Spring 中的 IoC 容器

liankou

发布于 2022-4-24 09:05

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作者 |jaxer
来源 | WriteOnRead(ID：WriteOnRead)

概述

对于 Java 后端开发而言，Spring 框架的重要性不言而喻。而 Spring 中最核心的无非就是 IoC 和 AOP。

相关的概念不再赘述，网上可以找到很多对它们的介绍。

这里想说的是，IoC 只是一种设计思想，它的原理在不同语言有多种实现，同一种语言也有多个产品，Spring 是 Java 语言实现中最著名的一个。

刚开始接触 IoC 这个概念的时候对这些不是太清楚，以为是 Spring 独有的，后面发现并不是。

很多小伙伴平时的工作中只知道怎么去用，但不知道 Spring 是如何实现 IoC 的。本文以及接下来的几篇文章打算从源码的角度研究和分析一下 Spring IoC 的实现原理(AOP 要不要写后面再看心情吧)。

作为爱好学习的猿媛们，怎么能只知其一、不知其二呢?而且面试还是很有可能问到的哦。

Spring IoC 总览

描述

Spring IoC 主要是通过一系列的「容器」来实现的。

起初对「容器」这个概念不是很理解：听起来「容器」像是装东西的，但它究竟装的是什么东西、怎么装的呢?似乎还是有些抽象。

其实可以把「容器」类比成生活中常见的物品，比如水杯。水杯装的什么?当然是水。Spring 的 IoC 容器呢?装的就是 Java 对象。

Spring 中的容器主要可以分为两个系列：BeanFactory 系列和 ApplicationContext 系列。前者是最基本的容器，而后者是功能比较丰富的容器。

用水杯来打比方：可以认为 BeanFactory 只是一个最简单、最原始的水杯(甚至连把手都没有)，而 ApplicationContext 是比较高级的水杯，比如有把手的水杯，或者保温杯等更高级的水杯。

继承结构

BeanFactory 的主要接口继承结构如下： Spring 中的 IoC 容器-鸿蒙开发者社区

ApplicationContext 的主要接口继承结构如下： Spring 中的 IoC 容器-鸿蒙开发者社区

可以看到 ApplicationContext 接口也继承自 BeanFactory。本来就是嘛!再高级的水杯它不还是个水杯?

那我们平时用的是哪种呢?

当然是高级的咯!有了法拉利，还要什么自行车!

ApplicationContext 的几个主要实现类，以及它们相对完整的继承结构如下(好像稍微有点复杂，其实看看就行，这几个图都是 Intellij IDEA 自动生成的，有兴趣也可以自己去搞一下)： Spring 中的 IoC 容器-鸿蒙开发者社区

ApplicationContext 比较常用的几个实现类有：

ClassPathApplicationContext
FileSystemXmlApplicationContext
XmlWebApplicationContext
AnnotationConfigApplicationContext
AnnotationConfigWebApplicationContext

下面以 ClassPathApplicationContext 为例进行分析(其实这几个实现类的原理都是类似的)。

代码演练

两个普通 Java 类

准备两个普通的 Java 类如下：

Person.java

public class Person {
    private int id;
    private String name;
    private Dog pet; 
    // 省略了 getter、setter、toString 方法    
}

Dog.java

public class Dog {
    private int age;
    private Person owner;
    // 省略了 getter、setter、toString 方法
}

Spring 配置文件

在 classpath 目录下创建一个 Spring 的配置文件 application-ioc.xml，如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="person" class="com.jaxer.spring.ioc.Person">
        <property name="pet" ref="dog"/>
    </bean>
    <bean id="dog" class="com.jaxer.spring.ioc.Dog">
        <property name="age" value="1"/>
        <property name="owner" ref="person"/>
    </bean>
</beans>

PS: 这里悄悄埋了一个伏笔，就是常见的循环依赖问题，后面再来填坑。

测试类

public class IocTests {
    @Test
    public void test01() {
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("application-ioc.xml");
        System.out.println(context.getBean("person"));
        System.out.println(context.getBean("dog"));
    }
}
/*
 * 输出结果：
 *  Person{id=12, name='Jack-12'}
 *  Dog{age=1}
 */

这个例子比较简单，看起来我们把配置文件交给了 ClassPathXmlApplicationContext，就能从它那里拿到 Person 和 Dog 的对象，那它究竟做了什么呢?

IoC 相关流程和类

Spring IoC 的实现其实还是有些复杂的，当初看了好几遍还是云里雾里(可能是我智商不够)。

在分析实现原理之前，先大概了解下它的主要流程(先整体后局部，不是嘛?)。

主要流程

还是以水杯来做对比。如果我们想从水杯中取水，主要流程如下：