IOC(Inversion of Control，控制倒转)，意思是对象之间的关系不再由传统的程序来控制，而是由spring容器来统一控制这些对象创建、协调、销毁，而对象只需要完成业务逻辑即可。IOC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。
BeanFactory与ApplicationContext
BeanFactory是Spring里面最底层的接口，包含了各种Bean的定义，Spring 使用 BeanFactory 来实例化、配置和管理 Bean。BeanFactory 只能管理单例（Singleton）Bean 的生命周期。它不能管理原型(prototype,非单例)Bean 的生命周期。这是因为原型 Bean 实例被创建之后便被传给了客户端,容器失去了对它们的引用。
ApplicationContext接口作为BeanFactory的派生，除了提供BeanFactory所具有的功能外，还提供了更完整的框架功能：
- 继承MessageSource，因此支持国际化。
- 统一的资源文件访问方式。
- 提供在监听器中注册bean的事件。
- 同时加载多个配置文件。
- 载入多个（有继承关系）上下文 ，使得每一个上下文都专注于一个特定的层次，比如应用的web层。
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
容器初始化分析
在SpringBoot（一）原理剖析：SpringApplication启动原理 中，分析SpringBoot启动流程时，有3个步骤与容器的创建和初始化有关，分别是createApplicationContext()、prepareContext()和refreshContext()。因此着重从这3个方法看SpringBoot如何初始化IOC容器。
creatApplicationContext
protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {
Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;
if (contextClass == null) {
try {
switch (this.webApplicationType) {
case SERVLET:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);
break;
case REACTIVE:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);
break;
default:
contextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);
}
}
catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new IllegalStateException(
"Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", ex);
}
}
return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}ConfigurableApplicationContext
- this.applicationContextClass由SpringApplicationBuilder类中的contextClass()方法赋值的，默认为空；
- webApplicationType变量是SpringApplication.run()方法调用构造方法时赋值的，本项目中是SERVLET，生成的容器是AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext
- 通过BeanUtils工具类将获取到的容器类转换成ConfigurableApplicationContext类的实例，返回给应用使用
prepareContext
private void prepareContext(ConfigurableApplicationContext context, ConfigurableEnvironment environment,
SpringApplicationRunListeners listeners, ApplicationArguments applicationArguments, Banner printedBanner) {
context.setEnvironment(environment);
postProcessApplicationContext(context);
applyInitializers(context);
listeners.contextPrepared(context);
if (this.logStartupInfo) {
logStartupInfo(context.getParent() == null);
logStartupProfileInfo(context);
}
// Add boot specific singleton beans
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
beanFactory.registerSingleton("springApplicationArguments", applicationArguments);
if (printedBanner != null) {
beanFactory.registerSingleton("springBootBanner", printedBanner);
}
if (beanFactory instanceof DefaultListableBeanFactory) {
((DefaultListableBeanFactory) beanFactory)
.setAllowBeanDefinitionOverriding(this.allowBeanDefinitionOverriding);
}
if (this.lazyInitialization) {
context.addBeanFactoryPostProcessor(new LazyInitializationBeanFactoryPostProcessor());
}
// Load the sources
Set<Object> sources = getAllSources();
Assert.notEmpty(sources, "Sources must not be empty");
load(context, sources.toArray(new Object[0]));
listeners.contextLoaded(context);
}
protected void postProcessApplicationContext(ConfigurableApplicationContext context) {
if (this.beanNameGenerator != null) {
context.getBeanFactory().registerSingleton(AnnotationConfigUtils.CONFIGURATION_BEAN_NAME_GENERATOR,
this.beanNameGenerator);
}
if (this.resourceLoader != null) {
if (context instanceof GenericApplicationContext) {
((GenericApplicationContext) context).setResourceLoader(this.resourceLoader);
}
if (context instanceof DefaultResourceLoader) {
((DefaultResourceLoader) context).setClassLoader(this.resourceLoader.getClassLoader());
}
}
if (this.addConversionService) {
context.getBeanFactory().setConversionService(ApplicationConversionService.getSharedInstance());
}
}
protected void load(ApplicationContext context, Object[] sources) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Loading source " + StringUtils.arrayToCommaDelimitedString(sources));
}
BeanDefinitionLoader loader = createBeanDefinitionLoader(getBeanDefinitionRegistry(context), sources);
if (this.beanNameGenerator != null) {
loader.setBeanNameGenerator(this.beanNameGenerator);
}
if (this.resourceLoader != null) {
loader.setResourceLoader(this.resourceLoader);
}
if (this.environment != null) {
loader.setEnvironment(this.environment);
}
loader.load();
}View Code
- context.setEnvironemnt：为容器设置环境，和webApplicationType有关，在本项目中为StandardServletEnvironment；
- postProcessApplicationContext：在ApplicationContext中应用任何相关的后期处理，beanNameGenerator默认为空；
- applyInitializers：初始化context容器
- listeners.contextPrepared：将事件广播器注册到Spring容器中；
- logStartupInfo：记录启动信息：[Starting App on ... with PID 2536...] ；
- logStartupProfileInfo：记录活动配置文件信息： [No active profile set, falling back to default profiles: default]；
- beanFactory.registerSingleton：往容器中注册指定接口实现类的单例；
- getAllSources：启动类信息；
- load：从上面获取的启动类注册到ApplicationContext的BeanFactory中；
- listeners.contextLoaded：广播出ApplicationPreparedEvent事件给相应的监听器执行
refreshContext
采用了模板方法模式，实际是调用如下AbstractApplicationContext的refresh方法：
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// Prepare this context for refreshing.
prepareRefresh();
// Tell the subclass to refresh the internal bean factory.
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// Prepare the bean factory for use in this context.
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// Allows post-processing of the bean factory in context subclasses.
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// Invoke factory processors registered as beans in the context.
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// Register bean processors that intercept bean creation.
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// Initialize message source for this context.
initMessageSource();
// Initialize event multicaster for this context.
initApplicationEventMulticaster();
// Initialize other special beans in specific context subclasses.
onRefresh();
// Check for listener beans and register them.
registerListeners();
// Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons.
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// Last step: publish corresponding event.
finishRefresh();
}
catch (BeansException ex) {
if (logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Exception encountered during context initialization - " +
"cancelling refresh attempt: " + ex);
}
// Destroy already created singletons to avoid dangling resources.
destroyBeans();
// Reset 'active' flag.
cancelRefresh(ex);
// Propagate exception to caller.
throw ex;
}
finally {
// Reset common introspection caches in Spring's core, since we
// might not ever need metadata for singleton beans anymore...
resetCommonCaches();
}
}
}refresh
- prepareRefresh：设置容器的状态 、初始化属性设置（应用监听器）、检查必备属性是否存在；
- obtainFreshBeanFactory：设置beanFactory序列化id、获取beanFactory；
- prepareBeanFactory：主要是对beanFactory做一些配置包括各种类加载器和需要忽略的依赖；
- postProcessBeanFactory：允许上下文子类对bean工厂进行后置处理；
- invokeBeanFactoryPostProcessors：调用BeanDefinitionRegistryPostProcessor实现向容器内添加bean的定义；
- registerBeanPostProcessors：注册后置处理器，用于拦截bean的创建，AOP原理的的核心方法AspectJAutoProxyRegistrar.registerBeanDefinitions在此执行；
- initMessageSource：初始化国际化相关属性；
- initApplicationEventMulticaster：初始化事件广播器；
- onRefresh：该方法是一个空实现，是留给子类实现的，主要内容是创建web容器；
- registerListeners：添加容器内事件监听器至事件广播器中；
- finishBeanFactoryInitialization：初始化所有剩下的单例bean；
- finishRefresh：清空缓存、初始化生命周期处理器、调用化生命周期处理器onRfresh方法、发布ContextRefreshedEvent事件、JXM相关处理
ApplicationContextAware实例
Spring容器初始化过程中会检测容器中的所有Bean，如果发现某个Bean实现了ApplicationContextAware接口，Spring容器会在创建该Bean之后，自动调用该Bean的setApplicationContextAware()方法。调用该方法时，会将容器本身作为参数传给该方法——该方法中的实现部分将Spring传入的参数（容器本身）赋给该类对象的applicationContext实例变量，因此接下来可以通过该applicationContext实例变量来访问容器本身。
@Component
public class SpringContextUtil implements ApplicationContextAware {
private static ApplicationContext applicationContext = null;
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
SpringContextUtil.applicationContext = applicationContext;
}
public static ApplicationContext getApplicationContext() {
return applicationContext;
}
public static Object getBean(String name) throws BeansException {
return applicationContext.getBean(name);
}
public static boolean containsBean(String name) {
return applicationContext.containsBean(name);
}
public static boolean isSingleton(String name) {
return applicationContext.isSingleton(name);
}
}SpringContextUtil
@SpringBootApplication
public class App {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(App.class, args);
System.out.println(SpringContextUtil.containsBean("orangeService"));
System.out.println(SpringContextUtil.containsBean("appleService"));
}
}运行结果如下：
...
2021-02-24 23:27:04.814 INFO 8588 --- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2021-02-24 23:27:04.840 INFO 8588 --- [ main] com.ryj.test2021.App : Started App in 7.867 seconds (JVM running for 8.778)
false
true
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