Spring 容器的实现原理
Spring 是后端研发最常用的框架，而 IOC 容器则是 Spring 框架中使用最多的功能，也是 Spring 所有功能的基础。今天简单梳理一下 Spring 容器的一些实现原理，网上有很多资料对 Spring 容器的说明陷入了细节的纠缠中，没能从全局的角度理解容器。我尝试按照自己的理解说明一下。
什么是容器？
首先我们需要明确，Spring 的容器究竟是什么概念。从应用层面看，我们可以把 Spring 提供的 ApplicationContext 接口的具体实现当作容器的实例。因为我们在代码中经常这样使用：
Object bean = applicationContext.getBean("beanName");
通过名称获取容器中对应的 bean。这种用法让你想到了 java 中的什么 API ？是不是跟集合的使用有些类似？
Map<String, Object> objMap;
Object obj = objMap.get("objName");
那么，Spring 底层是不是也是用 Map 来实现容器的功能呢？我们可以看一下对应的代码实现。无论是基于注解的 AnnotationConfigApplicationContext 或者基于 XML 配置文件的 ClassPathXmlApplicationContext，两者的 getBean 方法都继承自 AbstractApplicationContext：
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
assertBeanFactoryActive();
return getBeanFactory().getBean(name);
}
可以看到，获取 bean 对象的具体操作委托给了 BeanFactory 对象。BeanFactory 又是什么组件？它和 ApplicationContext 的关系是什么？
我们首先了解一下这两个接口整体上的继承关系：
具体的细节这里不展开，只简单介绍一下接口的大概作用：
- BeanFactory 是支持 IOC 容器的顶级接口，它提供了通过名称获取 bean 对象的基本操作。
- AliasRegistry 及其子接口提供了向容器注册 bean 对象的描述对象（BeanDefinition）的操作。
- SingletonBeanRegistry 提供了向容器注册 bean 对象的操作。
- ApplicationContext 是对 BeanFactory 做的扩展。它在 IOC 容器的基础上提供了国际化、配置初始化、容器继承等功能，作为应用上下文使用，是业务代码和框架进行交互的桥梁。
这里我们抛开其他细节，看一下 BeanFactory 的默认实现类 DefaultListableBeanFactory 是如何支持通过名称获取 bean 对象的：
@Override
public <T> T getBean(Class<T> requiredType, @Nullable Object... args) throws BeansException {
Assert.notNull(requiredType, "Required type must not be null");
Object resolved = resolveBean(ResolvableType.forRawClass(requiredType), args, false);
if (resolved == null) {
throw new NoSuchBeanDefinitionException(requiredType);
}
return (T) resolved;
}
这个方法进一步调用了 resolveBean 方法：
private <T> T resolveBean(ResolvableType requiredType, @Nullable Object[] args, boolean nonUniqueAsNull) {
// 先从当前容器中获取
NamedBeanHolder<T> namedBean = resolveNamedBean(requiredType, args, nonUniqueAsNull);
if (namedBean != null) {
return namedBean.getBeanInstance();
}
// 如果找不到，就从父容器中获取
// ......
}
在 resolveNamedBean 方法中，首先解析 bean 对象的名称，然后调用了 AbstractBeanFactory 中的 getBean(String name) 方法：
@Override
public Object getBean(String name) throws BeansException {
return doGetBean(name, null, null, false);
}
方法 doGetBean 是初始化 bean 对象的核心方法，它会初始化对应的 bean 对象，以及对象的依赖。这里的逻辑比较复杂，我们只看获取对象的部分
protected <T> T doGetBean(
String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
String beanName = transformedBeanName(name);
Object beanInstance;
// Eagerly check singleton cache for manually registered singletons.
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
// ......
}
再查看 getSingleton(String name) 方法，这个方法定义在 AbstractBeanFactory 的父类 DefaultSingletonBeanRegistry 中，最终我们会发现单例的 bean 对象放在这里：
/** Cache of singleton objects: bean name to bean instance. */
private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<>(256);
可以看到，Spring 底层确实是通过 Map 来支持对象的检索的，key 就是 bean 的名称，value 就是对应的 bean 对象。
Spring 容器如何初始化
这里分析一下 ApplicationContext 的初始化。容器初始化的核心方法是 AbstractApplicationContext.refresh() 。