一文解析Spring IOC面試中常問的那些核心題！

廣義的 IOC

• IoC(Inversion of Control) 控制反轉(zhuǎn)，即“不用打電話過來，我們會打給你”。

兩種實現(xiàn)： 依賴查找（DL）和依賴注入（DI）。

IOC 和 DI 、DL 的關(guān)系（這個 DL，Avalon 和 EJB 就是使用的這種方式實現(xiàn)的 IoC）：

• DL 已經(jīng)被拋棄，因為他需要用戶自己去是使用 API 進行查找資源和組裝對象。即有侵入性。

• DI 是 Spring 使用的方式，容器負責組件的裝配。

注意：Java 使用 DI 方式實現(xiàn) IoC 的不止 Spring，包括 Google 的 Guice，還有一個冷門的 PicoContainer（極度輕量，但只提供 IoC）。

Spring 的 IoC

Spring 的 IoC 設(shè)計支持以下功能：

1. 依賴注入
2. 依賴檢查
3. 自動裝配
4. 支持集合
5. 指定初始化方法和銷毀方法
6. 支持回調(diào)某些方法（但是需要實現(xiàn) Spring 接口，略有侵入）

其中，最重要的就是依賴注入，從 XML 的配置上說， 即 ref 標簽。對應(yīng) Spring RuntimeBeanReference 對象。

對于 IoC 來說，最重要的就是容器。容器管理著 Bean 的生命周期，控制著 Bean 的依賴注入。

那么， Spring 如何設(shè)計容器的呢？

Spring 作者 Rod Johnson 設(shè)計了兩個接口用以表示容器。

1. BeanFactory
2. ApplicationContext

BeanFactory 粗暴簡單，可以理解為就是個 HashMap，Key 是 BeanName，Value 是 Bean 實例。通常只提供注冊（put），獲?。╣et）這兩個功能。我們可以稱之為 “低級容器”。

ApplicationContext 可以稱之為 “高級容器”。因為他比 BeanFactory 多了更多的功能。他繼承了多個接口。因此具備了更多的功能。

例如資源的獲取，支持多種消息（例如 JSP tag 的支持），對 BeanFactory 多了工具級別的支持等待。所以你看他的名字，已經(jīng)不是 BeanFactory 之類的工廠了，而是 “應(yīng)用上下文”， 代表著整個大容器的所有功能。

該接口定義了一個 refresh 方法，此方法是所有閱讀 Spring 源碼的人的最熟悉的方法，用于刷新整個容器，即重新加載/刷新所有的 bean。

當然，除了這兩個大接口，還有其他的輔助接口，但我今天不會花太多篇幅介紹他們。

為了更直觀的展示 “低級容器” 和 “高級容器” 的關(guān)系，我這里通過常用的 ClassPathXmlApplicationContext 類，來展示整個容器的層級 UML 關(guān)系。

有點復雜？ 先不要慌，我來解釋一下。

最上面的 BeanFactory 知道吧？我就不講了。

下面的 3 個綠色的，都是功能擴展接口，這里就不展開講。

看下面的隸屬 ApplicationContext 粉紅色的 “高級容器”，依賴著 “低級容器”，這里說的是依賴，不是繼承哦。他依賴著 “低級容器” 的 getBean 功能。而高級容器有更多的功能：支持不同的信息源頭，可以訪問文件資源，支持應(yīng)用事件（Observer 模式）。

通常用戶看到的就是 “高級容器”。 但 BeanFactory 也非常夠用啦！

左邊灰色區(qū)域的是 “低級容器”， 只負責加載 Bean，獲取 Bean。容器其他的高級功能是沒有的。例如上圖畫的 refresh 刷新 Bean 工廠所有配置。生命周期事件回調(diào)等。

好，解釋了低級容器和高級容器，我們可以看看一個 IoC 啟動過程是什么樣子的。說白了，就是 ClassPathXmlApplicationContext 這個類，在啟動時，都做了啥。（由于我這是 interface21 的代碼，肯定和你的 Spring 4.x 系列不同）。

下圖是 ClassPathXmlApplicationContext 的構(gòu)造過程，實際就是 Spring IoC 的初始化過程。

注意，這里為了理解方便，有所簡化。

這里再用文字來描述這個過程：

1. 用戶構(gòu)造 ClassPathXmlApplicationContext（簡稱 CPAC）

2. CPAC 首先訪問了 “抽象高級容器” 的 final 的 refresh 方法，這個方法是模板方法。所以要回調(diào)子類（低級容器）的 refreshBeanFactory 方法，這個方法的作用是使用低級容器加載所有 BeanDefinition 和 Properties 到容器中。

3. 低級容器加載成功后，高級容器開始處理一些回調(diào)，例如 Bean 后置處理器?；卣{(diào) setBeanFactory 方法?；蛘咦员O(jiān)聽器等，發(fā)布事件，實例化單例 Bean 等等功能，這些功能，隨著 Spring 的不斷升級，功能越來越多，很多人在這里迷失了方向 ：）。

簡單說就是：

1. 低級容器 加載配置文件（從 XML，數(shù)據(jù)庫，Applet），并解析成 BeanDefinition 到低級容器中。

2. 加載成功后，高級容器啟動高級功能，例如接口回調(diào)，監(jiān)聽器，自動實例化單例，發(fā)布事件等等功能。

所以，一定要把 “低級容器” 和“高級容器” 的區(qū)別弄清楚。不能一葉障目不見泰山。

好，當我們創(chuàng)建好容器，就會使用 getBean 方法，獲取 Bean，而 getBean 的流程如下：

從圖中可以看出，getBean 的操作都是在低級容器里操作的。其中有個遞歸操作，這個是什么意思呢？

假設(shè)：當 Bean_A 依賴著 Bean_B，而這個 Bean_A 在加載的時候，其配置的 ref = “Bean_B” 在解析的時候只是一個占位符，被放入了 Bean_A 的屬性集合中，當調(diào)用 getBean 時，需要真正 Bean_B 注入到 Bean_A 內(nèi)部時，就需要從容器中獲取這個 Bean_B，因此產(chǎn)生了遞歸。

為什么不是在加載的時候，就直接注入呢？因為加載的順序不同，很可能 Bean_A 依賴的 Bean_B 還沒有加載好，也就無法從容器中獲取，你不能要求用戶把 Bean 的加載順序排列好，這是不人道的。

所以，Spring 將其分為了 2 個步驟：

1. 加載所有的 Bean 配置成 BeanDefinition 到容器中，如果 Bean 有依賴關(guān)系，則使用占位符暫時代替。

2. 然后，在調(diào)用 getBean 的時候，進行真正的依賴注入，即如果碰到了屬性是 ref 的（占位符），那么就從容器里獲取這個 Bean，然后注入到實例中 —— 稱之為依賴注入。
   可以看到，依賴注入實際上，只需要 “低級容器” 就可以實現(xiàn)。

這就是 IoC。

所以 ApplicationContext refresh 方法里面的操作不只是 IoC，是高級容器的所有功能（包括 IoC），IoC 的功能在低級容器里就可以實現(xiàn)。

總結(jié)

說了這么多，不知道你有沒有理解Spring IoC？ 這里小結(jié)一下：IoC 在 Spring 里，只需要低級容器就可以實現(xiàn)，2 個步驟：

1. 加載配置文件，解析成 BeanDefinition 放在 Map 里。

2. 調(diào)用 getBean 的時候，從 BeanDefinition 所屬的 Map 里，拿出 Class 對象進行實例化，同時，如果有依賴關(guān)系，將遞歸調(diào)用 getBean 方法 —— 完成依賴注入。

上面就是 Spring 低級容器（BeanFactory）的 IoC。

至于高級容器 ApplicationContext，他包含了低級容器的功能，當他執(zhí)行 refresh 模板方法的時候，將刷新整個容器的 Bean。同時其作為高級容器，包含了太多的功能。一句話，他不僅僅是 IoC。他支持不同信息源頭，支持 BeanFactory 工具類，支持層級容器，支持訪問文件資源，支持事件發(fā)布通知，支持接口回調(diào)等等。

可以預見，隨著 Spring 的不斷發(fā)展，高級容器的功能會越來越多。

誠然，了解 IoC 的過程，實際上為了了解 Spring 初始化時，各個接口的回調(diào)時機。例如 InitializingBean，BeanFactoryAware，ApplicationListener 等等接口，這些接口的作用，筆者之前寫過一篇文章進行介紹，有興趣可以看一下，關(guān)鍵字：Spring 必知必會 擴展接口。

但是請注意，實現(xiàn) Spring 接口代表著你這個應(yīng)用就綁定死 Spring 了！代表 Spring 具有侵入性！要知道，Spring 發(fā)布時，無侵入性就是他最大的宣傳點之一 —— 即 IoC 容器可以隨便更換，代碼無需變動。而現(xiàn)如今，Spring 已然成為 J2EE 社區(qū)準官方解決方案，也沒有了所謂的侵入性這個說法。因為他就是標準，和 Servlet 一樣，你能不實現(xiàn) Servlet 的接口嗎？: -)