Spring是如何设计IOC容器的？BeanFactory ApplicationContext

本文主要是介绍Spring是如何设计IOC容器的？BeanFactory ApplicationContext，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

BeanFactory是Spring框架中最底层的接口，用于实例化、配置和管理bean。它使用控制反转（IOC）模式，将对象的创建、管理和装配的职责从应用程序代码中转移给Spring容器。这样，应用程序代码就无需关心对象如何创建和装配，只需从容器中获取所需的对象即可。关于BeanFactory和Bean的实例化，有几点需要明确：

1. 延迟初始化：BeanFactory默认采用延迟初始化的策略。这意味着当你创建一个BeanFactory实例时，它并不会立即实例化容器中定义的所有Bean。相反，它会等待直到某个Bean第一次被请求时，才会实例化该Bean。这种策略可以提高应用程序的启动速度，因为不是所有的Bean在启动时就都需要被实例化。
2. 依赖注入：当BeanFactory被要求实例化一个Bean时，它会查看该Bean的依赖关系，并根据配置自动装配这些依赖。这通常通过自动装配（如通过构造函数、setter方法或字段注入）或手动装配（在XML配置文件中或通过Java配置类指定）来完成。
3. 作用域：Spring容器中的Bean有不同的作用域（如单例、原型、请求、会话等）。BeanFactory会根据Bean的作用域来决定如何实例化和管理Bean。例如，单例Bean在整个容器生命周期内只会被实例化一次，而原型Bean每次被请求时都会实例化。
4. 生命周期管理：除了实例化和依赖注入外，BeanFactory还负责管理Bean的生命周期。BeanPostProcessor 与 BeanFactoryPostProcessor 。

Spring 设计了两个接口用以表示容器：BeanFactory && ApplicationContext。BeanFactory和ApplicationContext是Spring的两大核心接口，都可以当做Spring的容器。其中ApplicationContext是BeanFactory的子接口。

1、BeanFactory 就是个 HashMap，Key 是 beanName，Value 是 Bean 实例。Spring里面最底层的接口：读取bean配置文档，包含了各种Bean的定义，管理bean的加载、实例化，控制bean的生命周期，维护bean之间的依赖关系。我们可以称之为 “低级容器”。
ApplicationContext 可以称之为 “高级容器”，是 Spring 应用上下文。他继承了多个接口，因此具备了更多的功能：

1、EnvironmentCapable：为applicationContext声明了获取激活profile、默认profile 方法的功能，也即Environment这个接口代表应用运行时的环境。
2、MessageSource：支持消息的参数化和国际化
3、ApplicationEventPublisher：事件发布
4、ResourcePatternResolver：统一的资源文件访问方式
5、ListableBeanFactory：继承了BeanFactory，实现了枚举方法列举出当前BeanFactory中所有的bean对象而不必根据name一个一个的获取。
6、HierarchicalBeanFactory：是一个具有层级关系的Bean 工厂，拥有属性parentBeanFactory：当获取 Bean对象时，如果当前BeanFactory中不存在对应的bean，则会访问其直接 parentBeanFactory 以尝试获取bean 对象。载入多个（有继承关系）上下文 ，使得每一个上下文都专注于一个特定的层次，比如应用的web层。

2、BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的，即只有在使用到某个Bean时(调用getBean())，才对该Bean进行加载实例化。这样，我们就不能发现一些存在的Spring的配置问题。如果Bean的某一个属性没有注入，BeanFacotry加载后，直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常。

ApplicationContext，它是在容器启动时，一次性创建了所有的Bean。这样，在容器启动时，我们就可以发现Spring中存在的配置错误，这样有利于检查所依赖属性是否注入。ApplicationContext启动后预载入所有的单实例Bean，通过预载入单实例bean ,确保当你需要的时候，你就不用等待，因为它们已经创建好了。

相对于基本的BeanFactory，ApplicationContext 唯一的不足是占用内存空间。当应用程序配置Bean较多时，程序启动较慢。

3、BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用，但两者之间的区别是：在BeanFactory中，需要手动注册BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor。这意味着开发者需要显式地在代码中调用相关方法来完成注册过程。相比之下，ApplicationContext会自动注册BeanPostProcessor和BeanFactoryPostProcessor。这意味着开发者无需显式注册这些后处理器，Spring容器会在启动时自动完成这一过程。

在Spring框架中，BeanFactoryPostProcessor 是一个特殊的bean，允许你在Spring容器实例化bean之前修改或定制应用上下文中的bean定义。BeanFactoryPostProcessor 的主要应用场景包括添加或修改bean的属性、修改bean之间的依赖关系等。

在Spring容器的初始化过程中，特别是在refresh()方法中，会调用invokeBeanFactoryPostProcessors()方法来执行所有的BeanFactoryPostProcessor。下面是invokeBeanFactoryPostProcessors()方法的基本逻辑概述：

1. 检测BeanFactoryPostProcessor bean：Spring首先会检查容器中已经注册的所有bean定义，找出所有实现了BeanFactoryPostProcessor接口的bean。
2. 实例化BeanFactoryPostProcessor bean：对于检测到的每一个BeanFactoryPostProcessor bean，Spring会实例化它们。但是，因为BeanFactoryPostProcessor本身也是bean，所以它们的实例化也会受到Spring的生命周期管理。
3. 排序：如果BeanFactoryPostProcessor实现了Ordered接口或标记了@Order注解，那么Spring会按照定义的顺序来调用它们。此外，如果BeanFactoryPostProcessor实现了PriorityOrdered接口，那么这些bean会具有更高的优先级，并在普通的Ordered bean之前被调用。
4. 调用postProcessBeanFactory方法：对于每一个BeanFactoryPostProcessor实例，Spring会调用其postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory)方法。这个方法允许你修改或定制传入的ConfigurableListableBeanFactory，这个对象代表了Spring IoC容器当前的内部状态。
5. 继续容器初始化：在所有BeanFactoryPostProcessor被调用并处理完毕后，Spring容器会继续其初始化过程，包括实例化、依赖注入、调用初始化方法等步骤。

通过BeanFactoryPostProcessor，你可以获得对Spring IoC容器内部状态的控制，并在bean实例化之前修改bean定义。这种能力使得BeanFactoryPostProcessor在Spring的扩展性和灵活性方面发挥了重要作用。

在Spring框架中，BeanPostProcessor接口允许开发者在Spring IoC容器实例化bean后、初始化方法（如果有的话）调用前和调用后插入自定义的逻辑。这是Spring AOP（面向切面编程）功能的一部分，虽然BeanPostProcessor本身并不直接实现AOP，但它为AOP提供了基础。

以下是BeanPostProcessor在Spring中使用的步骤：

1. 定义BeanPostProcessor：你需要实现BeanPostProcessor接口，并重写postProcessBeforeInitialization和postProcessAfterInitialization方法。这两个方法分别在bean的初始化方法（如@PostConstruct注解的方法或实现了InitializingBean接口中的afterPropertiesSet方法）调用之前和之后被调用。

public class CustomBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {  @Override  public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {  // 在bean的初始化方法之前执行的逻辑  System.out.println("Before initialization: " + beanName);  return bean;  }  @Override  public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {  // 在bean的初始化方法之后执行的逻辑  System.out.println("After initialization: " + beanName);  return bean;  }  
}

2. 注册BeanPostProcessor：将你的BeanPostProcessor实现注册到Spring容器中。这可以通过XML配置或Java配置完成。

<bean class="com.example.CustomBeanPostProcessor" />

@Configuration  
public class AppConfig {  @Bean  public CustomBeanPostProcessor customBeanPostProcessor() {  return new CustomBeanPostProcessor();  }  // ... 其他bean的定义 ...  
}

3. 使用：一旦BeanPostProcessor被注册到容器中，Spring就会在创建并初始化每个bean时自动调用它。你不需要在代码中显式地调用BeanPostProcessor。需要注意的是，BeanPostProcessor自身也会被当作一个bean来处理，这意味着BeanPostProcessor也会受到BeanPostProcessor链的影响。因此，在定义多个BeanPostProcessor时，需要注意它们之间的依赖关系和初始化顺序。

通过BeanPostProcessor，你可以对Spring容器中的bean进行拦截，并在bean的生命周期中的关键点上添加自定义逻辑。这对于诸如日志记录、安全检查、性能监控等横切关注点（cross-cutting concerns）非常有用。

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