框架
   在初始化BeanFactory时，必须为其提供一种日志框架，如Log4J,即在类路径下提供Log4J配置文件，这样启动Spring容器才不会报错。

ApplicationContext（简述）

ApplicationContext面向使用Spring框架的开发者，几乎所有的应用场合我们都直接使用ApplicationContext而非底层的BeanFactory。
ApplicationContext 由 BeanFactory 派 生 而 来 ， 提 供 了 更 多 面 向 实 际 应 用 的 功 能 。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

ApplicationContext架构体系.png

1. ClassPathXmlApplicationContext：默认从类路径加载配置文件。
2. FileSystemXmlApplicationContext：默认从文件系统中装载配置文件。
3. 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。
4. MessageSource：为应用提供 i18n 国际化消息访问的功能。
5. 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 Spring 的配置文件。
6. LifeCycle：该接口是 Spring 2.0 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，该接口同时被 ApplicationContext 实现及具体Bean 实现， ApplicationContext 会将 start/stop 的信息传递给容器中所有实现了该接口的 Bean，以达到管理和控制 JMX、任务调度等目的。
7. ConfigurableApplicationContext 扩展于 ApplicationContext，它新增加了两个主要
   的方法： refresh()和 close()，让 ApplicationContext 具有启动、刷新和关闭应用上下
   文的能力。在应用上下文关闭的情况下调用 refresh()即可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用 refresh()则清除缓存并重新装载配置信息，而调用 close()则可关闭应用上下文。

WebApplication体系结构

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中可获得ServletContext的引用，整个Web应用上下文对象将作为属性放置到ServletContext中，以便Web应用环境可访问Spring应用上下文。

WebApplicationContext.png