在对IoC有了初步的认知后，我们开始对IOC的实现原理进行深入理解。本文将帮助你站在设计者的角度去看IOC最顶层的结构设计。@pdai

站在设计者的角度考虑设计IOC容器

如果让你来设计一个IoC容器，你会怎么设计？我们初步的通过这个问题，来帮助我们更好的理解IOC的设计。

在设计时，首先需要考虑的是IOC容器的功能（输入和输出), 承接前面的文章，我们初步的画出IOC容器的整体功能。

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(1)

在此基础上，我们初步的去思考，如果作为一个IOC容器的设计者，主体上应该包含哪几个部分：

(pdai：这种思考的过程才是建设性的，知识体系的构建才是高效的)

Spring IoC的体系结构设计

那么我们来看下Spring设计者是如何设计IoC并解决这些问题的。

BeanFactory和BeanRegistry：IOC容器功能规范和Bean的注册

Spring Bean的创建是典型的工厂模式，这一系列的Bean工厂，也即IOC容器为开发者管理对象间的依赖关系提供了很多便利和基础服务，在Spring中有许多的IOC容器的实现供用户选择和使用，这是IOC容器的基础；在顶层的结构设计主要围绕着BeanFactory和xxxRegistry进行：

BeanFactory： 工厂模式定义了IOC容器的基本功能规范

BeanRegistry： 向IOC容器手工注册 BeanDefinition 对象的方法

其相互关系如下：

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(2)

我们再通过几个问题来辅助理解。

BeanFactory定义了IOC 容器基本功能规范？

BeanFactory作为最顶层的一个接口类，它定义了IOC容器的基本功能规范，BeanFactory 有三个子类：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。我们看下BeanFactory接口：

public interface BeanFactory { //用于取消引用实例并将其与FactoryBean创建的bean区分开来。例如，如果命名的bean是FactoryBean，则获取将返回Factory，而不是Factory返回的实例。 String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&"; //根据bean的名字和Class类型等来得到bean实例 Object getBean(String name) throws BeansException; Object getBean(String name, Class requiredType) throws BeansException; Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException; <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException; <T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException; //返回指定bean的Provider <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(Class<T> requiredType); <T> ObjectProvider<T> getBeanProvider(ResolvableType requiredType); //检查工厂中是否包含给定name的bean，或者外部注册的bean boolean containsBean(String name); //检查所给定name的bean是否为单例/原型 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; //判断所给name的类型与type是否匹配 boolean isTypeMatch(String name, ResolvableType typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException; boolean isTypeMatch(String name, Class<?> typeToMatch) throws NoSuchBeanDefinitionException; //获取给定name的bean的类型 @Nullable Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; //返回给定name的bean的别名 String[] getAliases(String name); }

BeanFactory为何要定义这么多层次的接口？定义了哪些接口？

主要是为了区分在 Spring 内部在操作过程中对象的传递和转化过程中，对对象的数据访问所做的限制。

有哪些接口呢？

如何将Bean注册到BeanFactory中？BeanRegistry

Spring 配置文件中每一个<bean>节点元素在 Spring 容器里都通过一个 BeanDefinition 对象表示，它描述了 Bean 的配置信息。而 BeanDefinitionRegistry 接口提供了向容器手工注册 BeanDefinition 对象的方法。

BeanDefinition：各种Bean对象及其相互的关系

Bean对象存在依赖嵌套等关系，所以设计者设计了BeanDefinition，它用来对Bean对象及关系定义；我们在理解时只需要抓住如下三个要点：

BeanDefinition 定义了各种Bean对象及其相互的关系

BeanDefinitionReader 这是BeanDefinition的解析器

BeanDefinitionHolder 这是BeanDefination的包装类，用来存储BeanDefinition，name以及aliases等。

SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系，Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的，其继承体系如下

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(3)

Bean 的解析过程非常复杂，功能被分的很细，因为这里需要被扩展的地方很多，必须保证有足够的灵活性，以应对可能的变化。Bean 的解析主要就是对 Spring 配置文件的解析。这个解析过程主要通过下图中的类完成：

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(4)

BeanDefinitionHolder 这是BeanDefination的包装类，用来存储BeanDefinition，name以及aliases等

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(5)

ApplicationContext：IOC接口设计和实现

IoC容器的接口类是ApplicationContext，很显然它必然继承BeanFactory对Bean规范（最基本的ioc容器的实现）进行定义。而ApplicationContext表示的是应用的上下文，除了对Bean的管理外，还至少应该包含了

访问资源： 对不同方式的Bean配置（即资源）进行加载。(实现ResourcePatternResolver接口)

国际化: 支持信息源，可以实现国际化。（实现MessageSource接口）

应用事件: 支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher接口)

ApplicationContext接口的设计

我们来看下ApplicationContext整体结构

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(6)

ApplicationContext接口的实现

在考虑ApplicationContext接口的实现时，关键的点在于，不同Bean的配置方式（比如xml,groovy,annotation等）有着不同的资源加载方式，这便衍生除了众多ApplicationContext的实现类。

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(7)

第一，从类结构设计上看， 围绕着是否需要Refresh容器衍生出两个抽象类：

第二， 从加载的源来看（比如xml,groovy,annotation等）， 衍生出众多类型的ApplicationContext, 典型比如:

第三， 更进一步理解：

设计者在设计时AnnotationConfigApplicationContext为什么是继承GenericApplicationContext？ 因为基于注解的配置，是不太会被运行时修改的，这意味着不需要进行动态Bean配置和刷新容器，所以只需要GenericApplicationContext。

而基于XML这种配置文件，这种文件是容易修改的，需要动态性刷新Bean的支持，所以XML相关的配置必然继承AbstractRefreshableApplicationContext； 且存在多种xml的加载方式（位置不同的设计），所以必然会设计出AbstractXmlApplicationContext, 其中包含对XML配置解析成BeanDefination的过程。

那么细心的你从上图可以发现AnnotationWebConfigApplicationContext却是继承了AbstractRefreshableApplicationContext而不是GenericApplicationContext， 为什么AnnotationWebConfigApplicationContext继承自AbstractRefreshableApplicationContext呢 ？ 因为用户可以通过ApplicationContextInitializer来设置contextInitializerClasses（context-param / init-param）， 在这种情况下用户倾向于刷新Bean的，所以设计者选择让AnnotationWebConfigApplicationContext继承了AbstractRefreshableApplicationContext。（如下是源码中Spring设计者对它的解释）

* <p>As an alternative to setting the "contextConfigLocation" parameter, users may * implement an {@link org.springframework.context.ApplicationContextInitializer * ApplicationContextInitializer} and set the * {@linkplain ContextLoader#CONTEXT_INITIALIZER_CLASSES_PARAM "contextInitializerClasses"} * context-param / init-param. In such cases, users should favor the {@link #refresh()} * and {@link #scan(String...)} methods over the {@link #setConfigLocation(String)} * method, which is primarily for use by {@code ContextLoader}.

我们把之前的设计要点和设计结构结合起来看：

简要阐述springioc的基本原理（Spring框架系列6）(8)

到此，基本可以帮助你从顶层构建对IoC容器的设计理解，而不是过早沉溺于代码的细节; 所以《Java全栈知识体系》最大的目标是帮助你构筑体系化的认知，如果你自己去看源码而不站在顶层设计角度出发， 你多半会捡了芝麻丢了西瓜，时间一长啥印象没有。@pdai

参考文章

https://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3978349.html

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