欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

什么是控制反转？

控制反转（Inversion of Control，缩写为IoC）是软件工程中的一项原则，它将对对象或程序部分的控制转移到容器或框架中。我们最常在面向对象编程的上下文中使用它。

与我们的自定义代码调用库的传统编程相比，IoC 使框架能够控制程序的流程并调用我们的自定义代码。为了实现这一点，框架使用内置附加行为的抽象。如果我们想添加自己的行为，我们需要扩展框架的类或插入我们自己的类。

这种架构的优点是：

• 将任务的执行与其实现分离
• 更容易在不同的实现之间切换
• 程序的更大模块化
• 通过隔离组件或模拟其依赖关系并允许组件通过合约进行通信，从而更轻松地测试程序

我们可以通过各种机制来实现控制反转，例如：策略设计模式、服务定位器模式、工厂模式和依赖注入（DI）。

Spring中的IoC

当大家开始学习spring的时候，都会从如下的示例代码开始：

• 获取一个ClassPathXmlApplicationContext对象
• 通过该对象调用getBean方法获取一个对象
• 然后基于这个对象实现你想要的业务

本文会基于源码（5.1.10版本）给大家讲解spring是如何实现IoC的。

步骤一：创建ClassPathXmlApplicationContext

创建一个新的 ClassPathXmlApplicationContext，从给定的 XML 文件加载定义并自动刷新上下文。

其实这个类里有很多该构造器，在这里我们使用这个方法，获取“spring-config.xml”的路径来初始化上下文。

在上述截图调用本类另一个带三个参数的构造器，如下所示，在这个方法中我们看到有三个方法：

• super：调用父类容器的构造方法为容器设置好Bean资源加载器
• setConfigLocation：获取配置路径，即demo中的“spring-config.xml”
• refresh：加载或刷新配置，这是一个很关键的方法

步骤二：创建AbstractXmlApplicationContext

ApplicationContext 实现的基类，从包含 XmlBeanDefinitionReader 理解的 bean 定义的 XML 文档中绘制配置。

子类只需要实现 getConfigResources 或 getConfigLocations 方法。此外，它们可能会覆盖 getResourceByPath 钩子以特定于环境的方式解释相对路径，或 getResourcePatternResolver 以扩展模式解析。

步骤三：创建AbstractRefreshableConfigApplicationContext

AbstractRefreshableApplicationContext 子类，添加了对指定配置位置的通用处理。

作为基于 XML 的应用程序上下文实现的基类，例如 ClassPathXmlApplicationContext 和 FileSystemXmlApplicationContext，以及 XmlWebApplicationContext。

在这里有一个方法需要注意下“setConfigLocation”，他会根据你传入的参数解析出资源文件的路径。

步骤四：创建AbstractRefreshableApplicationContext

ApplicationContext 实现的基类，它应该支持多次调用 refresh()，每次都创建一个新的内部 bean 工厂实例。通常（但不一定），这样的上下文将由一组配置位置驱动，以从中加载 bean 定义。

子类实现的唯一方法是 loadBeanDefinitions，它在每次刷新时被调用。具体实现应该将 bean 定义加载到给定的 DefaultListableBeanFactory 中，通常委托给一个或多个特定的 bean 定义读取器。

请注意，WebApplicationContexts 有一个类似的基类。AbstractRefreshableWebApplicationContext 提供相同的子类化策略，但另外预实现了 Web 环境的所有上下文功能。

还有一种预定义的方式来接收 Web 上下文的配置位置。这个基类的具体独立子类，以特定的 bean 定义格式读取，是 ClassPathXmlApplicationContext 和 FileSystemXmlApplicationContext，它们都派生自通用 AbstractXmlApplicationContext 基类；AnnotationConfigApplicationContext 支持@Configuration-annotated 类作为bean 定义的来源。

在这里有一个工厂对象“beanFactory”，他就是创建bean对象的核心，在讲“DI”的时候我们会着重讲解。

步骤五：创建AbstractApplicationContext

ApplicationContext 接口的抽象实现。不强制要求用于配置的存储类型；简单地实现通用的上下文功能。使用模板方法设计模式，需要具体的子类来实现抽象方法。

与普通的 BeanFactory 相比，ApplicationContext 应该检测其内部 bean 工厂中定义的特殊 bean：因此，此类自动注册 BeanFactoryPostProcessors、BeanPostProcessors 和 ApplicationListeners，它们在上下文中定义为 bean。

MessageSource 也可以作为上下文中的 bean 提供，名称为“messageSource”；否则，消息解析将委托给父上下文。此外，应用程序事件的多播器可以在上下文中作为 ApplicationEventMulticaster 类型的“applicationEventMulticaster”bean 提供；否则，将使用 SimpleApplicationEventMulticaster 类型的默认多播器。

通过扩展 DefaultResourceLoader 实现资源加载。因此，将非 URL 资源路径视为类路径资源（支持包含包路径的完整类路径资源名称，例如“mypackagemyresource.dat”），除非 getResourceByPath 方法在子类中被覆盖。

在这个类中有一个关键的方法“refresh”，这个方法是启动spring容器的核心方法。

在这个构造器中有两个方法和一个静态初始化方法块：

• getResoucePatternResolver：获取ResourcePatternResolver对象来将参数中的配置文件地址解析为Resource实例。
• setParent：设置父类，处理配置环境信息等。
• 静态方法块：避免在 WebLogic 8.1 中关闭应用程序时出现奇怪的类加载器问题关闭了ContextClosedEvent事件。

步骤六：getResoucePatternResolver

获取ResourcePatternResolver对象来将参数中的配置文件地址解析为Resource实例。

步骤七：设置此应用程序上下文的配置位置

设置此应用程序上下文的配置位置。如果未设置，则实现可能会酌情使用默认值。

步骤八：加载或刷新配置

这个方法是IoC的核心方法，在这里会做很多的业务逻辑：

• prepareRefresh：调用容器准备刷新的方法，获取容器的当时时间，同时给容器设置同步标识
• obtainFreshBeanFactory：告诉子类启动 refreshBeanFactory()方法，Bean 定义资源文件的载入从子类的 refreshBeanFactory()方法启动
• prepareBeanFactory：为 BeanFactory 配置容器特性，例如类加载器、事件处理器等
• postProcessBeanFactory：为容器的某些子类指定特殊的 BeanPost 事件处理器
• invokeBeanFactoryPostProcessors：调用所有注册的 BeanFactoryPostProcessor 的 Bean
• registerBeanPostProcessors：为 BeanFactory 注册 BeanPost 事件处理器.
• initMessageSource：初始化信息源，和国际化相关.
• initApplicationEventMulticaster：初始化容器事件传播器.
• onRefresh：调用子类的某些特殊 Bean 初始化方法
• registerListeners：为事件传播器注册事件监听器.
• finishBeanFactoryInitialization：初始化所有剩余的单例 Bean
• finishRefresh：初始化容器的生命周期事件处理器，并发布容器的生命周期事件
• destroyBeans：销毁已创建的 Bean。
• cancelRefresh：取消 refresh 操作，重置容器的同步标识。

Spring IoC容器载入Bean配置信息从其子类容器的“refreshBeanFactory”方法处理的。

步骤九：刷新子类内部bean工厂

在这里有两个方法：

• refreshBeanFactory：初始化新的bean工厂，在这里使用了委派设计模式，父类定义了抽象方法，子类具体实现。
• getBeanFactory：获取新的bean工厂。

步骤十：刷新bean工厂

此实现执行此上下文的底层 bean 工厂的实际刷新，关闭以前的 bean 工厂（如果有）并为上下文生命周期的下一阶段初始化一个新的 bean 工厂。

在这个方法中我们可以看到有以下方法：

• hasBeanFactory：确定此上下文当前是否包含 bean 工厂，即至少已刷新一次且尚未关闭。
• destroyBeans：销毁当前上下文的所有bean，可以重写销毁步骤。
• closeBeanFactory：释放bean工厂。
• createBeanFactory：创建一个bean工厂，默认实现创建一个DefaultListableBeanFactory对象，可以重写，自定义设置。
• customizeBeanFactory：对bean工厂定制化，例如是否覆盖别名、是否允许bean之间循环引用。可以重写，个性定制。
• loadBeanDefinitions：将 bean 定义加载到给定的 bean 工厂，通常通过委托给一个或多个 bean 定义读取器。

在这个方法中，首先判断是否存在BeanFactory，若存在先销毁所有的bean，并释放bean工厂，接着创建一个DefaultListableBeanFactory工厂，然后通过loadBeanDefinitions进行加载。

步骤十一：载入配置路径

通过 XmlBeanDefinitionReader 加载 bean 定义。

在这个方法中我们可以看到有以下方法：

• XmlBeanDefinitionReader：为给定的 BeanFactory 创建一个新的 XmlBeanDefinitionReader。
• setEnvironment：设置环境
• setResourceLoader：设置资源加载器，因为他的继承类“AbstractApplicationContext”通过扩展 DefaultResourceLoader 实现资源加载，所以本身就是资源加载器
• setEntityResolver：设置要用于解析的 SAX 实体解析器。默认情况下，将使用 ResourceEntityResolver。可以为自定义实体解析覆盖，例如相对于某些特定的基本路径。
• initBeanDefinitionReader：初始化用于加载此上下文的 bean 定义的 资源加载器。默认实现为空。可以在子类中被覆盖，例如用于关闭 XML 验证或使用不同的 XmlBeanDefinitionParser 实现。
• loadBeanDefiniitions：使用给定的 XmlBeanDefinitionReader 加载 bean 定义。bean 工厂的生命周期由 refreshBeanFactory 方法处理；因此这个方法只是应该加载和或注册 bean 定义。

步骤十二：Xml Bean读取器加载Bean配置资源

在这个方法中会基于Xml加载bean配置信息，可以看到以下方法：

• getConfigResources：获取资源位置数组，引用构建此上下文的 XML bean 定义文件。还可以包括位置模式，这将通过 ResourcePatternResolver 得到解决。默认实现返回 null。子类可以覆盖它以提供一组资源位置以从中加载 bean 定义。
• getConfigLocations：获取一个 Resource 对象数组，引用构建此上下文的 XML bean 定义文件。默认实现返回 null。子类可以覆盖它以提供预构建的资源对象而不是位置字符串。
• loadBeanDefinitions：从指定的资源位置加载 bean 定义，这里是加载bean真正实现的方法。

注意，getConfigResources使用了委派模式，具体方法是由ClassPathXmlApplicationContext去实现。所以，我们的demo是以路径去加载bean配置的，所以这块他是为空的，如果在创建上下文的时候参数是class的话，他是有值的。

至此，IoC中关于资源定位的步骤已完毕。

时序图

写在最后

好兄弟可以点赞并关注我的公众号“javaAnswer”，全部都是干货。