Spring系列二：基础篇（2）

今天我们来继续学习Spring系列基础篇的内容，快跟着叶秋学长一起学习吧~~

IOC

5.说一说什么是IOC？什么是DI?

6.能简单说一下Spring IOC的实现机制吗？

7.说说BeanFactory和ApplicantContext?

8.你知道Spring容器启动阶段会干什么吗？

IOC

5.说一说什么是IOC？什么是DI?

Java 是面向对象的编程语言，一个个实例对象相互合作组成了业务逻辑，原来，我们都是在代码里创建对象和对象的依赖。

所谓的IOC（控制反转）：就是由容器来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。以前是我们想要什么，就自己创建什么，现在是我们需要什么，容器就给我们送来什么。

引入IOC之前和引入IOC之后

也就是说，控制对象生命周期的不再是引用它的对象，而是容器。对具体对象，以前是它控制其它对象，现在所有对象都被容器控制，所以这就叫控制反转。

控制反转示意图

DI（依赖注入）：指的是容器在实例化对象的时候把它依赖的类注入给它。有的说法IOC和DI是一回事，有的说法是IOC是思想，DI是IOC的实现。

为什么要使用IOC呢？

最主要的是两个字解耦，硬编码会造成对象间的过度耦合，使用IOC之后，我们可以不用关心对象间的依赖，专心开发应用就行。

6.能简单说一下Spring IOC的实现机制吗？

PS:这道题老三在面试中被问到过，问法是“你有自己实现过简单的Spring吗？”

Spring的IOC本质就是一个大工厂，我们想想一个工厂是怎么运行的呢？

工厂运行

生产产品：一个工厂最核心的功能就是生产产品。在Spring里，不用Bean自己来实例化，而是交给Spring，应该怎么实现呢？——答案毫无疑问，反射。那么这个厂子的生产管理是怎么做的？你应该也知道——工厂模式。
库存产品：工厂一般都是有库房的，用来库存产品，毕竟生产的产品不能立马就拉走。Spring我们都知道是一个容器，这个容器里存的就是对象，不能每次来取对象，都得现场来反射创建对象，得把创建出的对象存起来。
订单处理：还有最重要的一点，工厂根据什么来提供产品呢？订单。这些订单可能五花八门，有线上签签的、有到工厂签的、还有工厂销售上门签的……最后经过处理，指导工厂的出货。在Spring里，也有这样的订单，它就是我们bean的定义和依赖关系，可以是xml形式，也可以是我们最熟悉的注解形式。

我们简单地实现一个mini版的Spring IOC：

mini版本Spring IOC

Bean定义：

Bean通过一个配置文件定义，把它解析成一个类型。

beans.properties 偷懒，这里直接用了最方便解析的properties，这里直接用一个<key,value>类型的配置来代表Bean的定义，其中key是beanName，value是class userDao:cn.fighter3.bean.UserDao
BeanDefinition.java bean定义类，配置文件中bean定义对应的实体 public class BeanDefinition { private String beanName; private Class beanClass; //省略getter、setter }
ResourceLoader.java 资源加载器，用来完成配置文件中配置的加载 public class ResourceLoader { public static Map<String, BeanDefinition> getResource() { Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new HashMap<>(16); Properties properties = new Properties(); try { InputStream inputStream = ResourceLoader.class.getResourceAsStream("/beans.properties"); properties.load(inputStream); Iterator<String> it = properties.stringPropertyNames().iterator(); while (it.hasNext()) { String key = it.next(); String className = properties.getProperty(key); BeanDefinition beanDefinition = new BeanDefinition(); beanDefinition.setBeanName(key); Class clazz = Class.forName(className); beanDefinition.setBeanClass(clazz); beanDefinitionMap.put(key, beanDefinition); } inputStream.close(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } return beanDefinitionMap; } }
BeanRegister.java 对象注册器，这里用于单例bean的缓存，我们大幅简化，默认所有bean都是单例的。可以看到所谓单例注册，也很简单，不过是往HashMap里存对象。 public class BeanRegister { //单例Bean缓存 private Map<String, Object> singletonMap = new HashMap<>(32); /** * 获取单例Bean * * @param beanName bean名称 * @return */ public Object getSingletonBean(String beanName) { return singletonMap.get(beanName); } /** * 注册单例bean * * @param beanName * @param bean */ public void registerSingletonBean(String beanName, Object bean) { if (singletonMap.containsKey(beanName)) { return; } singletonMap.put(beanName, bean); } }
BeanFactory.java

BeanFactory

对象工厂，我们最核心的一个类，在它初始化的时候，创建了bean注册器，完成了资源的加载。
获取bean的时候，先从单例缓存中取，如果没有取到，就创建并注册一个bean public class BeanFactory { private Map<String, BeanDefinition> beanDefinitionMap = new HashMap<>(); private BeanRegister beanRegister; public BeanFactory() { //创建bean注册器 beanRegister = new BeanRegister(); //加载资源 this.beanDefinitionMap = new ResourceLoader().getResource(); } /** * 获取bean * * @param beanName bean名称 * @return */ public Object getBean(String beanName) { //从bean缓存中取 Object bean = beanRegister.getSingletonBean(beanName); if (bean != null) { return bean; } //根据bean定义，创建bean return createBean(beanDefinitionMap.get(beanName)); } /** * 创建Bean * * @param beanDefinition bean定义 * @return */ private Object createBean(BeanDefinition beanDefinition) { try { Object bean = beanDefinition.getBeanClass().newInstance(); //缓存bean beanRegister.registerSingletonBean(beanDefinition.getBeanName(), bean); return bean; } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } return null; } }

测试
- UserDao.java 我们的Bean类，很简单 public class UserDao { public void queryUserInfo(){ System.out.println("A good man."); } }
- 单元测试 public class ApiTest { @Test public void test_BeanFactory() { //1.创建bean工厂(同时完成了加载资源、创建注册单例bean注册器的操作) BeanFactory beanFactory = new BeanFactory(); //2.第一次获取bean（通过反射创建bean，缓存bean） UserDao userDao1 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao"); userDao1.queryUserInfo(); //3.第二次获取bean（从缓存中获取bean） UserDao userDao2 = (UserDao) beanFactory.getBean("userDao"); userDao2.queryUserInfo(); } }
- 运行结果 A good man. A good man.

至此，我们一个乞丐破船版的Spring就完成了，代码也比较完整，有条件的可以跑一下。

PS:因为时间篇幅的限制，这个demo比较简陋，没有面向接口、没有解耦、边界检查、异常处理……健壮性、扩展性都有很大的不足，感兴趣可以学习参考[15]。

7.说说BeanFactory和ApplicantContext?

可以这么形容，BeanFactory是Spring的“心脏”，ApplicantContext是完整的“身躯”。

BeanFactory和ApplicantContext的比喻

BeanFactory（Bean工厂）是Spring框架的基础设施，面向Spring本身。
ApplicantContext（应用上下文）建立在BeanFactoty基础上，面向使用Spring框架的开发者。

BeanFactory 接口

BeanFactory是类的通用工厂，可以创建并管理各种类的对象。

Spring为BeanFactory提供了很多种实现，最常用的是XmlBeanFactory，但在Spring 3.2中已被废弃，建议使用XmlBeanDefinitionReader、DefaultListableBeanFactory。

Spring5 BeanFactory继承体系

BeanFactory接口位于类结构树的顶端，它最主要的方法就是getBean(String var1)，这个方法从容器中返回特定名称的Bean。

BeanFactory的功能通过其它的接口得到了不断的扩展，比如AbstractAutowireCapableBeanFactory定义了将容器中的Bean按照某种规则（比如按名字匹配、按类型匹配等）进行自动装配的方法。

这里看一个 XMLBeanFactory（已过期）获取bean 的例子：

代码语言：javascript复制

public class HelloWorldApp{ 
   public static void main(String[] args) { 
      BeanFactory factory = new XmlBeanFactory (new ClassPathResource("beans.xml")); 
      HelloWorld obj = (HelloWorld) factory.getBean("helloWorld");    
      obj.getMessage();    
   }
}

ApplicationContext 接口

ApplicationContext由BeanFactory派生而来，提供了更多面向实际应用的功能。可以这么说，使用BeanFactory就是手动档，使用ApplicationContext就是自动档。

编辑

Spring5 ApplicationContext部分体系类图

ApplicationContext 继承了HierachicalBeanFactory和ListableBeanFactory接口，在此基础上，还通过其他的接口扩展了BeanFactory的功能，包括：

Bean instantiation/wiring
Bean 的实例化/串联
自动的 BeanPostProcessor 注册
自动的 BeanFactoryPostProcessor 注册
方便的 MessageSource 访问（i18n）
ApplicationEvent 的发布与 BeanFactory 懒加载的方式不同，它是预加载，所以，每一个 bean 都在 ApplicationContext 启动之后实例化

这是 ApplicationContext 的使用例子：

代码语言：javascript复制

public class HelloWorldApp{ 
   public static void main(String[] args) { 
      ApplicationContext context=new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml"); 
      HelloWorld obj = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");    
      obj.getMessage();    
   }
}

ApplicationContext 包含 BeanFactory 的所有特性，通常推荐使用前者。