IoC原理之IoC容器系列的设计与实现

在Spring IoC容器的设计中，我们可以看到两个主要的容器系列，一个是实现BeanFactory接口的简单容器系列，这系列容器只实现了容器的最甚本功能.另一个是ApplicationContext应用上下文，它作为容器的高级形态而存在。应用上下文在简单容器的基础上，增加了许多面向框架的特性，同时对应用环境作了许多适配。有了这两种墓本的容器系列.基本上可以满足用户对IoC容器使用的大部分需求了。

loC容器的接口

loC容器的接口设计图如下：

• 从接口BeanFactory到HierarchicalBeanFactory，再到Configurable Bean Factory，是一条主要的BeanFactory设计路径。在这条接口设计路径中，BeanFactory接口定义了基本的IoC容器的规范。在这个接口定义中.包括了getBean()这样的IoC容器的基本方法(通过这个方法可以从容器中取得Bean)。而HierarchicalBeanFactory接口在继承了eanFactory的基本接口之后.增加了getParentBeanFactory ()的接口功能.使BeanFactory其备了双亲IoC容器的管理功能。在接下来的ConfigurableBeanFactory接口中，主要定义了一些对BeanFactory的配置功能，比如通过setParentBeanFactory()设置双亲IoC容器，通过addBeanPostProcessor()配iBean后里处理器，等等。通过这些接口设计的叠加，定义了BeanFactory就是简单IoC容器的基本功能。

• 第二条接口设计主线是以ApplicationContext应用上下文接口为核心的接口设计。这里涉及的主要接口设计有，从Bean Factory到ListableBeanFactory，再到ApplicationContext，再到我们常用的WebApplicationContext或者ConfigurableApplicationContext接口。我们常用的应用上下文甚本上都是ConfigurableApplicationContext或者WebApplicationContcxt的实现。在这个接口体系中，ListableBeanFactory和HierarchicalBeanFactory两个接口.连接BeanFactory接口定义和ApplicationConext应用上下文的接口定义。在ListableBeanFactory接口中，细化了许多BeanFactory的接口功能，比如定义了getBeanDefinitionNames()接口方法。对于ApplicationContext接口，它通过继承MessageSource, ResourceLoader,ApplicationEventPublisher接口，在BeanFactory简单loC容器的基础上添加了许多对高级容器的特性的支持。

如下是BeanFactory接口的抽象：

public interface BeanFactory {

    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

    Object getBean(String name) throws BeansException;

    <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;

    <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;

    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
    //判断容器是否含有指定名字的bean
    boolean containsBean(String name);   
    //判断指定名字的bean是否是Singleton类型，定义的时候可以指定
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    //判断指定名字的bean是否是Prototype类型，定义的时候可以指定
    boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    //判断指定名字的bean的Class类型，是否是指定的类型
    boolean isTypeMatch(String name, Class<?> targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    //得到指定名字的bean的Class类型
    Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    //获取指定名字的bean的所有别名，定义的时候可以指定
    String[] getAliases(String name);

}

在Spring的代码实现中BeanFactory只是一个接口类，并没有给出容器的具体实现，各种具体实现，比如DefauItListableBeanFactory,XmlBeanFactory, ApplicationContext等都可以看成是容器附加了某种功能的具体实现，也就是容器体系中的具体容器产品。

BeanFactory分析

以 XmlBeanFactory 为例，看看BeanFactory容器的设计原理：

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }

    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }

}

从源码可以看出，XmlBeanFactory只实现了xml读取的功能，并且还不是自己写的，是通过引用XmlBeanDefinitionReader来实现的，而IoC容器功能是通过继承DefaultListableBeanFactory实现的。 在Spring中，实际上是把DefaultListable BeanFactory作为一个默认的功能完整的loC容器来使用的。

XmlBeanFactory设计的类继承关系如下图：

ApplicationContex分析

以FileSystemXmlApplicationContex来说明ApplicationContex容器的设计原理。

public class FileSystemXmlApplicationContext extends AbstractXmlApplicationContext {

    public FileSystemXmlApplicationContext() {
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(ApplicationContext parent) {
        super(parent);
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
        this(new String[] {configLocation}, true, null);
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(String... configLocations) throws BeansException {
        this(configLocations, true, null);
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, ApplicationContext parent) throws BeansException {
        this(configLocations, true, parent);
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh) throws BeansException {
        this(configLocations, refresh, null);
    }

    public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent)
            throws BeansException {

        super(parent);
        setConfigLocations(configLocations);
        if (refresh) {
            refresh();
        }
    }

    @Override
    protected Resource getResourceByPath(String path) {
        if (path != null && path.startsWith("/")) {
            path = path.substring(1);
        }
        return new FileSystemResource(path);
    }

}

这里有两个可看的地方，第一个是FileSystemXmlApplicationContext中refresh()过程会牵涉loC容器启动的一系列复杂操作，同时，对于不同的容器实现，这些操作都是类似的，因此在基类中将它们封装好。

第二个是getResourceByPath 功能是与FileSystemXmlApplicationContext设计具体相关的功能，这部分与怎样从文件系统中加载XML的Bean定义资源有关。