Spring源码分析之IoC（一）

什么是IoC

控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC），是一种设计模式，用来解耦组件之间的耦合度。

IoC容器系列的设计与实现

在Spring IoC容器的设计中，有两种主要的容器系列：BeanFactory与ApplicationContext。
BeanFactory，IoC容器的接口定义，该系列容器提供的是最基本的IoC容器的功能。ApplicationContext，容器的高级形态，它通过继承 MessageSource，ResourceLoader，ApplicationEventPublisher接口，在简单容器的基础上，增加了许多对高级容器的支持。

在Spring提供的最基本的IoC容器的接口定义和实现的基础上，Spring通过定义BeanDefinition来管理基于Spring的应用中的各种对象以及他们直接的相互依赖关系。BeanDefinition 抽象了我们对 Bean的定义，是让容器起作用的主要数据类型。对 IOC 容器来说，BeanDefinition 就是对依赖反转模式中管理的对象依赖关系的数据抽象。也是容器实现依赖反转功能的核心数据结构。

BeanFactory接口定义的方法：

BeanFactory容器的设计原理

BeanFactory接口提供了使用IoC容器的规范，我们以XmlBeanFactory的实现为例来说明简单IoC容器的设计原理。XmlBeanFactory类继承关系图：

XmlBeanFactory继承自DefaultListableBeanFactory类，DefaultListableBeanFactory包含了基本IoC容器所具有的重要功能，XmlBeanFactory在继承了DefaultListableBeanFactory容器的功能的同时，增加了新的功能，它是一个可以读取以XML文件定义的BeanDefinition的IoC容器，来看下具体实现：

public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory {

    private final XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(this);

    public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException {
        this(resource, null);
    }

    public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException {
        super(parentBeanFactory);
        this.reader.loadBeanDefinitions(resource);
    }
}
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在XmlBeanFactory中，初始化了一个XmlBeanDefinitionReader对象，该对象用于对XML文件定义信息的处理。XmlBeanFactory构造函数需要传入一个Resource参数，该参数封装了BeanDefinition的来源信息。在构造方法中，XmlBeanDefinitionReader会调用loadBeanDefinitions方法来完成BeanDefinition的加载。

ApplicationContext容器的设计原理

我们以常用的FileSystemXmlApplicationContext为例，debug源码来看下ApplicationContext容器的设计原理。
测试代码如下：

@Test
public void testApplicationContext() {
    ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("src/main/resources/bean.xml");
    context.getBean("helloWorld",HelloWorld.class).sayHello();
}
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进入 FileSystemXmlApplicationContext 的构造方法：

public FileSystemXmlApplicationContext(String configLocation) throws BeansException {
    this(new String[] {configLocation}, true, null);
}
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该方法调用重载方法，传入三个参数：数组类型的configLocation，默认属性为true，父容器为null:

public FileSystemXmlApplicationContext(String[] configLocations, boolean refresh, ApplicationContext parent) throws BeansException {
    super(parent);
    setConfigLocations(configLocations);
    if (refresh) {
        refresh();
    }
}
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该方法首先会调用父类的构造方法，参数为null，在跟进去之前，我们先看下FileSystemXmlApplicationContext类的继承结构：

super(parent)方法会一直往上调用其父类构造方法，直到AbstractApplicationContext:

public AbstractApplicationContext(ApplicationContext parent) {
    this();
    setParent(parent);
}
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this方法调用默认构造函数，为属性resourcePatternResolver赋值:

public AbstractApplicationContext() {
    this.resourcePatternResolver = getResourcePatternResolver();
}
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protected ResourcePatternResolver getResourcePatternResolver() {
    return new PathMatchingResourcePatternResolver(this);
}
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回到setConfigLocations(configLocations)方法，看下该方法的具体实现：

public void setConfigLocations(String... locations) {
    if (locations != null) {
        Assert.noNullElements(locations, "Config locations must not be null");
        this.configLocations = new String[locations.length];
        for (int i = 0; i < locations.length; i++) {
            this.configLocations[i] = resolvePath(locations[i]).trim();
        }
    }
    else {
        this.configLocations = null;
    }
}
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先画出方法时序图，跟着图一步步跟下去：

该方法会调用resolvePath方法，解析路径，跟进去看下：

protected String resolvePath(String path) {
    return getEnvironment().resolveRequiredPlaceholders(path);
}
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public ConfigurableEnvironment getEnvironment() {
    if (this.environment == null) {
        this.environment = createEnvironment();
    }
    return this.environment;
}
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protected ConfigurableEnvironment createEnvironment() {
    return new StandardEnvironment();
}
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getEnvironment方法返回的是StandardEnvironment对象，该对象是标准环境，会自动注册System.getProperties() 和 System.getenv()到环境。

接下来，回到resolvePath方法，该方法会调用AbstractEnvironment类的resolveRequiredPlaceholders方法：

public String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException {
    return this.propertyResolver.resolveRequiredPlaceholders(text);
}
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private final ConfigurablePropertyResolver propertyResolver =
        new PropertySourcesPropertyResolver(this.propertySources);
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此时propertyResolver属性已经有值了，紧接着会调用propertyResolver属性的resolveRequiredPlaceholders方法，我们先看下ConfigurablePropertyResolver继承结构：

进入resolveRequiredPlaceholders方法看下，该方法在AbstractPropertyResolver中：

public String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException {
    if (this.strictHelper == null) {
        this.strictHelper = createPlaceholderHelper(false);
    }
    return doResolvePlaceholders(text, this.strictHelper);
}
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该方法做了两件事：1.调用createPlaceholderHelper方法为属性strictHelper赋值；2.调用doResolvePlaceholders方法，该方法是具体解析方法。

其中属性strictHelper，类型为PropertyPlaceholderHelper，持有要解析的前缀后缀,我们看下该类属性

继续跟进，会调用doResolvePlaceholders方法：

private String doResolvePlaceholders(String text, PropertyPlaceholderHelper helper) {
    return helper.replacePlaceholders(text, new PropertyPlaceholderHelper.PlaceholderResolver() {
        @Override
        public String resolvePlaceholder(String placeholderName) {
            return getPropertyAsRawString(placeholderName);
        }
    });
}
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具体不在深入，讲了半天，我们来总结下setConfigLocations方法干了什么事情：解析FileSystemXmlApplicationContext构造函数中参数存在的占位符，并替换为真实值。如：

@Test
public void testApplicationContext() {
    Properties properties = System.getProperties();
    properties.setProperty("aaaa", "bbbb");
    properties.setProperty("bbbb", "src/main/resources/bean.xml");
    ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("${${aaaa}}");
    context.getBean("helloWorld",HelloWorld.class).sayHello();
}
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setConfigLocations方法会将${${aaaa}}，递归解析为bbbb，然后查找对应的系统属性存在aaaa为key的value bbbb，然后再根据bbbb查找系统属性，替换为applicationContext.xml。

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