fayeyiwang 2010-08-31
关键词:Spring,Ioc,Bean,Context,BeanFactory工厂
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Ioc容器如何工作
前面介绍了Core组件、Bean组件和Context组件的结构与相互关系,下面这里从使用者角度看一下他们是如何运行的,以及我们如何让Spring完成各种功能,Spring到底能有那些功能,这些功能是如何得来的,下面介绍。
如何创建BeanFactory工厂
Ioc容器实际上就是Context组件结合其他两个组件共同构建了一个Bean关系网,如何构建这个关系网?构建的入口就在AbstractApplicationContext类的refresh方法中。这个方法的代码如下:清单1.AbstractApplicationContext.refresh
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& nbsp;the context. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean crea tion. registerBeanPostProcessors (beanFactory); // Initialize message source for this context. initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific contex t 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) { // Destroy already created singletons to avoid dangl ing resources. destroyBeans(); // Reset 'active' flag. cancelRefresh(ex); // Propagate exception to caller. throw ex; } } }
这个方法就是构建整个Ioc容器过程的完整的代码,了解了里面的每一行代码基本上就了解大部分Spring的原理和功能了。
这段代码主要包含这样几个步骤:
◆构建BeanFactory,以便于产生所需的“演员”
◆注册可能感兴趣的事件
◆创建Bean实例对象
◆触发被监听的事件
下面就结合代码分析这几个过程。
第二三句就是在创建和配置BeanFactory。这里是refresh也就是刷新配置,前面介绍了Context有可更新的子类,这里正是实现这个功能,当BeanFactory已存在是就更新,如果没有就新创建。下面是更新BeanFactory的方法代码:
清单2.AbstractRefreshableApplicationContext.refreshBeanFactory
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& nbsp;the context. invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory); // Register bean processors that intercept bean crea tion. registerBeanPostProcessors (beanFactory); // Initialize message source for this context. initMessageSource(); // Initialize event multicaster for this context. initApplicationEventMulticaster(); // Initialize other special beans in specific contex t 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) { // Destroy already created singletons to avoid dangl ing resources. destroyBeans(); // Reset 'active' flag. cancelRefresh(ex); // Propagate exception to caller. throw ex; } } } protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException { if (hasBeanFactory()) { destroyBeans(); closeBeanFactory(); } try { DefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory(); beanFactory.setSerializationId(getId()); customizeBeanFactory(beanFactory); loadBeanDefinitions(beanFactory); synchronized (this.beanFactoryMonitor) { this.beanFactory = beanFactory; } } catch (IOException ex) { throw new ApplicationContextException( "I/O error& nbsp;parsing bean definition source for " + getDisplayName (), ex); } }
这个方法实现了AbstractApplicationContext的抽象方法refreshBeanFactory,这段代码清楚的说明了BeanFactory的创建过程。注意BeanFactory对象的类型的变化,前面介绍了他有很多子类,在什么情况下使用不同的子类这非常关键。BeanFactory的原始对象是DefaultListableBeanFactory,这个非常关键,因为他设计到后面对这个对象的多种操作,下面看一下这个类的继承层次类图:
从这个图中发现除了BeanFactory相关的类外,还发现了与Bean的register相关。这在refreshBeanFactory方法中有一行loadBeanDefinitions(beanFactory)将找到答案,这个方法将开始加载、解析Bean的定义,也就是把用户定义的数据结构转化为Ioc容器中的特定数据结构。
这个过程可以用下面时序图解释:
Bean的解析和登记流程时序图如下:
创建好BeanFactory后,接下去添加一些Spring本身需要的一些工具类,这个操作在AbstractApplicationContext的prepareBeanFactory方法完成。
AbstractApplicationContext中接下来的三行代码对Spring的功能扩展性起了至关重要的作用。前两行主要是让你现在可以对已经构建的BeanFactory的配置做修改,后面一行就是让你可以对以后再创建Bean的实例对象时添加一些自定义的操作。所以他们都是扩展了Spring的功能,所以我们要学习使用Spring必须对这一部分搞清楚。
其中在invokeBeanFactoryPostProcessors方法中主要是获取实现BeanFactoryPostProcessor接口的子类。并执行它的postProcessBeanFactory方法,这个方法的声明如下:
清单3.BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory
void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
它的参数是beanFactory,说明可以对beanFactory做修改,这里注意这个beanFactory是ConfigurableListableBeanFactory类型的,这也印证了前面介绍的不同BeanFactory所使用的场合不同,这里只能是可配置的BeanFactory,防止一些数据被用户随意修改。
registerBeanPostProcessors方法也是可以获取用户定义的实现了BeanPostProcessor接口的子类,并执行把它们注册到BeanFactory对象中的beanPostProcessors变量中。BeanPostProcessor中声明了两个方法:postProcessBeforeInitialization、postProcessAfterInitialization分别用于在Bean对象初始化时执行。可以执行用户自定义的操作。
后面的几行代码是初始化监听事件和对系统的其他监听者的注册,监听者必须是ApplicationListener的子类。
如何创建Bean实例并构建Bean的关系网
下面就是Bean的实例化代码,是从finishBeanFactoryInitialization方法开始的。
清单4.AbstractApplicationContext.finishBeanFactoryInitialization
protected void finishBeanFactoryInitialization( ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) { // Stop using the temporary ClassLoader for type matching. beanFactory.setTempClassLoader(null); // Allow for caching all bean definition metadata, not expecting further changes . beanFactory.freezeConfiguration(); // Instantiate all remaining (non-lazy-init) singletons. beanFactory.preInstantiateSingletons(); }
从上面代码中可以发现Bean的实例化是在BeanFactory中发生的。preInstantiateSingletons方法的代码如下:
清单5.DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons
public void preInstantiateSingletons() throws BeansException { if (this.logger.isInfoEnabled()) { this.logger.info("Pre- instantiating singletons in " + this); } synchronized (this.beanDefinitionMap) { for (String beanName : this.beanDefinitionNames) { RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName); if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) { if (isFactoryBean(beanName)) { final FactoryBean factory = (FactoryBean) getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX+ beanName); boolean isEagerInit; if (System.getSecurityManager() != null && ;factory instanceof SmartFactoryBean) { isEagerInit = AccessController.doPrivileged( &nb sp; new PrivilegedAction<Boolean>() { &nb sp; public Boolean run() { return ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit(); &nb sp; } }, getAcce ssControlContext()); } else { isEagerInit = factory instanceof SmartFactoryBean &nb sp; && ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit(); } if (isEagerInit) { getBean (beanName); } } else { getBean(beanName); } } } } }
这里出现了一个非常重要的Bean——FactoryBean,可以说Spring一大半的扩展的功能都与这个Bean有关,这是个特殊的Bean他是个工厂Bean,可以产生Bean的Bean,这里的产生Bean是指Bean的实例,如果一个类继承FactoryBean用户可以自己定义产生实例对象的方法只要实现他的getObject方法。然而在Spring内部这个Bean的实例对象是FactoryBean,通过调用这个对象的getObject方法就能获取用户自定义产生的对象,从而为Spring提供了很好的扩展性。Spring获取FactoryBean本身的对象是在前面加上&来完成的。
如何创建Bean的实例对象以及如何构建Bean实例对象之间的关联关系式Spring中的一个核心关键,下面是这个过程的流程图。
如果是普通的Bean就直接创建他的实例,是通过调用getBean方法。下面是创建Bean实例的时序图:
还有一个非常重要的部分就是建立Bean对象实例之间的关系,这也是Spring框架的核心竞争力,何时、如何建立他们之间的关系请看下面的时序图:
Ioc容器的扩展点
现在还有一个问题就是如何让这些Bean对象有一定的扩展性,就是可以加入用户的一些操作。那么有哪些扩展点呢?Spring又是如何调用到这些扩展点的?
对Spring的Ioc容器来说,主要有这么几个。BeanFactoryPostProcessor,BeanPostProcessor。他们分别是在构建BeanFactory和构建Bean对象时调用。还有就是InitializingBean和DisposableBean他们分别是在Bean实例创建和销毁时被调用。用户可以实现这些接口中定义的方法,Spring就会在适当的时候调用他们。还有一个是FactoryBean他是个特殊的Bean,这个Bean可以被用户更多的控制。
这些扩展点通常也是我们使用Spring来完成我们特定任务的地方,如何精通Spring就看你有没有掌握好Spring有哪些扩展点,并且如何使用他们,要知道如何使用他们就必须了解他们内在的机理。可以用下面一个比喻来解释。
我们把Ioc容器比作一个箱子,这个箱子里有若干个球的模子,可以用这些模子来造很多种不同的球,还有一个造这些球模的机器,这个机器可以产生球模。那么他们的对应关系就是BeanFactory就是那个造球模的机器,球模就是Bean,而球模造出来的球就是Bean的实例。那前面所说的几个扩展点又在什么地方呢?BeanFactoryPostProcessor对应到当造球模被造出来时,你将有机会可以对其做出设当的修正,也就是他可以帮你修改球模。而InitializingBean和DisposableBean是在球模造球的开始和结束阶段,你可以完成一些预备和扫尾工作。BeanPostProcessor就可以让你对球模造出来的球做出适当的修正。最后还有一个FactoryBean,它可是一个神奇的球模。这个球模不是预先就定型了,而是由你来给他确定它的形状,既然你可以确定这个球模型的形状,当然他造出来的球肯定就是你想要的球了,这样在这个箱子里尼可以发现所有你想要的球
Ioc容器如何为我所用
前面的介绍了Spring容器的构建过程,那Spring能为我们做什么,Spring的Ioc容器又能做什么呢?我们使用Spring必须要首先构建Ioc容器,没有它Spring无法工作,ApplicatonContext.xml就是Ioc容器的默认配置文件,Spring的所有特性功能都是基于这个Ioc容器工作的,比如后面要介绍的AOP。
Ioc它实际上就是为你构建了一个魔方,Spring为你搭好了骨骼架构,这个魔方到底能变出什么好的东西出来,这必须要有你的参与。那我们怎么参与?这就是前面说的要了解Spring中那有些扩展点,我们通过实现那些扩展点来改变Spring的通用行为。至于如何实现扩展点来得到我们想要的个性结果,Spring中有很多例子,其中AOP的实现就是Spring本身实现了其扩展点来达到了它想要的特性功能,可以拿来参考。
目录--Spring框架的设计理念与设计模式
Spring框架的设计理念与设计模式(1)-Spring的架构http://javapub.iteye.com/blog/751539
Spring框架的设计理念与设计模式(2)-Spring的设计理念http://javapub.iteye.com/blog/751545
Spring框架的设计理念与设计模式(3)-Bean组件http://javapub.iteye.com/blog/751550
Spring框架的设计理念与设计模式(4)-Context组件http://javapub.iteye.com/blog/751625
Spring框架的设计理念与设计模式(5)-Core组件http://javapub.iteye.com/blog/751627
Spring框架的设计理念与设计模式(6)-Ioc容器及BeanFactory工厂http://javapub.iteye.com/blog/751635
Spring框架的设计理念与设计模式(7)-Spring中AOP特性与实现http://javapub.iteye.com/blog/751642
Spring框架的设计理念与设计模式(8)-代理模式http://javapub.iteye.com/blog/751652
Spring框架的设计理念与设计模式(9)-策略模式http://javapub.iteye.com/blog/751653