原文日期：2016-02-11
1、BeanFactory类图
BeanFactory类图如下
从上图可以看出BeanFactory主要实现类是XmlBeanFactory（Spring3.1建议弃用，可以使用DefaultListableBeanFactory和XmlBeanDefinitionReader编程实现）和DefaultListableBeanFactory。
2、BeanFactory编程式实现
基本IOC容器BeanFactory的编程式实现方式大致可分为三个步骤
1.加载xml资源 Resource定位xml
2.BeanDefinition读取和加载 BeanDefinitionParserDelegate代理对象去读取
3.BeanDefinition注册 BeanDefinitionRegistry去注册
创建bean.xml，内容如下
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd">
<bean id="person" class="com.test.bean.Person">
<property name="name" value="ylxy"/>
<property name="age" value="25"/>
</bean>
</beans>
创建Person类，代码如下
package com.test.bean;
public class Person {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public void info(){
System.out.println("name:"+getName()+" age:"+getAge());
}
}
创建junit测试代码，内容如下
@Test
public void testBeanFactory(){
ClassPathResource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
DefaultListableBeanFactory bf = new DefaultListableBeanFactory();
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(bf);
reader.loadBeanDefinitions(resource);
Person p = bf.getBean("person", Person.class);
p.info();
}
最终测试结果如下
3、IOC配置文件处理（BeanDefinition解析与注册）
从编程代码上看，可分以下几个步骤
1.Resource定位（即Resource包装spring xml配置文件）。
2.BeanDefinition解析和注册（由XmlBeanDefinitionReader类处理解析和注册）。
3.获取Bean（由BeanFactory获取，依赖注入）。
从上面可知BeanDefinition的解析和注册入口在XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions(Resource resource)方法上。
1.在loadBeanDefinitions方法中，调用该类的doLoadBeanDefinitions(InputSource inputSource, Resource resource)方法。
2.在doLoadBeanDefinitions方法中通过DocumentLoader（实际是DefaultDocumentLoader对象）加载xml文件成Document类，之后调用该类的registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource)方法去解析加载和注册BeanDefinition。
3.在registerBeanDefinitions方法中创建DefaultBeanDefinitionDocumentReader对象，并调用registerBeanDefinitions( Document doc, XmlReaderContext readerContext)去解析注册BeanDefinition，解析时会对不同的xml元素进行不同的解析，比如等元素。
4.最终实际解析BeanDefinition的实现是创建BeanDefinitionParserDelegate委托对象，调用方法parseBeanDefinitionElement(Element ele)去解析BeanDefinition。
5.注册对象是在BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition( BeanDefinitionHolder definitionHolder, BeanDefinitionRegistry registry)中实现。
BeanDefinition解析实现：调用BeanDefinitionParserDelegate.parseBeanDefinitionElement(Element ele)去解析xml成BeanDefinition，并将BeanDefinition封装成BeanDefinitionHolder。
BeanDefinition注册实现：调用BeanDefinitionRegistry.registerBeanDefinition(String beanName, BeanDefinition beanDefinition)，由于DefaultListableBeanFactory实现了该接口的方法，故而实现注册BeanDefinition是在DefaultListableBeanFactory中。在该类中通过将BeanDefinition存储到一个HashMap集合中，完成对BeanDefinition的注册。
4、依赖注入
依赖注入和控制反转是同一个概念。当某个A javaBean需要B javaBean的引用去协助处理一些事情的时候，在传统程序设计中，是需要A去new一个B对象。然而在spring中却不一样，创建B对象的工作不是由A来new，而是由spring IOC容器去创建，然后将创建的B对象注入到A中。
spring的依赖注入入口也就是BeanFactory的getBean（）方法。getBean（）方法最后调用doGetBean（）方法，即doGetBean（）方法是依赖注入的真实入口，代码如下。
protected <T> T doGetBean(
final String name, final Class<T> requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
if (isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
logger.debug("Returning eagerly cached instance of singleton bean '" + beanName +
"' that is not fully initialized yet - a consequence of a circular reference");
}
else {
logger.debug("Returning cached instance of singleton bean '" + beanName + "'");
}
}
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
else {
// Fail if we're already creating this bean instance:
// We're assumably within a circular reference.
if (isPrototypeCurrentlyInCreation(beanName)) {
throw new BeanCurrentlyInCreationException(beanName);
}
// Check if bean definition exists in this factory.
BeanFactory parentBeanFactory = getParentBeanFactory();
//检查这个bean是否在当前这个BeanFactory中，如果当前BeanFactory的不包含这个bean，则去父级BeanFactory查找。
if (parentBeanFactory != null && !containsBeanDefinition(beanName)) {
// Not found -> check parent.
String nameToLookup = originalBeanName(name);
if (args != null) {
// Delegation to parent with explicit args.
return (T) parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, args);
}
else {
// No args -> delegate to standard getBean method.
return parentBeanFactory.getBean(nameToLookup, requiredType);
}
}
if (!typeCheckOnly) {
markBeanAsCreated(beanName);
}
try {
final RootBeanDefinition mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
checkMergedBeanDefinition(mbd, beanName, args);
// Guarantee initialization of beans that the current bean depends on.
String[] dependsOn = mbd.getDependsOn();
//查找这个BeanDefinition是否有依赖对象，如果有依赖的对象，则IOC容器先创建依赖对象。
if (dependsOn != null) {
for (String dependsOnBean : dependsOn) {
getBean(dependsOnBean);
registerDependentBean(dependsOnBean, beanName);
}
}
// Create bean instance.
if (mbd.isSingleton()) {
//获取单例对象
sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
public Object getObject() throws BeansException {
try {
//创建Bean的入口方法
return createBean(beanName, mbd, args);
}
catch (BeansException ex) {
// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
destroySingleton(beanName);
throw ex;
}
}
});
//这里创建动态代理对象
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
}
else if (mbd.isPrototype()) {
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
else {
String scopeName = mbd.getScope();
final Scope scope = this.scopes.get(scopeName);
if (scope == null) {
throw new IllegalStateException("No Scope registered for scope '" + scopeName + "'");
}
try {
Object scopedInstance = scope.get(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
public Object getObject() throws BeansException {
beforePrototypeCreation(beanName);
try {
return createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
}
});
bean = getObjectForBeanInstance(scopedInstance, name, beanName, mbd);
}
catch (IllegalStateException ex) {
throw new BeanCreationException(beanName,
"Scope '" + scopeName + "' is not active for the current thread; " +
"consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton",
ex);
}
}
}
catch (BeansException ex) {
cleanupAfterBeanCreationFailure(beanName);
throw ex;
}
}
// Check if required type matches the type of the actual bean instance.
if (requiredType != null && bean != null && !requiredType.isAssignableFrom(bean.getClass())) {
try {
return getTypeConverter().convertIfNecessary(bean, requiredType);
}
catch (TypeMismatchException ex) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Failed to convert bean '" + name + "' to required type [" +
ClassUtils.getQualifiedName(requiredType) + "]", ex);
}
throw new BeanNotOfRequiredTypeException(name, requiredType, bean.getClass());
}
}
return (T) bean;
}
从上述代码可以看出创建对象是由DefaultSingletonBeanRegistry的getSingleton方法去创建，然后回调ObjectFactory的getObject方法，ObjectFactory的getObject方法又调用了createBean方法。也就是说实际创建对象的方法是AbstractAutowireCapableBeanFactory类的createBean方法，该方法内又调用doCreateBean去创建Bean。
1.调用createBeanInstance方法去创建BeanWrap（BeanWrap将Bean实例包装了），该方法通过Java反射机制调用Bean的构造函数，完成Bean对象的创建，并将Bean包装到一个BeanWrap对象中。
2.调用populateBean方法，给bean的属性初始化，也就是标签中配置的属性值。
3.调用initializeBean方法，初始化Bean。
3.1.invokeAwareMethods方法，如果Bean实现了Aware，则调用对应的Aware接口方法。
3.2.applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization方法，如果BeanFactory配置了BeanPostProcessor，则执行BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法。
3.3.invokeInitMethods方法，如果Bean实现了InitializingBean接口，则调用执行InitializingBean的接口方法。
3.4.applyBeanPostProcessorsAfterInitialization方法，如果BeanFactory配置了BeanPostProcessor，则执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法。
4.registerDisposableBeanIfNecessary方法，如果Bean实现了DisposableBean接口或者Bean需要destroy方法，则给Bean注册DisposableBean功能（即把bean名称和销毁方法保存在一个Map集合中）。
5.getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd)方法，创建bean完成后，如果创建的bean实例是一个FactoryBean（相当于工厂模式的Factory，用来生产Bean实例），则会再调用FactoryBean的getObject()方法来生成实际需要的bean实例。也就是说如果getBean("factoryBean")会首先获取FactoryBean实例，并且在通过FactoryBean工厂的getObject方法去获取Bean，如果是getBean（“&factoryBean”）,则spring会直接返回一个FactoryBean实例。
5、总结
对于BeanDefinition的解析和注册过程，首先将xml配置文件加载进Resource中，然后将Resource解析成Document对象，最后通过BeanDefinitionParserDelegate委托对象去解析Document对象，并将解析的BeanDefinition包装成BeanDefinitionHolder。最后通过BeanDefinitionRegistry接口将BeanDefinition存储到HashMap集合中，以完成BeanDefinition的的注册，具体实现在DefaultListableBeanFactory类中，该类实现了BeanDefinitionRegistry接口。
对于依赖注入，spring主要是使用Java的反射机制来创建bean对象，并为bean进行一些初始化操作。
源码见如下附件
