SpringSpring IOC设计思路

Posted 2022-12-08 猿人林克

【设计思路_理念】

一、为什么要做（Why）

Spring IOC的本质，就是我们如果需要一个对象实例（Bean），找Spring要，Spring就会给我们，我们不需要关注这个实例是怎么来的，与使用者解耦，方便使用。

二、要做什么（What）

所以，作为Spring，面对有人来找我要对象实例（Bean），那就有两种选择：

• 第一种，是我生产一个给你；
• 第二种，是把我已经生产好，存在仓库里的找到，然后给你用；

Spring最初的设计思路应该是第一种，直接帮你生产一个对象，所以就有了一个描述这个工厂的接口：BeanFactory。为什么会称为factory也是因为此，但后续为了追求利用率和效率，则更多的偏向于第二种方式。
BeanFactory这个接口也成为SpringIOC中最为基础底层的一个口，定义了IOC工厂的最基本规范，例如获取Bean实例的方法getBean。

三、如何开展（How）

有了BeanFactory，Spring的设计可以开展了：
Spring项目，它最先做的事：是定义一套工厂的生产标准。

这很符合欧美人的风格，先把螺丝、螺母的标准定好，至于哪些人、在哪里建自己的工厂生产这些螺丝、螺母，都按他们统一的标准来即可，这样能保证无论哪家工厂生产出来零件都可以灵活通用。
目前Spring自己按照自己的标准实现了一整套功能完整且稳定的IOC，同时很多规模较大的企业，也在这套标准和完整IOC的基础上，对于部分模块和功能进行了满足自己要求的定制化实现。

【设计思路_标准/规范】

然而，这个基本的IOC工厂BeanFactory，提供的功能比较单一，所以又派生出了带有各种特殊功能的工厂接口：

1、spring-beans包中提供

为了丰富和管理BeanFactory的工厂规范如下：

HierarchicalBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加了getParentBeanFactory方法，提供了了层级式IOC容器管理的功能。

ListableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，增加了批量获取BeanDefinition（Bean的结构定义，相比Bean来说类似于类和对象）的能力。

AutowireCapableBeanFactory：在BeanFactory的基础上，为第三方框架提供了支持，提供了获取、构建和管理其他框架Bean实例的功能。

ConfigurableBeanFactory：在HierarchicalBeanFactory的基础上，增加了配置BeanFactory的各种方法，以及存取共享单例Bean的功能（由SingletonBeanRegistry提供）。

ConfigurableListableBeanFactory：在ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactory三者的基础上，增加了
例如忽略依赖、冻结Bean配置的功能。

2、spring-context包中提供

上面还都属于较为简单的工厂规范，下面这位就比较高级了：

ApplicationContext：在HierarchicalBeanFactory、ListableBeanFactory的基础上，增加了：
获取系统属性、环境变量的功能（由EnvironmentCapable提供）；
信息的国际化、参数信息替换的功能（由MessageSource提供）；
事件发布功能（ApplicationEventPublisher提供）；
解析各种资源文件的功能（ResourcePatternResolver提供）；

ConfigurableApplicationContext：在ApplicationContext的基础上，增加了：
对ApplicationContext生命周期的管理功能（由Lifecycle提供）；
对ApplicationContext的关闭功能（由Closeable提供）；
对ApplicationContext的配置、管理、刷新等功能；

3、spring-web包中提供：

这些是为Web项目提供的功能较为全面的工厂规范：

WebApplicationContext：在ApplicationContext的基础上，增加了获取Web公共信息ServletContext（Servlet中的信息类）的功能。

ConfigurableWebApplicationContext：在WebApplicationContext, ConfigurableApplicationContext的基础上，增加了配置ServletContext等Web信息的各种方法。

4、spring-boot包提供：

还有其他很多派生接口规范，例如：

spring-boot包中提供：

ReactiveWebApplicationContext：SpringBoot基于ApplicationContext的封装。

ConfigurableWebServerApplicationContext：SpringBoot基于ConfigurableApplicationContext、WebServerApplicationContext的封装。

ConfigurableReactiveWebApplicationContext：SpringBoot基于ConfigurableApplicationContext, ReactiveWebApplicationContext的封装。

5、其他：

还有提供spring-boot-test包中提供的为测试使用的规范接口，这里不做详解：
AssertableApplicationContext、
AssertableWebApplicationContext、AssertableReactiveWebApplicationContext、
ApplicationContextAssertProvider等

【设计思路_官方实现】

既然Spring已经制定了一整套工厂相关的标准/规范，那么有谁来按照这个标准去实现这个工厂呢？Spring官方已经给出了一套相对成熟完美的实现。

首先，我们从现阶段使用最多的SpringBoot的启动来说，debug并跟踪任意SpringBoot的启动过程：

会发现run中初始化了一个AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext的ApplicationContextContext，向上追溯他的父类，直到GenericApplicationContext，发现GenericApplicationContext中有一个变量，这个beanFactory就是为我们生产和管理bean的工厂了 ：

private final DefaultListableBeanFactory beanFactory;

我们看一下DefaultListableBeanFactory的父级层次：
可以看到DefaultListableBeanFactory逐层实现了ConfigurableListableBeanFactory接口，分别实现了：

• 由DefaultSingletonBeanRegistry带来对单例Bean实例、Bean别名的注册、管理能力（通过实现SingletonBeanRegistry、AliasRegistry而具备能力）；
• 由FactoryBeanRegistrySupport带来对FactoryBean的注册、管理和获取能力（【Spring】FactoryBean和普通Bean的区别）；
• 由AbstractBeanFactory带来最为核心的getBean能力（即为用户提供所需产品的能力），以及配置BeanFactory的能力（通过实现ConfigurableBeanFactory而具备能力）；
• 由AbstractAutowireCapableBeanFactory带来对第三方Bean的创建、属性渲染、装配、初始化等能力（通过实现AutowireCapableBeanFactory而具备能力）；
• 由DefaultListableBeanFactory本身带来了对Bean进行实例化等能力（通过实现ConfigurableListableBeanFactory而具备能力）

这些实现的细节，我们会在SpringBoot的启动流程中详细说明

【总结】

SpringIOC的设计思路，需要关注如下几点：

1. IOC提供的是生产对象的能力，而不单单是存取对象；（所以才会成为Factory，而不是Container）
2. IOC首先是提供了一套标准（一整套接口），然后还提供了一整套的实现；
3. IOC标准设计拆分的很细致，几乎能够做到一个功能一个接口的程度，这一点有好有坏：好在扩展性强、隔离性强，坏在理解成本高，实现成本高；