【Spring IOC容器学习笔记】一——什么是Spring IOC容器，它是怎么工作的

谁践踏了优雅 2021-12-11 23:55 388阅读 0赞

## 摘要 ##

Spring IOC容器是Spring的核心功能，它构成了Spring框架的骨骼结构，没有它就没有上层MVC、AOP等高级特性。这节的学习笔记主要回答下面几个问题：

*  Spring IOC容器是用来做什么的?
 *  什么是bean?
 *  Spring IOC容器是如何工作的?
 *  Spring IOC容器与BeanFactory和ApplicationContext的关系是什么?

## 1 Spring IOC容器与bean ##

### 1.1 什么是Spring IOC 容器 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xhbWJfSVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
把Spring IOC 容器看做一个黑盒，它的功能就是根据读取的配置元数据，将应用中的业务对象（POJOs）实例化后建立互相之间的依赖关系，提供给我们一个可使用的系统。

### 1.2 什么是bean ###

每个业务对象，经过容器的实例化得到的就是bean。bean被容器管理相互间的依赖关系，组成应用。在我的[另一篇学习笔记][Link 1]里有bean的详细介绍，这里就不展开了。

### 1.3 怎么理解IOC ###

IOC是Inverse of Controll的简写，翻译为控制反转，指的是被实例化的对象对依赖创建的控制权从自身转移到容器。IOC的概念比较晦涩，我们可以借助依赖注入(Dependency Injection，DI)的概念辅助理解它。依赖注入的过程是指，POJO被容器实例化后，由容器负责将它的依赖准备好供使用。关于依赖的更详细说明可以看[另外一篇学习笔记][Link 2]。

IOC技术与直接通过new 方法创建依赖相比有什么优点？

*  代码更加简洁
 *  实现了依赖的创建和使用的解耦（使用依赖的类不用再关心去哪里找依赖去创建）
 *  更容易进行单元测试

## 2 Spring IOC容器工作原理 ##

这部分，我们进入Spring IOC 内部，看它由哪些组件构成，是怎么工作的。  
容器中的每一个bean都会有一个对应的`BeanDefinition`实例，该实例负责保存bean对象的所有必要信息，包括bean对象的class类型、是否是抽象类、构造方法和参数、其它属性等等。当客户端向容器请求相应对象时，容器就会通过这些信息准备一个完整可用的bean实例返回给客户端。  
`BeanDefinitionRegistry`抽象了bean的注册逻辑，包含registerBeanDefinition()、removeBeanDefinition()、getBeanDefinition()等注册管理BeanDefinition的方法。  
`BeanFactory`抽象了bean的管理逻辑，包含getBean、containBean、getType、getAliases等管理bean的方法。  
他们的关系如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xhbWJfSVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
Spring IOC 容器的工作流程大致分为两个阶段:

### 阶段1：容器启动 ###

容器在这阶段的主要工作是收集bean信息，也会进行一些验证性和辅助性的工作。容器要加载Configuration Meta信息，除了纯java代码实现配置的情况，其他方式如通过XML文件的读取，需要借助`BeanDefinitionReader`组件进行解析。BeanDefinitionReader读取和分析Configuration Meta信息后，组装信息为bean对应的BeanDefinition，并把它注册到BeanDefinitonRegistry中，就完成了容器启动。示例代码：

// 通常为BeanDefinitionRegistry的实现类，这里以DeFaultListabeBeanFactory为例
    BeanDefinitionRegistry beanRegistry = new DefaultListableBeanFactory(); 
    // XmlBeanDefinitionReader实现了BeanDefinitionReader接口，用于解析XML文件
    XmlBeanDefinitionReader beanDefinitionReader = new XmlBeanDefinitionReaderImpl(beanRegistry);
    // 加载配置文件
    beanDefinitionReader.loadBeanDefinitions("classpath:spring-bean.xml");

### 阶段2：实例加载 ###

经过阶段1后，当某个请求通过容器的getBean方法请求某个对象，或者因为依赖关系容器需要隐式的调用getBean时，就会触发阶段2的工作：容器会首先检查所请求的对象之前是否已经实例化完成。如果没有，则会根据注册的BeanDefinition所提供的信息实例化被请求对象，并为其注入依赖。当该对象装配完毕后，容器会立即将其返回给请求方法使用。

// 从容器中获取bean实例
    BeanFactory container = (BeanFactory)beanRegistry;
    Business business = (Business)container.getBean("beanName");

## 3 BeanFactory和ApplicationContext ##

`BeanFactory`可以管理任何对象，它是Spring IOC容器一种简单的实现，提供了最基本的依赖注入（DI）支持。而在实际场景下，我们更多的使用另外一种类型的容器：`ApplicationContext`，它集成自BeanFactory，除了基本DI功能，还提供了更高级的功能，如事件监听。  
两者bean实例加载策略有区别：BeanFactory默认是延迟加载策略，即只有当访问容器中的某个对象时，才对该对象进行实例化和依赖注入操作；ApplicationContext则模式在容器启动时就全部完成实例化和依赖注入操作。

## 总结 ##

对使用者来说，可以把spring 容器看做一个生产工厂，它提前根据生产说明（Configuration Meta）把物料(POJOs)加工成产品(beans)，使用者只要报出需要的产品名字(beanName)就可以得到提前生产好的产品，整体是简单工厂模式的体现。  
容器的实现可以是简单的`BeanFactory`或更高级的`ApplicationContext`。它们借助`BeanDefiniton`组件实现对bean及依赖信息的管理, 容器启动时收集所有bean的信息。当实例化bean的时候，容器负责将其依赖对象也进行实例化以供使用，这个过程就是依赖注入。

## 参考资料 ##

1，[给你一份Spring Boot知识清单][Spring Boot]  
2，[Spring Core Technologies][]

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[Link 1]: https://blog.csdn.net/Lamb_IT/article/details/95237132
[Link 2]: https://blog.csdn.net/Lamb_IT/article/details/95760212
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xhbWJfSVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211211/ff3d8dedba5a499b952f05435ea772c3.png
[Spring Boot]: https://www.jianshu.com/p/83693d3d0a65
[Spring Core Technologies]: https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/spring-framework-reference/core.html