四、IOC容器的依赖注入

通过对上面注入依赖代码的分析，我们已经明白了Spring IoC容器是如何将属性的值注入到Bean实例对象中去的：

(1).对于集合类型的属性，将其属性值解析为目标类型的集合后直接赋值给属性。

(2).对于非集合类型的属性，大量使用了JDK的反射和内省机制，通过属性的getter方法(reader method)获取指定属性注入以前的值，同时调用属性的setter方法(writer method)为属性设置注入后的值。看到这里相信很多人都明白了Spring的setter注入原理。

至此Spring IoC容器对Bean定义资源文件的定位，载入、解析和依赖注入已经全部分析完毕，现在Spring IoC容器中管理了一系列靠依赖关系联系起来的Bean，程序不需要应用自己手动创建所需的对象，Spring IoC容器会在我们使用的时候自动为我们创建，并且为我们注入好相关的依赖，这就是Spring核心功能的控制反转和依赖注入的相关功能。

通过前面4篇文章对Spring IoC容器的源码分析，我们已经基本上了解了Spring IoC容器对Bean定义资源的定位、读入和解析过程，同时也清楚了当用户通过getBean方法向IoC容器获取被管理的Bean时，IoC容器对Bean进行的初始化和依赖注入过程，这些是Spring IoC容器的基本功能特性。Spring IoC容器还有一些高级特性，如使用lazy-init属性对Bean预初始化、FactoryBean产生或者修饰Bean对象的生成、IoC容器初始化Bean过程中使用BeanPostProcessor后置处理器对Bean声明周期事件管理和IoC容器的autowiring自动装配功能等。

通过前面我们对IoC容器的实现和工作原理分析，我们知道IoC容器的初始化过程就是对Bean定义资源的定位、载入和注册，此时容器对Bean的依赖注入并没有发生，依赖注入主要是在应用程序第一次向容器索取Bean时，通过getBean方法的调用完成。

当Bean定义资源的元素中配置了lazy-init属性时，容器将会在初始化的时候对所配置的Bean进行预实例化，Bean的依赖注入在容器初始化的时候就已经完成。这样，当应用程序第一次向容器索取被管理的Bean时，就不用再初始化和对Bean进行依赖注入了，直接从容器中获取已经完成依赖注入的现成Bean，可以提高应用第一次向容器获取Bean的性能

下面我们通过代码分析容器预实例化的实现过程：

先从IoC容器的初始会过程开始，通过前面文章分析，我们知道IoC容器读入已经定位的Bean定义资源是从refresh方法开始的，我们首先从AbstractApplicationContext类的refresh方法入手分析，源码如下：

在refresh方法中ConfigurableListableBeanFactorybeanFactory = obtainFreshBeanFactory();启动了Bean定义资源的载入、注册过程，而finishBeanFactoryInitialization方法是对注册后的Bean定义中的预实例化(lazy-init=false，Spring默认就是预实例化，即为true)的Bean进行处理的地方。

当Bean定义资源被载入IoC容器之后，容器将Bean定义资源解析为容器内部的数据结构BeanDefinition注册到容器中，AbstractApplicationContext类中的finishBeanFactoryInitialization方法对配置了预实例化属性的Bean进行预初始化过程，源码如下：

ConfigurableListableBeanFactory是一个接口，其preInstantiateSingletons方法由其子类DefaultListableBeanFactory提供。

() {
public Boolean run() {
return ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit();
}
}, getAccessControlContext());
}
else {
isEagerInit = factory instanceof SmartFactoryBean && ((SmartFactoryBean) factory).isEagerInit();
}
if (isEagerInit) {
//调用getBean方法，触发容器对Bean实例化和依赖注入过程
getBean(beanName);
}
}
else {
//调用getBean方法，触发容器对Bean实例化和依赖注入过程
getBean(beanName);
}
}
}
}
}

通过对lazy-init处理源码的分析，我们可以看出，如果设置了lazy-init属性，则容器在完成Bean定义的注册之后，会通过getBean方法，触发对指定Bean的初始化和依赖注入过程，这样当应用第一次向容器索取所需的Bean时，容器不再需要对Bean进行初始化和依赖注入，直接从已经完成实例化和依赖注入的Bean中取一个线程的Bean，这样就提高了第一次获取Bean的性能。

3、FactoryBean的实现：

在Spring中，有两个很容易混淆的类：BeanFactory和FactoryBean。
BeanFactory：Bean工厂，是一个工厂(Factory)，我们Spring IoC容器的最顶层接口就是这个BeanFactory，它的作用是管理Bean，即实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。

FactoryBean：工厂Bean，是一个Bean，作用是产生其他bean实例。通常情况下，这种bean没有什么特别的要求，仅需要提供一个工厂方法，该方法用来返回其他bean实例。通常情况下，bean无须自己实现工厂模式，Spring容器担任工厂角色；但少数情况下，容器中的bean本身就是工厂，其作用是产生其它bean实例。

当用户使用容器本身时，可以使用转义字符”&”来得到FactoryBean本身，以区别通过FactoryBean产生的实例对象和FactoryBean对象本身。在BeanFactory中通过如下代码定义了该转义字符：

StringFACTORY_BEAN_PREFIX = "&";

如果myJndiObject是一个FactoryBean，则使用&myJndiObject得到的是myJndiObject对象，而不是myJndiObject产生出来的对象。

(1).FactoryBean的源码如下：
//工厂Bean，用于产生其他对象
public interface FactoryBean {
//获取容器管理的对象实例
T getObject() throws Exception;
//获取Bean工厂创建的对象的类型
Class<?> getObjectType();
//Bean工厂创建的对象是否是单态模式，如果是单态模式，则整个容器中只有一个实例
//对象，每次请求都返回同一个实例对象
boolean isSingleton();
}
(2). AbstractBeanFactory的getBean方法调用FactoryBean：

在前面我们分析Spring Ioc容器实例化Bean并进行依赖注入过程的源码时，提到在getBean方法触发容器实例化Bean的时候会调用AbstractBeanFactory的doGetBean方法来进行实例化的过程，源码如下：

//真正实现向IoC容器获取Bean的功能，也是触发依赖注入功能的地方
@SuppressWarnings("unchecked")
protected T doGetBean(
final String name, final Class requiredType, final Object[] args, boolean typeCheckOnly)
throws BeansException {
//根据指定的名称获取被管理Bean的名称，剥离指定名称中对容器的相关依赖
//如果指定的是别名，将别名转换为规范的Bean名称
final String beanName = transformedBeanName(name);
Object bean;
//先从缓存中取是否已经有被创建过的单态类型的Bean，对于单态模式的Bean整
//个IoC容器中只创建一次，不需要重复创建
Object sharedInstance = getSingleton(beanName);
//IoC容器创建单态模式Bean实例对象
if (sharedInstance != null && args == null) {
if (logger.isDebugEnabled()) {
//如果指定名称的Bean在容器中已有单态模式的Bean被创建，直接返回
//已经创建的Bean
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 + "'");
}
}
//获取给定Bean的实例对象，主要是完成FactoryBean的相关处理
bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, null);
}
……
}
//获取给定Bean的实例对象，主要是完成FactoryBean的相关处理
protected Object getObjectForBeanInstance(
Object beanInstance, String name, String beanName, RootBeanDefinition mbd) {
//容器已经得到了Bean实例对象，这个实例对象可能是一个普通的Bean，也可能是
//一个工厂Bean，如果是一个工厂Bean，则使用它创建一个Bean实例对象，如果
//调用本身就想获得一个容器的引用，则指定返回这个工厂Bean实例对象
//如果指定的名称是容器的解引用(dereference，即是对象本身而非内存地址)，
//且Bean实例也不是创建Bean实例对象的工厂Bean
if (BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name) && !(beanInstance instanceof FactoryBean)) {
throw new BeanIsNotAFactoryException(transformedBeanName(name), beanInstance.getClass());
}
//如果Bean实例不是工厂Bean，或者指定名称是容器的解引用，调用者向获取对
//容器的引用，则直接返回当前的Bean实例
if (!(beanInstance instanceof FactoryBean) || BeanFactoryUtils.isFactoryDereference(name)) {
return beanInstance;
}
//处理指定名称不是容器的解引用，或者根据名称获取的Bean实例对象是一个工厂Bean
//使用工厂Bean创建一个Bean的实例对象
Object object = null;
if (mbd == null) {
//从Bean工厂缓存中获取给定名称的Bean实例对象
object = getCachedObjectForFactoryBean(beanName);
}
//让Bean工厂生产给定名称的Bean对象实例
if (object == null) {
FactoryBean factory = (FactoryBean) beanInstance;
//如果从Bean工厂生产的Bean是单态模式的，则缓存
if (mbd == null && containsBeanDefinition(beanName)) {
//从容器中获取指定名称的Bean定义，如果继承基类，则合并基类相关属性
mbd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
}
//如果从容器得到Bean定义信息，并且Bean定义信息不是虚构的，则让工厂
//Bean生产Bean实例对象
boolean synthetic = (mbd != null && mbd.isSynthetic());
//调用FactoryBeanRegistrySupport类的getObjectFromFactoryBean
//方法，实现工厂Bean生产Bean对象实例的过程
object = getObjectFromFactoryBean(factory, beanName, !synthetic);
}
return object;
}

在上面获取给定Bean的实例对象的getObjectForBeanInstance方法中，会调用FactoryBeanRegistrySupport类的getObjectFromFactoryBean方法，该方法实现了Bean工厂生产Bean实例对象。

Dereference(解引用)：一个在C/C++中应用比较多的术语，在C++中，”*”是解引用符号，而”&”是引用符号，解引用是指变量指向的是所引用对象的本身数据，而不是引用对象的内存地址。

(3)、AbstractBeanFactory生产Bean实例对象：

AbstractBeanFactory类中生产Bean实例对象的主要源码如下：

//Bean工厂生产Bean实例对象
protected Object getObjectFromFactoryBean(FactoryBean factory, String beanName, boolean shouldPostProcess) {
//Bean工厂是单态模式，并且Bean工厂缓存中存在指定名称的Bean实例对象
if (factory.isSingleton() && containsSingleton(beanName)) {
//多线程同步，以防止数据不一致
synchronized (getSingletonMutex()) {
//直接从Bean工厂缓存中获取指定名称的Bean实例对象
Object object = this.factoryBeanObjectCache.get(beanName);
//Bean工厂缓存中没有指定名称的实例对象，则生产该实例对象
if (object == null) {
//调用Bean工厂的getObject方法生产指定Bean的实例对象
object = doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName, shouldPostProcess);
//将生产的实例对象添加到Bean工厂缓存中
this.factoryBeanObjectCache.put(beanName, (object != null ? object : NULL_OBJECT));
}
return (object != NULL_OBJECT ? object : null);
}
}
//调用Bean工厂的getObject方法生产指定Bean的实例对象
else {
return doGetObjectFromFactoryBean(factory, beanName, shouldPostProcess);
}
}
//调用Bean工厂的getObject方法生产指定Bean的实例对象
private Object doGetObjectFromFactoryBean(
final FactoryBean factory, final String beanName, final boolean shouldPostProcess)
throws BeanCreationException {
Object object;
try {
if (System.getSecurityManager() != null) {
AccessControlContext acc = getAccessControlContext();
try {
//实现PrivilegedExceptionAction接口的匿名内置类
//根据JVM检查权限，然后决定BeanFactory创建实例对象
object = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction