Spring源码分析（BeanFactory）

一、BeanFactory

BeanFactory是最顶层的容器接口，只提供了获取Bean相关的一些方法。

public interface BeanFactory {// 对FactoryBean的转义定义，因为如果使用bean的名字检索FactoryBean得到的对象是工厂生成的对象String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&";// 根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，Object getBean(String name) throws BeansException;// 根据bean的名字，在IOC容器中得到bean实例，args：显式参数（必须为非单例模式）Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException;// 根据bean的名字获得对象，并转换为Class类型（可以不用进行类型转换）<T> T getBean(String name, Class<T> requiredType);// 根据bean的类型获得对象（必须是拥有唯一实现类）<T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException;// 根据bean的类型获得对象，args：显式参数<T> T getBean(Class<T> requiredType, Object... args) throws BeansException;// 判断IOC容器是否有这个名字的beanboolean containsBean(String name);// 判断这个bean是不是单例 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 判断这个bean是不是多例 boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 获取bean实例的Class类型  Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException;// 这里得到bean的别名，如果根据别名检索，那么其原名也会被检索出来  String[] getAliases(String name);
}

二、ApplicationContext 的父系

ApplicationContext是更高级的容器接口，继承了许多其他接口，提供了更多的功能。

• 获取 Environment（EnvironmentCapable）
• getBean 的扩展（ListableBeanFactory）
• 事件的发布与监听机制（ApplicationEventPublisher）
• 支持父子容器（HierarchicalBeanFactory）
• 国际化（MessageSource）
• 事件的发布与监听机制（ApplicationEventPublisher）
• 资源访问（ResourcePatternResolver）

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory, MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {@NullableString getId();String getApplicationName();String getDisplayName();long getStartupDate();@NullableApplicationContext getParent();// 用于进行手动的 Bean 注入和依赖注入AutowireCapableBeanFactory getAutowireCapableBeanFactory() throws IllegalStateException;}

1、HierarchicalBeanFactory

HierarchicalBeanFactory 用于表示具有层次结构的 BeanFactory 容器。

• 支持父子容器的关系，一个 BeanFactory 可以有一个或多个父容器。

  子容器可以访问父容器中定义的 Bean，但父容器不能访问子容器中定义的 Bean。

• 如果子容器中不存在某个 Bean，则会委托父容器进行查找。

public interface HierarchicalBeanFactory extends BeanFactory {@NullableBeanFactory getParentBeanFactory();boolean containsLocalBean(String name);
}

2、ListableBeanFactory

ListableBeanFactory 扩展了 BeanFactory 接口，提供了额外的功能来 获取 Bean 及其相关信息

public interface ListableBeanFactory extends BeanFactory {// 获取 Bean 的定义信息boolean containsBeanDefinition(String beanName);int getBeanDefinitionCount();String[] getBeanDefinitionNames();// 通过 类型 获取 BeanString[] getBeanNamesForType(ResolvableType type);String[] getBeanNamesForType(ResolvableType type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit);String[] getBeanNamesForType(@Nullable Class<?> type);String[] getBeanNamesForType(@Nullable Class<?> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit);// 通过 注解 获取BeanString[] getBeanNamesForAnnotation(Class<? extends Annotation> annotationType);// 获取 <beanName, type><T> Map<String, T> getBeansOfType(@Nullable Class<T> type) throws BeansException;<T> Map<String, T> getBeansOfType(@Nullable Class<T> type, boolean includeNonSingletons, boolean allowEagerInit) throws BeansException;// 获取 <beanName, annotation>Map<String, Object> getBeansWithAnnotation(Class<? extends Annotation> annotationType) throws BeansException;// 获取bean的注解@Nullable<A extends Annotation> A findAnnotationOnBean(String beanName, Class<A> annotationType)throws NoSuchBeanDefinitionException;
}

3、EnvironmentCapable

EnvironmentCapable 接口用于获取 Environment 实例

public interface EnvironmentCapable {Environment getEnvironment();
}

Environment 用于表示运行时环境（例如配置文件、系统属性、环境变量等）的抽象，提供了访问应用程序配置信息的统一接口。

public interface Environment extends PropertyResolver {// 返回激活profile名称的数组String[] getActiveProfiles();// 返回默认profile名称的数组String[] getDefaultProfiles();// environment是否支持给定profileboolean acceptsProfiles(Profiles profiles);@Deprecated // 弃用boolean acceptsProfiles(String... profiles);
}

public interface PropertyResolver {// 检查某个属性是否存在boolean containsProperty(String key);// 获取指定属性的值（不存在则返回null）String getProperty(String key);// 获取指定属性的值（不存在则返回默认值）String getProperty(String key, String defaultValue);// 获取指定属性的值，可以指定要返回对象的类型（不存在则返回null）<T> T getProperty(String key, Class<T> targetType);// 获取指定属性的值，可以指定要返回对象的类型（不存在则返回默认值）<T> T getProperty(String key, Class<T> targetType, T defaultValue);// 获取指定属性的值（不存在则抛出异常）String getRequiredProperty(String key) throws IllegalStateException;<T> T getRequiredProperty(String key, Class<T> targetType) throws IllegalStateException;String resolvePlaceholders(String text);String resolveRequiredPlaceholders(String text) throws IllegalArgumentException;
}

4、ApplicationEventPublisher

ApplicationEventPublisher 用于发布应用程序事件并通知所有已注册的事件监听器。

@FunctionalInterface
public interface ApplicationEventPublisher {default void publishEvent(ApplicationEvent event) {publishEvent((Object) event);}void publishEvent(Object event);
}

5、MessageSource

MessageSource 是 Spring Framework 中用于国际化支持的接口之一。

• 它提供了一种统一的方式来访问应用程序中的消息资源，支持多语言和多地区的国际化功能。

public interface MessageSource {String getMessage(String code, Object[] args, String defaultMessage, Locale locale);String getMessage(String code, Object[] args, Locale locale) throws NoSuchMessageException;String getMessage(MessageSourceResolvable resolvable, Locale locale) throws NoSuchMessageException;
}

6、ResourcePatternResolver

ResourcePatternResolver 加载和访问应用程序中的资源，支持通配符和模式匹配，可以方便地加载多个资源。

public interface ResourcePatternResolver extends ResourceLoader {String CLASSPATH_ALL_URL_PREFIX = "classpath*:";Resource[] getResources(String var1) throws IOException;
}

public interface ResourceLoader {String CLASSPATH_URL_PREFIX = "classpath:";Resource getResource(String var1);@NullableClassLoader getClassLoader();
}

三、ApplicationContext 的实现

ApplicationContext 负责创建和管理应用程序中的所有 Bean 对象，其实现类的区别仅仅在于如何加载配置

• AnnotationConfigApplicationContext：使用「注解方式」加载配置
• ClassPathXmlApplicationContext：从「资源根目录」下加载配置
• FileSystemXmlApplicationContext：从「文件路径下」加载配置

四、BeanFactory的创建

1、Spring中的创建

// org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext@Override
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {synchronized (this.startupShutdownMonitor) {// ...ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();// ...}
}

// org.springframework.context.support.AbstractApplicationContextprotected ConfigurableListableBeanFactory obtainFreshBeanFactory() {// 刷新 BeanFactory（关闭旧的，创建新的）refreshBeanFactory();// 返回 BeanFactoryreturn getBeanFactory();
}

// org.springframework.context.support.AbstractRefreshableApplicationContext@Override
protected final void refreshBeanFactory() throws BeansException {// ...try {// 创建 DefaultListableBeanFactoryDefaultListableBeanFactory beanFactory = createBeanFactory();// ...} catch (IOException ex) {throw new ApplicationContextException(...., ex);}
}protected DefaultListableBeanFactory createBeanFactory() {return new DefaultListableBeanFactory(getInternalParentBeanFactory());
}

可以看到，创建的 BeanFactory 是 DefaultListableBeanFactory

2、SpringBoot中的创建

@SpringBootApplication
public class BasicProjectApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(BasicProjectApplication.class, args);}
}

// org.springframework.boot.SpringApplicationpublic static ConfigurableApplicationContext run(Class<?> primarySource, String... args) {return run(new Class[]{primarySource}, args);
}public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {// 构建 SpringApplication实例 并执行run方法return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
}public static ConfigurableApplicationContext run(Class<?>[] primarySources, String[] args) {return (new SpringApplication(primarySources)).run(args);
}public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {// Spring容器ConfigurableApplicationContext context = null;try {// 构建Spring容器context = this.createApplicationContext();} // ...
}protected ConfigurableApplicationContext createApplicationContext() {Class<?> contextClass = this.applicationContextClass;if (contextClass == null) {try {switch (this.webApplicationType) {case SERVLET:// AnnotationConfigServletWebServerApplicationContextcontextClass = Class.forName(DEFAULT_SERVLET_WEB_CONTEXT_CLASS);break;case REACTIVE:// AnnotationConfigReactiveWebServerApplicationContextcontextClass = Class.forName(DEFAULT_REACTIVE_WEB_CONTEXT_CLASS);break;default:// AnnotationConfigApplicationContextcontextClass = Class.forName(DEFAULT_CONTEXT_CLASS);}}catch (ClassNotFoundException ex) {throw new IllegalStateException("Unable create a default ApplicationContext, please specify an ApplicationContextClass", ex);}}// 构建IoC容器return (ConfigurableApplicationContext) BeanUtils.instantiateClass(contextClass);
}

可以看到，三种 contextClass 都是 GenericApplicationContext 的子类

在实例化之前，会先进行父类 GenericApplicationContext 的初始化

// org.springframework.context.support.GenericApplicationContextpublic GenericApplicationContext() {this.beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
}

可以看到，创建的 BeanFactory 是 DefaultListableBeanFactory

五、DefaultListableBeanFactory

1、为什么选择 DefaultListableBeanFactory？

为什么创建的 BeanFactory 要选择 DefaultListableBeanFactory 呢？

分析一下继承图：

可以看到：

• ConfigurableListableBeanFactory 只有一个实现类 DefaultListableBeanFactory
• DefaultListableBeanFactory 还通过实现右边的 AbstractAutowireCapableBeanFactory 通吃了右路

因此，DefaultListableBeanFactory 基本上是最牛的 BeanFactory 了，这也是为什么会选择实例化这个类的原因。

2、运行时获取 DefaultListableBeanFactory

如何在运行时获取 DefaultListableBeanFactory 实例呢？

1. getAutowireCapableBeanFactory 获取 AutowireCapableBeanFactory
2. AutowireCapableBeanFactory 向下转型得到 DefaultListableBeanFactory

public class GetDefaultListableBeanFactory {public static void main(String[] args) {ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext();DefaultListableBeanFactory autowireCapableBeanFactory = (DefaultListableBeanFactory) applicationContext.getAutowireCapableBeanFactory();}
}