Spring Boot 扩展：深入分析 IoC 容器

叁歲伎倆 2023-09-26 23:39 130阅读 0赞

Spring IoC 容器是整个框架中最核心、最关键的一部分内容，也是许多面试考察中的重要内容。 今天我将从 Spring 接口源码入手，与大家一块学习下容器相关的内容。 今天的内容包括三部分，第一部分是 Spring 中 BeanFactory 接口及其子类（接口）的梳理；第二部分是对 ApplicationContext 接口及其子类实现的梳理； 最后一部分从应用的角度介绍容器的使用、配置、定制化等内容。

## 01-BeanFactory ##

官方文档中，对 BeanFactory 定义或介绍为：

> The root interface for accessing a Spring bean container. This interface is implemented by objects that hold a number of bean definitions, each uniquely identified by a String name.

这个定义，简单、明确的指明了 BeanFactory 的功能，它负责管理 Bean，并通过 String 类型的名称来区分不同的 Bean。 BeanFactory 定义了 Spring 框架中 Bean 容器应当具备的最基本的能力。 这些能力可以分为如下几类：

*  判断特定 Bean 是否存在容器中；

boolean containsBean(String name);
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*  获取特定 Bean 实例或 ObjectProvider；

<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
    <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;
    Object getBean(String name) throws BeansException;
    <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException;
    Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;
    <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> requiredType);
    <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType requiredType);
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*  获取特定 Bean 的类型；

Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    Class<?> getType(String name, boolean allowFactoryBeanInit) throws NoSuchBeanDefinitionException;
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*  判断 Bean 的作用范围，Spring 中具有 Singleton / ProtoType 两种典型的作用范围；

boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;
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*  判断 Bean 是否是特定类型；

boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
    boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException;
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## 01.1-盘点 BeanFactory 的众多子类（接口） ##

BeanFactory 接口的子类（接口），都在某些特定方面增强了它的功能，例如：

*  HierarchicalBeanFactory，定义了 BeanFactory 之间的分层关系。它扩展了是否包含 Bean 的语义，包含意味着自己包含或自己的父类包含。 为了区分这种不同，定义了 containsLocalBean 方法，即当前 BeanFactory 自身包不包含，而不考虑其父类是否包含。

BeanFactory getParentBeanFactory();
    boolean containsLocalBean(String name);
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*  ListableBeanFactory，在 BeanFactory 基础上，增加了可以迭代（或遍历）其中的 Bean 对象的方法。 常用的 API 包括：根据特定类型查询 Bean，根据特定注解查询 Bean，获得托管的 Bean 数量，获得所有 Bean 的名称等；

<T> Map<String, T> getBeansOfType(@Nullable Class<T> type) throws BeansException; 
    <T> Map<String, T> getBeansOfType(@Nullable Class<T> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit) throws BeansException;
    Map<String, Object> getBeansWithAnnotation(Class<? extends Annotation> annotationType) throws BeansException;
    int getBeanDefinitionCount();
    String[] getBeanDefinitionNames();
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*  AutowireCapableBeanFactory，给容器增加了“自动装配”的能力。 它定义了两类比较常用的接口，第一类在 doCreateBean 中的 initializeBean 阶段使用，发生在分别发生在调用初始化方法之前和之后； 第二类，resolveXXX 方法，用来解析注入点。其中的 resolveDependency 在之前分析循环依赖的过程中，经常能够看到。

Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object existingBean, String beanName)
    			throws BeansException;
    Object applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(Object existingBean, String beanName)
    			throws BeansException;
    <T> NamedBeanHolder<T> resolveNamedBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;
    Object resolveBeanByName(String name, DependencyDescriptor descriptor) throws BeansException;
    Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName) throws BeansException;
    Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName,
    			@Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException;
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*  ConfigurableBeanFactory，继承了 HierarchicalBeanFactory，增加了一些配置化接口，例如 setXXX、registerXXX、addXXX 等。
 *  ConfigurableListableBeanFactory 聚合了 ListableBeanFactory、AutowireCapableBeanFactory、ConfigurableBeanFactory 接口，并且增加了分析、修改 BeanDefinition 的接口，以及预先实例化单例 Bean 的方法。 例如 ignoreDependencyType 和 ignoreDependencyInterface 方法（这个有什么用后面会有专门的分析），preInstantiateSingletons 等等。
 *  AbstractBeanFactory 提供对 BeanFactory 的基础实现，并且实现了 ConfigurableBeanFactory 定义的全部方法。 AbstractBeanFactory\#doGetBean 作为 BeanFactory\#getBean 的具体实现，定义了从 BeanFactory 获取 Bean 的方法“模板”。

protected <T> T doGetBean(
            String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
            throws BeansException {
    
        String beanName = transformedBeanName(name);
        Object beanInstance;
    
        // Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
        Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
        if (sharedInstance != null && args == null) {
            /** 对于已经初始化过的单例，直接取出 */
            beanInstance = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
        }
    
        else {
            // Fail if we're already creating this bean instance:
            // We're assumably within a circular reference.
            if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
                throw new BeanCurren