对Spring IoC容器实现的结构分析

精华频道→编程语言对SpringIoC容器实现的结构分析2012-03-07作者H_eaven编辑songshuang有14715人浏览spring猎头职位:上海:上海Android开发工程师本文的目标：从实现的角度来认识SpringIoC容器。观察的角度：从外部接口，内部实现，组成部分，执行过程四个方面来认识SpringIoC容器。本文的风格：首先列出SpringIoC的外部接口及内部实现所涉及到的组件列表；其次介绍组件之间的相互关系以对整个执行过程有所把握；然后针对每一个组件的简单介绍，包括组件的类结构图，核心功能描述，重要接口的重要方法描述；接下来看SpringIoC容器实现对面向对象基本设计原则的遵守；最后是后记部分。术语约定：组件：本文中的组件是指在功能概念上具有相对独立性的功能单元，物理结构上的特征一般由一组接口、一组抽象类、一组具体实现类、异常类、工具类所组成；这里的组件是一种相当狭义的描述，根据上下文的不同，组件可以有不同的表现形式，如：相对于Spring框架，SpringIoC容器就是Spring框架的一个组件，相对于系统的整体框架设计，Spring框架就是整体框架的一个组件，这里组件与模块的概念基本等同。接口方法：一般定义在接口中，提供给外部调用的方法，接口方法最重要的在于接口提供者以清晰、简洁的定义提供了接口使用者所必需的功能特征；基础方法：首先基础方法也是一个接口方法，但和接口方法的差别在于接口方法的直接实现依赖于基础方法(参见BeanDefintionReader接口中的方法定义)；钩子方法：超类留给子类需要实现或重写的方法，默认实现钩子方法：超类提供默认实现，子类可以选择是否有必要重写，默认空实现钩子方法：超类提供一个空实现方法，子类可以选择是否有必要重写，抽象钩子方法：超类留给子类必须实现的方法，内部实现方法：对某一相对独立的处理逻辑的封装，以便增强代码的可读性、可修改性、可重用性，达到代码的清晰性、简洁性。注：本文的源代码基于Spring2.x。Spring的源代码也处于演变中，但对基础代码的影响并不大。正文：SpringIoC容器的外部接口:ApplicationContextBeanFactoryWebApplicationContextBeanFactory是IoC容器的核心组件，其它组件都是在为BeanFactory提供服务.ConfigurableBeanFactoryAutowireCapableBeanFactoryListableBeanFactoryHierarchicalBeanFactoryAbstractBeanFactoryAbstractAutowireCapableBeanFactoryDefaultListableBeanFactorySingletonBeanRegistry接口，BeanDefintionRegistry接口，Resource组件，ResourceLoader组件，BeanDefintion组件，BeanDefintionReader组件，XmlBeanDefinitionParser组件，BeanDefintionParser组件，NamespaceHandler组件，NamespaceHandlerResolver组件，BeanWrapper组件，------------------------------------------------ApplicationContextConfigurableApplicationContextAbstractApplicationContextAbstractRefreshApplicationContextAbstractXmlApplicationContextClassPathXmlApplicationContextFileSystemXmlApplicationContextLifecycle接口ApplicationEventPublisher接口ApplicationEventMulticaster组件MessageSource组件MessageSourceResolvable组件-----------------------------------------------WebApplicationContextConfigurableWebApplicationContextAbstractRefreshWebApplicationContextXmlWebApplicationContextContextLoader组件ContextLoaderListenerContextLoaderServlet------------------------------------------------------------------------------------------FactoryBean一组回调接口，InitializingBeanDisposableBeanBeanPostProcessorBeanFactoryPostProcessorBeanNameAwareBeanFactoryAwareResourceLoaderAwareApplicationContextPublisherAwareMessageSourceAwareApplicationContextAwareApplicationContextAwareProcessorServletContextAwareServletConfigAwareServletContextAwareProcessor------------------------------------------------------------------------------------------------对这三个接口(ApplicationContext、BeanFactory、WebApplicationContext)的讨论：ApplicationContext接口是IoC容器概念的直接对应物，包括容器自身生命周期的管理(容器的启动，容器的初始化，容器的销毁)一些便利功能的提供如：资源文件的读取，容器级事件的发布。BeanFactory接口是IoC容器的核心，其它组件都为此组件提供支持，如Resource组件，ResourceLoader组件，BeanDefintionReader组件，BeanDefintion组件，BeanWrapper组件等。BeanFactory接口相对于容器的概念太过低级，以至于直接使用需要应对较复杂的API。WebApplicationContext接口提供IoC容器对Web环境的支持，与ServletAPI的集成工作。普通Java应用程序选择IoC容器使用ApplicationContext，Web环境下的IoC容器使用WebApplicationContext。下面来关注这两行代码的执行都发生了那些事情，以了解容器的整个执行过程。ApplicationContextapplicationContext=newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");Foofoo=(Foo)applicationContext.getBean("foo");1.首先实例化一个容器对象，2.然后由ResourceLoader组件对参数"applicationContext.xml"进行解析，将此路径上指定的文件解析为Resource对象。3.BeanDefinitionReader将Resource资源对象内的bean元素数据封装到BeanDefintion组件中，并通过BeanDefintionRegistry将BeanDefintion注册到BeanFactory中，4.对Resource的解析工作主要包括三个主要部分,a:对xml文档的schema验证,b:对默认命名空间元素的解析,这部分委托给XmlBeanDefintionParser组件完成，c:对客户化命名空间元素的解析,这部分工作委托给BeanDefintionParser完成,NamespaceHadler组件和NamespaceHandlerResolver组件对BeanDefintionParser提供支持工作。这里需要提到的是一些特殊元素的解析如:import元素的解析；另外一点是对applicationContext.xml文件中的bean元素的实际解析工作是委托给XmlBeanDefintionParserHelper类完成的；上面提到的组件接口列表中与BeanDefinition相关的组件有BeanDefinition组件，BeanDefintionRegistry接口，除了这两个最重要的，还有如：BeanDefintionBuilder，BeanDefintionDecorator，BeanDefinitionValueResolver，BeanDefinitionRegistryBuilder等其它与BeanDefintion相关组件,都对BeanDefintion的操作提供支持。至此，已经完成了阶段性工作，就是已经将类型信息从applicationContext.xml配置文件bean元素中读取到内存对象的BeanDefinition组件中，接下来的工作就是如何将BeanDefintion组件中所保存的类型信息实例化为最终的对象。5.接下来是容器的初始化工作：调用BeanFactoryPostProcessor接口，注册BeanPostProcessor接口，初始化MessageSource组件，初始化ApplicationEventMulticaster，注册容器级监听器，发布容器已刷新的事件，ApplicationContext接口对bean对象的初始化采取一种积极初始化策略，这样做容器初始化过程虽然比较慢，但后续的每一次bean访问相对较快，因为可以从singletonCache缓存中直接获取，6.至此下面这行代码的执行过程已结束，ApplicationContextapplicationContext=newClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");接下来看这行代码的执行过程，Foofoo=(Foo)applicationContext.getBean("foo");7.getBean(String)的目标很明确，就是根据bean的名称得到一个bean对象，对bean对象的不同角度的分类，首先可以分为普通的非FactoryBean类型的bean对象和FactoryBean类型的bean对象，其次可以分为singleton类型的bean对象和非singleton类型的bean对象，但是这些分类是建立在一个已创建的bean对象基础之上。8.下面来看创建一个bean对象的过程，createBean();首先容器对BeanDefintion进行整理，根据依赖、继承关系进行合并以得到最终的BeanDefintion，然后进行bean对象的实例化、初始化、对需要销毁操作的bean对象进行注册。在这一过程中涉及到一组回调接口的调用，包括实例化前后的处理逻辑，初始化前后的处理逻辑，初始化过程的回调逻辑，销毁操作执行逻辑，主要的回调接口有InitializingBeanDisposableBeanBeanPostProcessorXXXXXXAware配置风格的回调机制(init-method，destroy-method)对bean对象的初始化工作依赖于BeanWrapper组件，BeanWrapper组件以反射的方式将BeanDefintion组件中保存的属性