Spring Boot IoC

2019-03-12 约 2389 字预计阅读 5 分钟

控制反转（英语：Inversion of Control，缩写为IoC），是面向对象编程中的一种设计原则，可以用来减低计算机代码之间的耦合度。其中最常见的方式叫做依赖注入（Dependency Injection，简称DI），还有一种方式叫“依赖查找”（Dependency Lookup）。

技术描述

Class A中用到了Class B的对象b，一般情况下，需要在A的代码中显式地用 new 创建 B 的对象。软件需要一个来自容器的对象，而容器自行建构对象和它的附属物。

采用依赖注入技术之后，A 的代码只需要定义一个 private 的B对象，不需要直接 new 来获得这个对象，而是通过相关的容器控制程序来将B对象在外部new出来并注入到A类里的引用中。而具体获取的方法、对象被获取时的状态由配置文件（如XML）来指定。

实现方法

实现控制反转主要有两种方式：依赖注入和依赖查找。两者的区别在于，前者是被动的接收对象，在类A的实例创建过程中即创建了依赖的B对象，通过类型或名称来判断将不同的对象注入到不同的属性中，而后者是主动索取相应类型的对象，获得依赖对象的时间也可以在代码中自由控制。

依赖注入

在软件工程中，依赖注入（dependency injection）的意思为，给予调用方它所需要的事物。 “依赖”是指可被方法调用的事物。依赖注入形式下，调用方不再直接使用“依赖”，取而代之是“注入” 。“注入”是指将“依赖”传递给调用方的过程。在“注入”之后，调用方才会调用该“依赖”。传递依赖给调用方，而不是让让调用方直接获得依赖，这个是该设计的根本需求。

该设计的目的是为了分离关注点，分离调用方和依赖，从而提高可读性以及代码重用性。

依赖查找

依赖查找更加主动，在需要的时候通过调用框架提供的方法来获取对象，获取时需要提供相关的配置文件路径、key等信息来确定获取对象的状态

依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）是程序要依赖于抽象接口，不要依赖于具体实现。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。一般情况下抽象的变化概率很小，让用户程序依赖于抽象，实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动，只要抽象不变，客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。

使用Java语言写成的程序在控制反转容器（Inversion of Control Container）里应用了控制反转

Spring IoC 容器

容器将创建对象，它们连接在一起，配置它们，并从创建到销毁管理他们的整个生命周期。在Spring容器使用依赖注入（DI）来管理组成应用程序的组件。这些对象被称为Spring Beans

容器获得其上的哪些对象进行实例化，配置和组装通过阅读提供的配置元数据的说明。配置元数据可以通过XML，Java注释或Java代码来表示。

Spring BeanFactory 容器

Spring ApplicationContext 容器

它比BeanFactory增加了一些额外的功能，例如与Spring的AOP的简单集成，消息资源处理(用于I18N)，事件传播，Web应用程序的特定于应用程序层的上下文(例如WebApplicationContext)。

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public AnnotationConfigApplicationContext(String... basePackages) {
        this();
        scan(basePackages);
        refresh();
    }
public AnnotationConfigApplicationContext(Class<?>... annotatedClasses) {
    this();
    register(annotatedClasses);
    refresh();
}

IOC容器初始化是由上文提到的refresh()方法来启动的，这个方法标志着IOC容器正式启动。

IOC容器初始化过程分为三个过程：

BeanDefinition的Resource定位过程。

这个Resource定位是指BeanDefinition资源定位，它由ResourceLoader通过统一的Resource接口完成。这个定位过程就是容器寻找数据的过程，就像水桶要装水首先需要找到水一样。

BeanDefinition的载入和解析过程。

这个过程就是根据上一步定位的Resource资源文件，把用户定义好的Bean表示成IOC容器内部的BeanDefinition数据结构。BeanDefinition实际就是POJO对象在IOC容器中的抽象，通过BeanDefinition定义数据结构，使IOC容器能够方便地对POJO对象也就是Bean进行管理。

向IOC容器注册BeanDefinition的过程。

这个过程是通过调用BeanDefinitionRegistry接口的实现来完成的，把载入过程生成的BeanDefinition向IOC容器注册。最终在IOC容器内部将BeanDefinition注入到一个HashMap中，IOC容器就是通过这个HashMap来持有这些BeanDefinition数据的。

源码分析

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@Slf4j
@Component
@Aspect
public class AopConfig {

    @Pointcut("within(com.life.demo..*)")
    public void pointCut() {
    }

    @Before("com.life.demo.AopConfig.pointCut()")
    public void log() {
        log.info("this is point cut...");
    }
}

@RestController
@Slf4j
public class HelloWorldController {

    @GetMapping("/hello")
    public String greeting() {
        return "hello!";
    }
}

@EnableAspectJAutoProxy 注解会通过@Import注解快速导入AspectJAutoProxyRegistrar组件，这个组件会给容器中注册一个名为internalAutoProxyCreator的组件，internalAutoProxyCreator的组件的类型是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator。

通过AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator继承树可以看出AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator继承了Aware接口和BeanPostProcessor接口，相当于AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator既是一个后置处理器，也是一个Aware接口(BeanFactoryAware)的实现类，可以自动装配。

AbstractApplicationContext#refresh
registerBeanPostProcessors
AbstractBeanFactory#doGetBean
AbstractAutowireCapableBeanFactory#doCreateBean(…)
AbstractAutoProxyCreator#postProcessAfterInitialization
AbstractAutoProxyCreator#getAdvicesAndAdvisorsForBean
DefaultAopProxyFactory#createAopProxy(…)

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  public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {
    if (!config.isOptimize() && !config.isProxyTargetClass() && !this.hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {
      return new JdkDynamicAopProxy(config);
    } else {
      Class<?> targetClass = config.getTargetClass();
      if (targetClass == null) {
        throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: Either an interface or a target is required for proxy creation.");
      } else {
        return (AopProxy)(!targetClass.isInterface() && !Proxy.isProxyClass(targetClass) ? new ObjenesisCglibAopProxy(config) : new JdkDynamicAopProxy(config));
      }
    }
  }

附录

https://zh.wikipedia.org/zh-cn/控制反转

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