Spring IOC/BeanFactory/ApplicationContext的工作流程/實現原理/初始化/依賴注入原始碼詳解
Spring的工作流程/實現原理之基石IOC/BeanFactory/ApplicationContext
更新1：2017/11/23
更新2:2018/1/30（截圖）
一、什麼是IOC容器？
IOC(Inversion of Control)、控制反轉亦稱依賴注入.IOC容器指的是實現對依賴物件的建立(無參構造器)、管理（引數注入）、銷燬（關閉BeanFactory）.
二、Spring IOC 的兩種實現方式（介面）？
1. BeanFactory介面
org.springframework.beans包中的BeanFactory介面，BeanFactory介面提供了IoC容器最基本功能(工廠模式).(如圖)
概述:
其中BeanFactory作為最頂層的一個介面類，它定義了IOC容器的基本功能規範，BeanFactory 有三個子類：ListableBeanFactory、HierarchicalBeanFactory 和AutowireCapableBeanFactory。但是從上圖中我們可以發現最終的預設實現類是 DefaultListableBeanFactory，他實現了所有的介面。那為何要定義這麼多層次的介面呢？查閱這些介面的原始碼和說明發現，每個介面都有他使用的場合，它主要是為了區分在 Spring 內部在操作過程中物件的傳遞和轉化過程中，對物件的資料訪問所做的限制。例如 ListableBeanFactory 介面表示這些 Bean 是可列表的，而 HierarchicalBeanFactory 表示的是這些 Bean 是有繼承關係的，也就是每個Bean 有可能有父 Bean。AutowireCapableBeanFactory 介面定義 Bean 的自動裝配規則。這四個介面共同定義了 Bean 的集合、Bean 之間的關係、以及 Bean 行為.
1、BeanFactory實現：
步驟1、BeanFactory（繼承的是DefaultListableBeanFactory），提供基本的IoC容器功能，可以從classpath或檔案系統等獲取資源；
步驟2、利用ClassPathResource
可以從classpath中讀取XML檔案
Resource cr = newClassPathResource("applicationContext.xml"); Resource resource = newFileSystemResource(“beans.xml”); BeanFactory beanFactory = newXmlBeanFactory(resource);
2、 ApplicationContext介面（擴充套件了BeanFactory）
而org.springframework.context包下的ApplicationContext介面擴充套件了BeanFactory，還提供了與Spring AOP整合、國際化處理、事件傳播及提供不同層次的context實現 (如針對web應用的WebApplicationContext)。
BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 則增加了更多支援企業級功能支援。ApplicationContext完全繼承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的語義也適用於ApplicationContext。
ApplicationContext實現:
1、 ClassPathXmlApplicationContext(繼承了抽象類)：，從classpath獲取配置檔案；
BeanFactory beanFactory = newClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");
2、FileSystemXmlApplicationContext：從檔案系統獲取配置檔案。
BeanFactory beanFactory = newFileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");
3．利用XmlWebApplicationContext讀取
XmlWebApplicationContext ctx = newXmlWebApplicationContext();概述：ApplicationContext是Spring提供的一個高階的IoC容器，它除了能夠提供IoC容器的基本功能外，還為使用者提供了以下的附加服務。
從ApplicationContext介面的實現，我們看出其特點（比起BeanFactory）：
1. 支援資訊源，可以實現國際化。（實現MessageSource介面）
2. 訪問資源。(實現ResourcePatternResolver介面)
3. 支援應用事件。(實現ApplicationEventPublisher介面)
4. 提供附加服務（更面向框架的使用風格）
三、Spring IOC的實現流程（bean物件是怎麼創建出來的）？
博主對原始碼進行深入的理解
總結如下：
1、準備配置檔案：在專案中使用Spring（初始化/引入配置檔案）
在配置檔案中宣告Bean定義也就是為Bean配置元資料。
方式1. 直接載入ApplicationContext
ApplicationContext ctx = newClasspathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
方式2. 使用ContextLoaderListener
從ServletContext取得web.xml中初始化的ApplicationContext
在web.xml中配置listener
<context-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath: ApplicationContext.xml</param-value>
</context-param>
<listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener> 解釋：
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
實現了 javax.servlet.ServletContextListener介面。ServletContextListener介面能夠監聽ServletContext物件的生命週期，因為每個web應用僅有一個ServletContext物件，故實際上該介面監聽的是整個web應用。
方式3.使用 AnnotationConfigApplicationContext 註冊配置類
1、使用 AnnotationConfigApplicationContext 註冊 AppContext 類
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(AppContext.class);
Course course = ctx.getBean(Course.class);
course.getName();
}正如以上程式碼所示，AppContext 配置類的註冊方式是將其傳遞給 AnnotationConfigApplicationContext 建構函式。此外，您還可以使用所述上下文類的 register 方法來註冊配置類。以下程式碼展示了另外一種方法。
2、註冊 AppContext 類：另外一種方法
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
ctx.register(AppContext.class)
}註冊配置類將自動註冊 @Bean 註釋的方法名稱，因而其對應的 bean 就是 Course、Module 和 Assignment。隨後您可以使用 getBean 方法來獲取相關的 bean，並呼叫其業務方法。如您所見，編寫 Java 的配置類並將其註冊到 Spring 上下文非常簡單。下一節將討論如何將基於 Java 的配置與 Web 應用程式配合使用。
2、定位（BeanBefinition的Resource）
Resource是Sping中用於封裝I/O操作的介面。在建立spring容器時，通常要訪問XML配置檔案（步驟1），除此之外還可以通過訪問檔案型別、二進位制流等方式訪問資源，還有當需要網路上的資源時可以通過訪問URL，Spring把這些檔案統稱為Resource，Resource的體系結構如下:
常用的resource資源型別如下：
FileSystemResource：以檔案的絕對路徑方式進行訪問資源，效果類似於Java中的File;
ClassPathResourcee：以類路徑的方式訪問資源，效果類似於this.getClass().getResource("/").getPath();
ServletContextResource：web應用根目錄的方式訪問資源，效果類似於request.getServletContext().getRealPath("");
UrlResource：訪問網路資源的實現類。例如file: http: ftp:等字首的資源物件;
ByteArrayResource: 訪問位元組陣列資源的實現類。
那如何獲取上圖中對應的各種Resource物件呢？
Spring提供了ResourceLoader介面用於實現不同的Resource載入策略，該介面的例項物件中可以獲取一個resource物件，也就是說將不同Resource例項的建立交給ResourceLoader的實現類來處理。ResourceLoader介面中只定義了兩個方法：
1、ResourcegetResource(Stringlocation); //通過提供的資源location引數獲取Resource例項
他的頂層介面是:
public interfaceResource extendsInputStreamSource {
boolean exists(); // 資源是否存在
boolean isReadable(); // 資源是否可讀
boolean isOpen(); // 資源所代表的控制代碼是否被一個stream打開了
URL getURL() throws IOException; // 返回資源的URL的控制代碼
URI getURI() throws IOException; // 返回資源的URI的控制代碼
File getFile() throws IOException; // 返回資源的File的控制代碼
long contentLength() throwsIOException; // 資源內容的長度
long lastModified() throws IOException; // 資源最後的修改時間
Resource createRelative(String relativePath)throws IOException; //根據資源的相對路徑建立新資源
String getFilename(); // 資源的檔名
String getDescription(); //資源的描述
}2、ClassLoadergetClassLoader(); // 獲取ClassLoader, ClassLoader負責載入系統的所有Resources（Class，檔案，來自網路的位元組流等）、通過ClassLoader可將資源載入JVM獲取. (當JVM需要某類時， ClassLoader.loadClass(Stringname)方法返回Class物件建立例項)
注：ApplicationContext的所有實現類都實現RecourceLoader介面，因此可以通過直接呼叫getResource（引數）獲取Resoure物件。不同的ApplicatonContext實現類使用getResource方法取得的資源型別不同，例如：FileSystemXmlApplicationContext.getResource獲取的就是FileSystemResource例項；ClassPathXmlApplicationContext.gerResource獲取的就是ClassPathResource例項；XmlWebApplicationContext.getResource獲取的就是ServletContextResource例項。
結果：在資源定位過程完成以後，就為資原始檔中的bean的載入創造了I/O操作的條件，如何讀取資源中的資料將會在下一步介紹的BeanDefinition的載入過程中描述。
3、載入（以FileSystemXmlApplicationContext載入為例）
BeanDefinition與Resource的聯絡呢？
/**
* Load bean definitions from the specifiedresource.
* @param resource the resource descriptor
* @return the number of bean definitionsfound
* @throws BeanDefinitionStoreException incase of loading or parsingerrors
*/
intloadBeanDefinitions(Resourceresource) throws BeanDefinitionStoreException;總之，BeanDefinition相當於一個數據結構，這個資料結構的生成過程是根據定位的resource資源物件中的bean而來的(loadBeanDefinitions方法)，這些bean在Spirng IoC容器內部表示成了的BeanDefintion這樣的資料結構，IoC容器對bean的管理和依賴注入的實現都是通過操作BeanDefinition來進行的。
載入過程把使用者定義好的Bean表示成IoC容器內部的資料結構，而這個容器內部的資料結構就是BeanDefinition，在IOC容器中是通過ConcurretHashMap來保持和維護和獲取的。總地說來，這個BeanDefinition實際上就是POJO物件在IoC容器中的抽象，這個BeanDefinition定義了一系列的資料來使得IoC容器能夠方便地對POJO物件也就是Spring的Bean進行管理。即BeanDefinition就是Spring的領域物件。
1.設定資源載入器和資源定位
2．AbstractApplicationContext的refresh函式載入Bean定義過程：
3.AbstractApplicationContext子類的refreshBeanFactory()方法：
4.AbstractRefreshableApplicationContext子類的loadBeanDefinitions方法：
5.AbstractBeanDefinitionReader讀取Bean定義資源：
6.對BeanDefinition載入的實現
7．資源載入器獲取要讀入的資源：
8．XmlBeanDefinitionReader載入Bean定義資源：
9．DocumentLoader將Bean定義資源轉換為Document物件：
10．XmlBeanDefinitionReader解析載入的Bean定義資原始檔：
11．DefaultBeanDefinitionDocumentReader對Bean定義的Document物件解析：
12．BeanDefinitionParserDelegate解析Bean定義資原始檔中的<Bean>元素：
13、BeanDefinitionParserDelegate解析<property>元素：
14、解析<property>元素的子元素：
15、解析<list>子元素：
注：BeanDefinition的載入分成兩部分(XML的解析器和documentReader解析)：
首先通過呼叫XML的解析器得到document物件，但這些document物件並沒有按照Spring的Bean規則進行解析。
在完成通用的XML解析以後，才是按照Spring的Bean規則進行解析的地方，這個按照Spring的Bean規則進行解析的過程是在 documentReader中實現的。
這裡使用的documentReader是預設設定好的DefaultBean-DefinitionDocumentReader。
這個DefaultBeanDefinitionDocumentReader的建立是在後面的方法中完成的，然後再完成BeanDefinition的處理，處理的結果由BeanDefinitionHolder物件來持有。
這個BeanDefinitionHolder除了持有BeanDefinition物件外，還持有其他與BeanDefinition的使用相關的資訊，比如Bean的名字、別名集合等。這個BeanDefinition-Holder的生成是通過對Document文件樹的內容進行解析來完成的，可以看到這個解析過程是由BeanDefinition-ParserDelegate來實現（具體在processBeanDefinition方法中實現）的，同時這個解析是與Spring對BeanDefinition的配置規則緊密相關的。
4、註冊
這個過程是通過呼叫BeanDefinitionRegistry介面的實現來完成的，這個註冊過程把載入過程中解析得到的BeanDefinition向IoC容器進行註冊。可以看到，在IoC容器內部，是通過使用一個HashMap來持有這些BeanDefinition資料的。
BeanDefinition載入完成之後，要把它註冊到IoC容器中，其實就是把bean物件新增到一個HashMap中，BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition方法完成註冊。
這裡getReaderContext得到的readerContext是之前步驟中已經設定好的，即DefaultListableBeanFactory，他實現了BeanDefinitionRegistry的方法registerBeanDefinition，最終完成BeanDefinition的註冊。
完成了上面的三步後，目前ApplicationContext中有兩種型別的結構，一個是DefaultListableBeanFactory，它是Spring IOC容器，另一種是若干個BeanDefinitionHolder，這裡麵包含實際的Bean物件，AbstractBeanDefition。
需要把二者關聯起來，這樣Spring才能對Bean進行管理。在DefaultListableBeanFactory中定義了一個Map物件，儲存所有的BeanDefition。這個註冊的過程就是把前面解析得到的Bean放入這個Map的過程。
registerBeanDefinition
註冊的入口，對於普通的Bean和Alias呼叫不同型別的註冊方法進行註冊。
registerBeanDefinition
註冊Bean 定義在DefaultListableBeanFactory中
registerAlias
定義在SimpleAliasRegistry類，對別名進行註冊
5、依賴注入
這個過程是Bean創建出來的過程，在大多數情況下，Spring容器直接通過new關鍵字呼叫構造器來建立Bean例項，而class屬性指定Bean例項的實現類，但這不是例項化Bean的唯一方法。實際上，Spring支援使用以下三種方式來建立Bean:
(1)呼叫構造器建立Bean
(2)呼叫靜態工廠方法建立Bean
(3)呼叫例項工廠方法建立Bean
最後 綜合 過程：
