Spring 框架的设计理念与设计模式

Spring核心学习点

IoC容器：Spring核心是IoC容器，所以一定要透彻理解什么是IoC容器，以及如何配置及使用容器，其他所有技术都是基于容器实现的；
面向切面编程：首先还是明确概念，基本配置，最后是实现原理，接下来就是数据库事务管理，其实Spring管理事务是通过面向切面编程实现的

一、Spring核心容器组件

Spring 的三大组件：Bean 、 Context、Core
spring

Bean(一场演出中的演员）:

提供了框架的基础部分，包括反转控制和依赖注入。其中Bean Factory是容器核心，本质是“工厂设计模式”的实现，而且无需编程实现“单例设计模式”，单例完全由容器控制，而且提倡面向接口编程，而非面向实现编程；所有应用程序对象及对象间关系由框架管理，从而真正把你从程序逻辑中把维护对象之间的依赖关系提取出来，所有这些依赖关系都由BeanFactory来维护

Context（演出的舞台背景）:

以Core和Beans为基础，集成Beans模块功能并添加资源绑定、数据验证、国际化、Java EE支持、容器生命周期、事件传播等；核心接口是ApplicationContext,
ApplicationContext将完成：

(1)标识一个应用环境
(2)利用BeanFactory创建Bean对象
(3)保存对象关系表
(4)能够捕获各种事件

Core（演出的道具）:

封装了框架依赖的最底层部分，包括资源访问、类型转换及一些常用工具类

二、Spring核心理念：

面向Bean编程：将对象间的依赖关系用配置文件管理,在一个叫做IOC容器中管理，这个容器里就是被Bean包裹的对象

IoC容器工作原理

IoC容器实际上是Context组件结合另外其他两个组件共同构建了一个Bean的关系网。

(1)初始化

初始化的过程主要就是读取XML资源，并解析，最终注册到Bean Factory中
初始化的流程：
!init

然后会刷新，将该新加入的Bean放入整个关系网中去：刷新的入口就在AbstractApplicationContext的refresh方法里：

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
        Object var1 = this.startupShutdownMonitor;
        synchronized(this.startupShutdownMonitor) {
            //为刷新准备新的Context
            this.prepareRefresh();
            //刷新所有BeanFactory子容器 
            ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = this.obtainFreshBeanFactory();  //创建BeanFactory
            this.prepareBeanFactory(beanFactory);  //添加一些工具类

            try {
                //
                this.postProcessBeanFactory(beanFactory);
                //
                this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
                //
                this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);
                this.initMessageSource();
                this.initApplicationEventMulticaster();
                this.onRefresh();
                this.registerListeners();
                this.finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
                this.finishRefresh();
            } catch (BeansException var9) {
                if (this.logger.isWarnEnabled()) {
                    this.logger.warn("Exception encountered during context initialization - cancelling refresh attempt: " + var9);
                }

                this.destroyBeans();
                this.cancelRefresh(var9);
                throw var9;
            } finally {
                this.resetCommonCaches();
            }

        }
    }

这个方法就是构建IoC容器的整个流程，非常重要，主要包含着几个步骤：

(1)构建BeanFactory，以便生产所需的“演员”
(2)注册可能感兴趣的事件
(3)创建Bean 实例对象
(4)触发被监听的事件

首先this.obtainFreshBeanFactory(); //创建BeanFactory中会执行解析和注册bean的过程，通过parseBeanDefinitionElement将XML的元素解析为BeanDefinition，然后存在BeanDefinitionHolder中，然后再利用BeanDefinitionHolder将BeanDefinition注册，实质就是把BeanDefinition的实例put进BeanFactory中.
注册过程中，最核心的一句就是：this.beanDefinitionMap.put(beanName, beanDefinition)，也就是说注册的实质就是以beanName为key，以beanDefinition为value，将其put到HashMap中。

其中，这三行代码对Spring 的功能扩展起到了关键作用：

this.postProcessBeanFactory(beanFactory); // -> 注册实现了BeanPostProcessor接口的Bean

this.invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);// ->初始化和执行BeanFactoryPostProcessors beans

this.registerBeanPostProcessors(beanFactory);  // -> 初始化和执行BeanPostProcessors beans

invokeBeanFactoryPostProcessors方法主要是获取实现BeanFactoryPostProcessors接口的子类，并且执行它的postProcessBeanFactory方法.

这两个接口的作用：
BeanFactoryPostProcessor和BeanPostProcessor，这两个接口，都是Spring初始化bean时对外暴露的扩展点。

BeanFactoryPostProcessor接口实现类可以在当前BeanFactory初始化后，bean实例化之前对BeanFactory做一些处理。BeanFactoryPostProcessor是针对于bean容器的，在调用它时，BeanFactory只加载了bean的定义，还没有对它们进行实例化，所以我们可以通过对BeanFactory的处理来达到影响之后实例化bean的效果。
BeanPostProcessor 接口定义了一个你可以自己实现的回调方法，来实现你自己的实例化逻辑、依赖解决逻辑等，如果你想要在Spring完成对象实例化、配置、初始化之后实现自己的业务逻辑，你可以补充实现一个或多个BeanPostProcessor的实现。

如下图所示：Spring Bean的生命周期:
!post

(2)依赖注入

当完成初始化IOC容器后，如果bean没有设置lazy-init(延迟加载)属性，那么bean的实例就会在初始化IOC完成之后，及时地进行初始化。初始化时会先建立实例，然后根据配置利用反射对实例进行进一步操作，具体流程如下所示：

!fac

在AbstractAutowireCapableBeanFactory类中，进行创建bean和注入bean的属性

三、Spring中的设计模式

Spring 中的单例模式

Spring 中的代理模式

Spring中的 AOP就是给予动态代理实现的。

Spring 中的工厂模式

Spring中在各种BeanFactory以及ApplicationContext创建中都用到了典型的工厂方法模式，BeanFactory的设计原理如图所示。

!bean

来看看其中BeanFactory源码：

public interface BeanFactory {
    String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

    Object getBean(String var1) throws BeansException;

    <T> T getBean(String var1, Class<T> var2) throws BeansException;

    <T> T getBean(Class<T> var1) throws BeansException;

    Object getBean(String var1, Object... var2) throws BeansException;

    <T> T getBean(Class<T> var1, Object... var2) throws BeansException;

    boolean containsBean(String var1);

    boolean isSingleton(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isPrototype(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isTypeMatch(String var1, ResolvableType var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    boolean isTypeMatch(String var1, Class<?> var2) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    Class<?> getType(String var1) throws NoSuchBeanDefinitionException;

    String[] getAliases(String var1);
}

Bean包里主要包括Bean的定义、创建和解析，也就是配置xml文件，被解析后就被转化为Bean，由Spring统一管理.