Spring - IOC

基础

bean.xml
定义需要实例化对象的全限定类名以及类之间依赖关系描述

BeanFactory
IOC容器，通过反射技术来实例化对象并维护对象之间的依赖关系

Spring框架IOC实现

纯xml和xml+注解模式下IOC容器启动方式：

JavaSE应用
ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
或
ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext("c:/bean.xml");
JavaWeb应用
通过监听器 ContextLoaderListener 去加载xml

纯注解模式下IOC容器启动方式：

JavaSE应用
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class);
JavaWeb应用
通过监听器 ContextLoaderListener 去加载xml

TIPS：学习注解的技巧，找xml中标签和注解的一一对应关系即可

BeanFactory和ApplicationContext

BeanFactory是Spring框架中IOC容器的顶层接口，它只是用来定义一些基础功能，定义一些基础规范，而ApplicationContext是它的一个子接口，所以ApplicationContext是具备BeanFactory提供的全部功能。
通常我们称BeanFactory为SpringIOC的基础容器，ApplicationContext是容器的高级接口，比BeanFactory要拥有更多的功能，例如国际化支持和资源访问等等

启动IoC容器的方式

• Java环境下启动IoC容器

• ClassPathXmlApplicationContext：从类的根路径下加载配置文件（推荐使用）
• FileSystemXmlApplicationContext：从磁盘路径上加载配置文件
• AnnotationConfigApplicationContext：纯注解模式下启动Spring容器

• Web环境下启动IoC容器

• 从xml启动容器

 Archetype Created Web Application
 
 
   contextConfigLocation
   classpath:applicationContext.xml
 
 
 
   org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
 

• 从配置类启动容器

 Archetype Created Web Application
 
 
   contextClass
   org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext
 
 
 
   contextConfigLocation
   com.hooda.config.SpringConfig
 
 
 
   org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
 

实例化Bean的三种方式

• 方式一：使用无参构造函数

• 方式二：使用静态方法创建

public class DefinedBeanFactory {
  public static UserService getUserService() {
    return new UserServiceImpl();
  }
}

• 方式三：使用实例化方法创建

public class DefinedBeanFactory {
  public UserService getUserService() {
    return new UserServiceImpl();
  }
}

Bean的属性及生命周期

• 标签属性
  Id属性：用于给bean提供一个唯一标识。在一个标签内部，标识必须唯一
  class属性：用于指定创建Bean对象的全限定类名
  name属性：用于给Bean提供一个或多个名称，多个名称用空格分割
  factory-bean属性：用于指定创建当前Bean对象的工厂Bean的唯一标识。当指定了此属性后，class属性失效
  factory-method属性：用于指定创建当前Bean对象的工厂方法，如配合factory-bean属性使用，则class属性失效；如配合class属性使用，则方法必须是static的
  scope属性：用于指定Bean对象的作用范围，通常情况下就是singleton。当要用到多例模式时，可以配置为prototype
  init-method属性：用于指定Bean对象的初始化方法，此方法会在Bean对象装配后调用。必须是无参方法
  destory-method属性：用于指定Bean对象的销毁方法，此方法会在Bean对象销毁前执行。他只能为scope是singleton时起作用
• 生命周期
  singleton
  单例模式的bean对象生命周期和容器一样
  prototype
  多例模式的bean对象，Spring框架只负责创建，不负责销毁
• 构造注入（constructor-arg）
  name：用于给构造函数中指定名称的参数赋值
  index：用于给构造函数中指定索引位置的参数赋值
  value：用于指定基本类型或者String类型的数据
  ref：用于指定其他Bean类型的数据，填写的是其他Bean唯一标识
• set注入（property）
  name：指定注入时调用的set方法名称
  value：指定注入的数据，支持基本类型或者String类型
  ref：指定引用的数据，支持其他Bean类型，写的是其他Bean唯一标识
• DI注解实现方式
  @Autowired：Spring提供的注解，默认按照类型注入。如果出现一个类型有多个Bean值时，需要配合@Qualifier使用
  @Resource：J2EE提供的注解，默认按照name自动注入。如果同时指定了name和type，则从Spring上下文中找到唯一匹配的bean进行装配，找不到抛异常；如果指定了name，则从上下文中查找id匹配，找不到抛异常；如果指定了type，则从上下文中找到类型匹配的唯一bean进行装配，找不到或找到多个都会抛异常；
  TIPS：@Resource在JDK11中已经移除，如需使用，单独引入jar包
• 纯注解
  @Configutation：表明当前类是一个配置类
  @ComponentScan：替代context:component-scan
  PropertySource：引入外部数学配置文件
  @Import：引入其他配置类
  @Value：对变量赋值，可以直接赋值，也可以使用${}读取资源配置文件中的信息
  @Bean：将方法返回对象加入SpringIOC容器

Spring IOC高级特性

lazy-init延迟加载
ApplicationContext容器默认在启动服务时将所有singleton-bean进行实例化。设置lazy-init为true的bean将不会在ApplicationContext启动时提前被实例化，而是第一次向容器通过getBean获取时实例化
如果一个设置了立即加载的bean1引用了一个延迟加载的bean2，那么bean1在容器启动时被实例化，而bean2由于被bean1引用，所以也会被实例化
如果一个bean的scope属性为prototype时，即使设置了lazy-init=false，容器启动时也不会实例化bean，而是调用时实例化。
FactoryBean&BeanFactory
Spring中Bean有两种，一种是普通Bean，一种是工厂Bean（FactoryBean），FactoryBean可以生成某一个类型的Bean实例，也就是说我们可以借助于它自定义Bean的创建过程。

// 可以让我们自定义Bean的创建过程（完成复杂Bean的定义）
public interface FactoryBean {
    // 返回FactoryBean创建的Bean实例，如果isSingleton=true，则该实例会放到Spring容器的单利对象池中
    @Nullable
    T getObject() throws Exception;

    // 返回FactoryBean创建的Bean类型
    @Nullable
    Class getObjectType();

    // 返回作用域是否单例
    default boolean isSingleton() {
        return true;
    }
}

// 例
public class Company {
    private name, address, scale;
}
public class CompanyFactoryBean implements FactoryBean {
    private String companyInfo;
    
    @Override
    public Company getObject() throws Exception {
        // 模拟创建复杂对象
        Company company = new Company();
        company.setName(companyInfo.split(",")[0]);
        ...
        return company;
    }
    @Override
    public Class getObjectType() {
        return Company.class;
    }
    @Override
    public boolean isSingleton() {
        return true;
    }
}
// xml配置

    

// 获取CompanyFactoryBean产生的对象
Object companyBean = applicationContext.getBean("companyBean");
// 获取CompanyFactoryBean对象本身
Object companyBean = applicationContext.getBean("&companyBean");

后置处理器
Spring提供了两种后置处理bean的扩展接口，分别为BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor，两者在使用上是有所区别的。
BeanPostProcessor是针对Bean级别的处理，在Bean对象实例化之后。

public interface BeanPostProcessor {
    default Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException { return bean; }
    default Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException { return bean; }
}

该接口提供了两个方法，分别在Bean的初始化方法前后执行，具体初始化方法指的什么方法，类似我们在定义bean时，init-method所指定的方法
定义一个类实现了BeanPostProcessor，默认会对整个Spring容器中所有bean进行处理。如果要对某个bean处理，可以通过beanName来判断我们将要处理的具体bean
BeanFactoryPostProcessor是针对BeanFactory级别的处理，是对整个Bean的工厂进行处理。典型应用：PropertyPlaceHolderConfigurer

@FunctionalInterface
public interface BeanFactoryPostProcessor {
    void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory var1) throws BeansException;
}

此接口只提供了一个方法，方法参数为ConfigurableListableBeanFactory，该参数类型定义了一些方法

我们可以根据getBeanDefinition方法找到BeanDefinition对象，然后对定义的属性进行修改。
TIPS：调用BeanFactoryPostProcessor方法时bean还没有实例化，此时bean刚被解析成BeanDefinition对象

Bean生命周期关键时机点

Bean对象构造函数调用时机&InitializingBean之afterPropertiesSet
在AbstractApplicationContext.refresh()的finishBeanFactoryInitialization（BeanFactory)处
BeanFactoryPostProcessor初始化和调用时机
BeanFactoryPostProcessor初始化和调用都在AbstractApplicationContext.refresh()的invokeBeanFactoryPostProcessor(beanFactory)
BeanPostProcessor初始化和调用时机
BeanPostProcessor初始化在AbstractApplicationContext.refresh()的registerBeanPostProcessors(beanFactory)处
postProcessBeforeInitialization&postProcessAfterInitialization都在AbstractApplicationContext.refresh()的finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)处
Spring IOC容器初始化主流程

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
    synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
        // 第一步 刷新前的预处理
        prepareRefresh();
        /*
          第二步 获取BeanFactory，默认实现DefaultListableBeanFactory
          加载BeanDefinition并注册到BeanDefinitionRegistry中
        */
        ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
        // 第三步 BeanFactory的预准备工作（进行一些设置，比如Context的类加载器等）
        prepareBeanFactory(beanFactory);
        try {
            // 第四步：BeanFactory准备工作完成后进行的后置处理工作
            postProcessBeanFactory(beanFactory);
            // 第五步：实例化并调用实现了BeanFactoryPostProcessor接口的Bean
            invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
            // 第六步：注册BeanPostProcessor（Bean的后置处理器），在创建bean前后执行
            registerBeanPostProcessors(beanFactory);
            // 第七步：初始化MessageSource组件（做国际化功能；消息绑定；消息解析）
            initMessageSource();
            // 第八步：初始化事件派发器
            initApplicationEventMulticaster();
            // 第九步：子类重写这个方法，在容器刷新的时候可以自定义逻辑
            onRefresh();
            // 第十步：注册实现了ApplicationListener接口的监听器
            registerListener();
            /*
              第十一步：初始化所有剩下的非懒加载单例bean
              初始化创建非懒加载方式的单例bean（未设置属性）
                  填充属性
                  初始化方法调用（比如调用afterPropertiesSet方法，init-method方法）
                  调用BeanPostProcessor（后置处理器）对实例bean进行后置处理
             */
            finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
            // 第十二步：完成context刷新，主要是调用LifecycleProcessor的onRefresh方法，并且发布事件(ContextRefreshEvent)
            finishRefresh();
        }
        ...
    }
}

BeanFactory创建流程

获取BeanFactory子流程

时序图

BeanDefinition加载解析级注册子流程
Resource定位：指对BeanDefinition的资源定位过程。找到定义JavaBean信息的xml文件并将其封装成Resource对象
BeanDefinition载入：把用户定义好的JavaBean表示为IoC容器内部的数据结构
step1：入口在AbstractRefreshableApplicationContext#refreshBeanFactory方法中调用了loadBeanDefinition(beanFactory)
step2：调用多个类的loadBeanDefinition方法，链 AbstractXmlApplicationContext -> AbstractBeanDefinitionReader -> XmlBeanDefinitionReader#doLoadBeanDefinitions，在doLoadBeanDefinition方法中执行registerBeanDefinition(doc, resource)方法