IOC（一）BeanFactory和BeanDefinition

前言

從這篇文章開始我會去探索一下Spring中IOC機制的一些底層實現，至於IOC（控制反轉）是什麼在這裏很少作介紹，網上的資料也不少。

IOC（控制反轉）是Spring框架中最核心的機制，因此咱們須要對其實現原理有必定的理解，才能更好的使用它甚至本身設計一個相似Spring的簡單框架。這篇文章咱們先無論其運行流程，而是先來看一下他的兩個重要的接口，只有先把這些接口弄明白了，咱們才能理解IOC機制的工做流程及原理。

BeanFactory

package org.springframework.beans.factory;

import org.springframework.beans.BeansException;

public interface BeanFactory {

    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";
    
    Object getBean(String name) throws BeansException;

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

     T getBean(Class requiredType) throws BeansException;

    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;

    boolean containsBean(String name);

    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isTypeMatch(String name, Class targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    
    Class getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    String[] getAliases(String name);
}複製代碼

這個即是spring核心的Bean工廠定義，上面的author說是2001年寫的，已經歷史久遠了， 這個類是spring中全部bean工廠，也就是俗稱的IOC容器的祖宗，各類IOC容器都只是它的實現或者爲了知足特別需求的擴展實現。 從上面的方法就能夠看出，這些工廠的實現最大的做用就是根據bean的名稱亦或類型等等，來返回一個bean的實例。

BeanFactory

　　BeanFactory，以Factory結尾，表示它是一個工廠類(接口)， 它負責生產和管理bean的一個工廠。在Spring中， BeanFactory是IOC容器的核心接口，它的職責包括：實例化、定位、配置應用程序中的對象及創建這些對象間的依賴。

       BeanFactory只是個接口，並非IOC容器的具體實現，可是Spring容器給出了不少種實現，如 DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等，其中XmlBeanFactory就是經常使用的一個，該實現將以XML方式描述組成應用的對象及對象間的依賴關係。XmlBeanFactory類將持有此XML配置元數據，並用它來構建一個徹底可配置的系統或應用。

ApplicationContext接口

它由BeanFactory接口派生而來，ApplicationContext包含BeanFactory的全部功能，一般建議比BeanFactory優先。

ApplicationContext以一種更向面向框架的方式工做以及對上下文進行分層和實現繼承，ApplicationContext包還提供瞭如下的功能：

• MessageSource, 提供國際化的消息訪問
• 資源訪問，如URL和文件
• 事件傳播
• 載入多個（有繼承關係）上下文 ，使得每個上下文都專一於一個特定的層次，好比應用的web層;

對BeanFactory的思考

一個工廠若是想擁有這樣的功能，那麼它必定須要如下幾個因素：

1. 須要持有各類bean的定義，不然沒法正確的完成bean的實例化。
2. 須要持有bean之間的依賴關係，不然在bean實例化的過程當中也會出現問題。例如，A包含了B的實例。可是在A初始化以後，調用B實例的方法時，就會報空指針異常，由於A並無被真正的正確初始化。
3. 以上兩種都要依賴於咱們所寫的依賴關係的定義，暫且認爲是XML文件（其實能夠是各類各樣的），那麼咱們須要一個工具來完成XML文件的讀取。

我目前想到的，只須要知足以上三種條件，即可以建立一個bean工廠，來生產各類bean。固然，spring確定有更高級的作法，以上只是我直觀的去想如何實現IOC。

那麼從上面的描述中，我又引伸出了另外一個核心問題，Bean的定義是什麼，他的依賴關係又如何描述？

那麼答案是，一個祖宗級別的接口，來看BeanDefinition。

BeanDefinition

package org.springframework.beans.factory.config;

import org.springframework.beans.BeanMetadataElement;
import org.springframework.beans.MutablePropertyValues;
import org.springframework.core.AttributeAccessor;

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {

    String SCOPE_SINGLETON = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON;

    String SCOPE_PROTOTYPE = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE;

    int ROLE_APPLICATION = 0;

    int ROLE_SUPPORT = 1;

    int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;

    String getParentName();

    void setParentName(String parentName);

    String getBeanClassName();

    void setBeanClassName(String beanClassName);

    String getFactoryBeanName();

    void setFactoryBeanName(String factoryBeanName);

    String getFactoryMethodName();

    void setFactoryMethodName(String factoryMethodName);

    String getScope();

    void setScope(String scope);

    boolean isLazyInit();

    void setLazyInit(boolean lazyInit);

    String[] getDependsOn();

    void setDependsOn(String[] dependsOn);

    boolean isAutowireCandidate();

    void setAutowireCandidate(boolean autowireCandidate);
    
    boolean isPrimary();

    void setPrimary(boolean primary);

    ConstructorArgumentValues getConstructorArgumentValues();

    MutablePropertyValues getPropertyValues();

    boolean isSingleton();

    boolean isPrototype();

    boolean isAbstract();

    int getRole();

    String getDescription();

    String getResourceDescription();

    BeanDefinition getOriginatingBeanDefinition();
}複製代碼

接口上給出的註釋簡明扼要的描述了該接口： BeanDefinition描述了一個bean實例，它具備屬性值，構造函數參數值以及具體實現提供的更多信息。

能夠看到上面的不少屬性和方法都很熟悉，例如類名、scope、屬性、構造函數參數列表、依賴的bean、是不是單例類、是不是懶加載等，其實就是將Bean的定義信息存儲到這個BeanDefinition相應的屬性中，後面對Bean的操做就直接對BeanDefinition進行，例如拿到這個BeanDefinition後，能夠根據裏面的類名、構造函數、構造函數參數，使用反射進行對象建立。 BeanDefinition是一個接口，是一個抽象的定義，實際使用的是其實現類，如ChildBeanDefinition、RootBeanDefinition、GenericBeanDefinition等。

繼承關係

BeanDefinition這個接口即是spring中的bean定義接口，因此其實咱們工廠裏持有的bean定義，就是一堆這個玩意，或者是他的實現類和子接口。這個接口並不是直接的祖宗接口，他所繼承的兩個接口一個是core下面的AttributeAccessor，繼承這個接口就覺得這咱們的bean定義接口一樣具備處理屬性的能力，而另一個是beans下面的BeanMetadataElement，這個接口就是bean的元數據元素，它能夠得到bean的配置定義的一個元素。在XML文件中來講，就是會持有一個bean標籤。

BeanDefinition的一些依賴與實現，這裏就不細緻展開

（圖片參考自 www.jianshu.com/p/1d06f6342…）

小結

本篇文章介紹了Spring實現IOC這一機制的最基礎的兩個接口BeanFactory和BeanDefinition。一個是生產Bean的工廠，一個是對Bean的定義，這兩個接口以最基礎的形式定義了Bean是什麼以及是如何產生的，Spring在實際應用中使用的類或者接口不少也都是實現了這兩個接口，如ApplicationContext、ChildBeanDefinition等等。