程序员面试被问烂的 Spring IOC(求求你别再问了)

weixin_38088241 2019-09-20 10:05:26

## 广义的 IOC
1. IoC(Inversion of Control) 控制反转，即“不用打电话过来，我们会打给你”。

两种实现：依赖查找（DL）和依赖注入（DI）。

IOC 和 DI 、DL 的关系（这个 DL，Avalon 和 EJB 就是使用的这种方式实现的 IoC）：

2. DL 已经被抛弃，因为他需要用户自己去是使用 API 进行查找资源和组装对象。即有侵入性。

3. DI 是 Spring 使用的方式，容器负责组件的装配。

注意：Java 使用 DI 方式实现 IoC 的不止 Spring，包括 Google 的 Guice，还有一个冷门的 PicoContainer（极度轻量，但只提供 IoC）。

## Spring 的 IoC
Spring 的 IoC 设计支持以下功能：

- 依赖注入
- 依赖检查
- 自动装配
- 支持集合
- 指定初始化方法和销毁方法
- 支持回调某些方法（但是需要实现 Spring 接口，略有侵入）

其中，最重要的就是依赖注入，从 XML 的配置上说，即 ref 标签。对应 Spring RuntimeBeanReference 对象。

**对于 IoC 来说，最重要的就是容器。容器管理着 Bean 的生命周期，控制着 Bean 的依赖注入。**

## 那么， Spring 如何设计容器的呢？
Spring 作者 Rod Johnson 设计了两个接口用以表示容器。

- BeanFactory
- ApplicationContext

BeanFactory 粗暴简单，可以理解为就是个 HashMap，Key 是 BeanName，Value 是 Bean 实例。通常只提供注册（put），获取（get）这两个功能。我们可以称之为 “低级容器”。

ApplicationContext 可以称之为 “高级容器”。因为他比 BeanFactory 多了更多的功能。他继承了多个接口。因此具备了更多的功能。

**例如资源的获取，支持多种消息（例如 JSP tag 的支持），对 BeanFactory 多了工具级别的支持等待。所以你看他的名字，已经不是 BeanFactory 之类的工厂了，而是 “应用上下文”，代表着整个大容器的所有功能。**

该接口定义了一个 refresh 方法，此方法是所有阅读 Spring 源码的人的最熟悉的方法，用于刷新整个容器，即重新加载/刷新所有的 bean。

当然，除了这两个大接口，还有其他的辅助接口，但我今天不会花太多篇幅介绍他们。

为了更直观的展示 “低级容器” 和 “高级容器” 的关系，我这里通过常用的 ClassPathXmlApplicationContext 类，来展示整个容器的层级 UML 关系。

**有点复杂？先不要慌，我来解释一下。**

最上面的 BeanFactory 知道吧？我就不讲了。

下面的 3 个绿色的，都是功能扩展接口，这里就不展开讲。

看下面的隶属 ApplicationContext 粉红色的 “高级容器”，依赖着 “低级容器”，这里说的是依赖，不是继承哦。他依赖着 “低级容器” 的 getBean 功能。而高级容器有更多的功能：支持不同的信息源头，可以访问文件资源，支持应用事件（Observer 模式）。

通常用户看到的就是 “高级容器”。但 BeanFactory 也非常够用啦！

左边灰色区域的是 “低级容器”，只负载加载 Bean，获取 Bean。容器其他的高级功能是没有的。例如上图画的 refresh 刷新 Bean 工厂所有配置。生命周期事件回调等。

**好，解释了低级容器和高级容器，我们可以看看一个 IoC 启动过程是什么样子的。说白了，就是 ClassPathXmlApplicationContext 这个类，在启动时，都做了啥。（由于我这是 interface21 的代码，肯定和你的 Spring 4.x 系列不同）。**

下图是 ClassPathXmlApplicationContext 的构造过程，实际就是 Spring IoC 的初始化过程。

注意，这里为了理解方便，有所简化。

**这里再用文字来描述这个过程：**

- 用户构造 ClassPathXmlApplicationContext（简称 CPAC）
- CPAC 首先访问了 “抽象高级容器” 的 final 的 refresh 方法，这个方法是模板方法。所以要回调子类（低级容器）的 refreshBeanFactory 方法，这个方法的作用是使用低级容器加载所有 BeanDefinition 和 Properties 到容器中。
- 低级容器加载成功后，高级容器开始处理一些回调，例如 Bean 后置处理器。回调 setBeanFactory 方法。或者注册监听器等，发布事件，实例化单例 Bean 等等功能，这些功能，随着 Spring 的不断升级，功能越来越多，很多人在这里迷失了方向：）。

**简单说就是：**

- 低级容器加载配置文件（从 XML，数据库，Applet），并解析成 BeanDefinition 到低级容器中。
- 加载成功后，高级容器启动高级功能，例如接口回调，监听器，自动实例化单例，发布事件等等功能。

**所以，一定要把 “低级容器” 和“高级容器” 的区别弄清楚。不能一叶障目不见泰山。**

好，当我们创建好容器，就会使用 getBean 方法，获取 Bean，而 getBean 的流程如下：

**从图中可以看出，getBean 的操作都是在低级容器里操作的。其中有个递归操作，这个是什么意思呢？**

**假设：当 Bean_A 依赖着 Bean_B，而这个 Bean_A 在加载的时候，其配置的 ref = “Bean_B” 在解析的时候只是一个占位符，被放入了 Bean_A 的属性集合中，当调用 getBean 时，需要真正 Bean_B 注入到 Bean_A 内部时，就需要从容器中获取这个 Bean_B，因此产生了递归。**

为什么不是在加载的时候，就直接注入呢？因为加载的顺序不同，很可能 Bean_A 依赖的 Bean_B 还没有加载好，也就无法从容器中获取，你不能要求用户把 Bean 的加载顺序排列好，这是不人道的。

**所以，Spring 将其分为了 2 个步骤：**

- 加载所有的 Bean 配置成 BeanDefinition 到容器中，如果 Bean 有依赖关系，则使用占位符暂时代替。
- 然后，在调用 getBean 的时候，进行真正的依赖注入，即如果碰到了属性是 ref 的（占位符），那么就从容器里获取这个 Bean，然后注入到实例中 —— 称之为依赖注入。

可以看到，依赖注入实际上，只需要 “低级容器” 就可以实现。

这就是 IoC。

**所以 ApplicationContext refresh 方法里面的操作不只是 IoC，是高级容器的所有功能（包括 IoC），IoC 的功能在低级容器里就可以实现。**

## 总结
说了这么多，不知道你有没有理解Spring IoC？这里小结一下：IoC 在 Spring 里，只需要低级容器就可以实现，2 个步骤：

- 加载配置文件，解析成 BeanDefinition 放在 Map 里。
- 调用 getBean 的时候，从 BeanDefinition 所属的 Map 里，拿出 Class 对象进行实例化，同时，如果有依赖关系，将递归调用 getBean 方法 —— 完成依赖注入。

**上面就是 Spring 低级容器（BeanFactory）的 IoC。**

至于高级容器 ApplicationContext，他包含了低级容器的功能，当他执行 refresh 模板方法的时候，将刷新整个容器的 Bean。同时其作为高级容器，包含了太多的功能。一句话，他不仅仅是 IoC。他支持不同信息源头，支持 BeanFactory 工具类，支持层级容器，支持访问文件资源，支持事件发布通知，支持接口回调等等。

可以预见，随着 Spring 的不断发展，高级容器的功能会越来越多。

**诚然，了解 IoC 的过程，实际上为了了解 Spring 初始化时，各个接口的回调时机。例如 InitializingBean，BeanFactoryAware，ApplicationListener 等等接口。**

但是请注意，实现 Spring 接口代表着你这个应用就绑定死 Spring 了！代表 Spring 具有侵入性！要知道，Spring 发布时，无侵入性就是他最大的宣传点之一 —— 即 IoC 容器可以随便更换，代码无需变动。而现如今，Spring 已然成为 J2EE 社区准官方解决方案，也没有了所谓的侵入性这个说法。因为他就是标准，和 Servlet 一样，你能不实现 Servlet 的接口吗？: -)

## 最后
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