SpringBoot原理揭秘--BeanFactory和ApplicationContext

本章我们来讲一讲BeanFactory和ApplicationContext以及其子类的作用。

BeanFactory

beanFactory是ioc容器的顶层抽象，它仅定义最基础的bean对象的管理。

beanFactory是spring FrameWork中用于访问bean容器的最基本的根接口。而后续的一些继承类则是扩展了某些额外的特性。

beanFactory主要有以下几个基础特性：

/*** This interface is implemented by objects that hold a number of bean definitions,* each uniquely identified by a String name. Depending on the bean definition,* the factory will return either an independent instance of a contained object* (the Prototype design pattern), or a single shared instance (a superior* alternative to the Singleton design pattern, in which the instance is a* singleton in the scope of the factory). Which type of instance will be returned* depends on the bean factory configuration: the API is the same. Since Spring* 2.0, further scopes are available depending on the concrete application* context (for example, "request" and "session" scopes in a web environment).**/
public interface BeanFactory 

1. 基础容器（用来存储生成的bean）

上述注释则是取自springBoot官方源码的注释，上面说到beanFactory负责管理多个beanDefinition，而这些beanDefinition则是通过beanName来确定唯一标识的。同时也讲述了scope作用域，有单例和原型两种作用域，至于返回bean属于哪种则完全是由配置来决定的

2. 定义了作用域的概念（用于控制 Bean 实例的生命周期和创建方式）

3. 集成坏境配置（可以读取系统环境变量、JVM 参数、配置文件（如application.properties）等外部配置）

4. 支持多种类型的配置源（可以从不同的配置源中读取bean信息然后将其加入到容器中）

5. 层次性的设计（即一个容器可以有父容器和子容器，形成继承关系）

• 子容器可以访问父容器中的 Bean，但父容器不能访问子容器的 Bean。
• 这种设计在多层架构中非常实用，例如：
  • Web 层的DispatcherServlet对应一个子容器，管理 Controller；
  • 根容器管理 Service、Repository 等，子容器可引用根容器的 Bean，但反之不行，避免了层间的耦合。

6. 完整的生命周期控制机制

BeanFactory对 Bean 的生命周期进行全流程管理，从创建到销毁的每个阶段都可干预：

• 实例化：调用构造方法创建 Bean 对象。
• 属性注入：为 Bean 的属性赋值（如通过setter方法或构造器注入依赖）。
• 初始化：执行初始化方法，如@PostConstruct注解的方法、实现InitializingBean接口的afterPropertiesSet()。
• 使用：Bean 处于可用状态，供其他组件调用。
• 销毁：容器关闭时执行销毁方法，如@PreDestroy注解的方法、实现DisposableBean接口的destroy()。
• 此外，还可通过 BeanPostProcessor 等扩展点，在初始化前后添加自定义逻辑（如 AOP 代理的生成）。

那么我们来比较一下层次性的设计和双亲委派机制。

对比维度	父子 BeanFactory 机制	双亲委派机制
查找方向	自底向上（子→父）	自顶向下（父→子）
核心目标	实现 Bean 的分层管理和隔离	保证类加载的安全性和一致性
冲突处理	子容器 Bean 覆盖父容器同名 Bean	父类加载器加载的类优先
应用范围	Spring IoC 容器内部	Java 虚拟机类加载过程

简单来说：父子 BeanFactory 是 "子优先，父补充"，为了灵活管理 Bean；双亲委派是 "父优先，子兜底"，为了安全加载类。两者虽有层级关系，但设计思想和目的完全不同。

HierarchicalBeanFactory 

HierarchicalBeanFactory 是 Spring 框架中一个重要的接口，它继承自 BeanFactory，专门用于支持具有层级关系的容器结构，是实现父子 BeanFactory 与父 BeanFactory 层级联动的核心接口。

Sub-interface implemented by bean factories that can be part of a hierarchy.
The corresponding setParentBeanFactory method for bean factories that allow setting the parent in a configurable fashion can be found in the ConfigurableBeanFactory interface.
自:
07.07.2003
请参阅:
org. springframework. beans. factory. config. ConfigurableBeanFactory. setParentBeanFactory
作者:
Rod Johnson, Juergen Hoeller

上述springBoot源码描述也清晰的说明了允许一个 bean 工厂拥有父级 bean 工厂，也就是为层级结构提供有力的支持

	/*** Return the parent bean factory, or {@code null} if there is none.*/@NullableBeanFactory getParentBeanFactory();/*** Return whether the local bean factory contains a bean of the given name,* ignoring beans defined in ancestor contexts.* <p>This is an alternative to {@code containsBean}, ignoring a bean* of the given name from an ancestor bean factory.* @param name the name of the bean to query* @return whether a bean with the given name is defined in the local factory* @see BeanFactory#containsBean*/boolean containsLocalBean(String name);

同时扩展了两个方法，分别是获取父bean工厂的工厂对象以及根据bean名称判断当前bean是否存在。在第二个查询bean的时候，只会查询当前bean工厂内的bean而不会去查看是否存在父工厂的bean。同时一个bean在子工厂中存在，那么在父工厂中也可能存在。之前所说的单例仅仅是在当前工厂中是单例存在的，但再其他工厂中则不能保证不会含有这个bean

ListableBeanFactory 

ListableBeanFactory 是 Spring 框架中 BeanFactory 接口的重要扩展，核心作用是提供批量操作和查询 Bean 的能力，解决了基础 BeanFactory 只能单例获取 Bean 的限制。

/*** Extension of the {@link BeanFactory} interface to be implemented by bean factories* that can enumerate all their bean instances, rather than attempting bean lookup* by name one by one as requested by clients. BeanFactory implementations that* preload all their bean definitions (such as XML-based factories) may implement* this interface.** <p>If this is a {@link HierarchicalBeanFactory}, the return values will <i>not</i>* take any BeanFactory hierarchy into account, but will relate only to the beans* defined in the current factory. Use the {@link BeanFactoryUtils} helper class* to consider beans in ancestor factories too.** <p>The methods in this interface will just respect bean definitions of this factory.* They will ignore any singleton beans that have been registered by other means like* {@link org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableBeanFactory}'s* {@code registerSingleton} method, with the exception of* {@code getBeanNamesForType} and {@code getBeansOfType} which will check* such manually registered singletons too. Of course, BeanFactory's {@code getBean}* does allow transparent access to such special beans as well. However, in typical* scenarios, all beans will be defined by external bean definitions anyway, so most* applications don't need to worry about this differentiation.** <p><b>NOTE:</b> With the exception of {@code getBeanDefinitionCount}* and {@code containsBeanDefinition}, the methods in this interface* are not designed for frequent invocation. Implementations may be slow.*/
public interface ListableBeanFactory extends BeanFactory {

上述源码注释则是说明了基础的beanFactory只能一个一个获取bean对象而不能一次性获取多个，因此ListableBeanFactory则解决了这一问题，同时对于一些底层bean则是不对外提供获取方式，因为这些bean只是在beanFactory内部使用的

能力	BeanFactory	ListableBeanFactory
按名称获取单个 Bean	✅ getBean("name")	✅ 支持
获取所有 Bean 名称	❌	✅ getBeanDefinitionNames()
按类型获取多个 Bean	❌	✅ getBeansOfType()
按注解获取 Bean	❌	✅ getBeansWithAnnotation()
获取 Bean 定义数量	❌	✅ getBeanDefinitionCount()

AutowireCapableBeanFactory

AutowireCapableBeanFactory 是 Spring 框架中 BeanFactory 的高级扩展接口，核心作用是提供程序化控制 Bean 创建、依赖注入和初始化的能力。它使开发者能够在 Spring 容器之外手动管理 Bean 的生命周期，特别适用于框架集成和高级定制场景。

功能	方法示例	应用场景
手动创建 Bean 实例	T createBean(Class<T> beanClass)	动态创建未注册的 Bean
手动依赖注入	void autowireBean(Object existingBean)	对现有对象进行依赖注入
执行完整生命周期	Object initializeBean(Object existingBean, String beanName)	触发初始化回调（@PostConstruct, InitializingBean）
应用后置处理器	Object applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(Object bean, String name)	手动触发 BeanPostProcessor 逻辑
解析依赖关系	Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, String beanName)	解决特定依赖（如带 @Autowired 的字段）

AutowireCapableBeanFactory 是 Spring 容器的底层操作接口，它提供以下核心价值：

1. 程序化控制：手动控制 Bean 的生命周期（创建 → 注入 → 初始化）

2. 容器外集成：为不受 Spring 管理的对象提供依赖注入能力

3. 框架扩展点：支持与其他框架深度集成

4. 高级定制：动态创建和配置特殊场景需要的 Bean

推荐使用场景	不推荐场景
框架集成（JPA, JMS 等）	常规业务逻辑开发
动态对象创建（如反射场景）	替代 @Autowired 的标准注入
遗留代码改造	需要容器完整管理的 Bean
单元测试中模拟 Spring 容器行为	需要作用域管理的 Bean（如 request）

AbstractAutowireCapableBeanFactory

AbstractAutowireCapableBeanFactory是 Spring 框架中实现 Bean 创建、依赖注入和初始化的核心抽象基类，它在 Spring IoC 容器体系中扮演着至关重要的角色。

上图则是有关AbstractAutowireCapableBeanFactory的层次结构，而AbstractAutowireCapableBeanFactory则是负责bean的生命周期的管理，bean的创建，依赖注入，销毁。这些阶段都在本类中的方法中执行。

AbstractAutowireCapableBeanFactory 是 Spring IoC 容器的引擎核心，其核心价值在于：

1. 生命周期管理：标准化 Bean 的创建 → 注入 → 初始化 → 销毁流程

2. 扩展性设计：通过模板方法模式和 BeanPostProcessor 支持深度定制

3. 依赖解析：实现各种自动装配策略（byName/byType/constructor）

4. 基础支撑：为高级容器（如 ApplicationContext）提供底层 Bean 管理能力

DefaultListableBeanFactory

DefaultListableBeanFactory则是目前默认使用的beanFactory

• 基础实现：作为BeanFactory接口的默认实现，它是Spring IoC容器的核心基础组件。

• 功能整合：继承了AbstractAutowireCapableBeanFactory并实现了ConfigurableListableBeanFactory、BeanDefinitionRegistry等关键接口，整合了以下能力：

  • Bean定义注册（BeanDefinitionRegistry）

  • 依赖解析（ListableBeanFactory）

  • 生命周期管理（AutowireCapableBeanFactory）

  • 单例管理（SingletonBeanRegistry）。

• 广泛应用：无论是传统的XML配置（如XmlBeanFactory）还是现代注解驱动的ApplicationContext（如AnnotationConfigApplicationContext），其底层均委托DefaultListableBeanFactory处理Bean的注册与加载

尽管开发者通常直接使用ApplicationContext（如Spring Boot中的AnnotationConfigApplicationContext），但其内部仍依赖DefaultListableBeanFactory实现核心功能：

• ApplicationContext的底层委托：高级容器通过组合模式将Bean管理逻辑委托给DefaultListableBeanFactory36。

• 功能扩展对比：

  功能	ApplicationContext	DefaultListableBeanFactory
  Bean延迟加载	默认立即初始化单例	支持延迟加载
  国际化支持	✅	❌
  事件发布	✅	❌
  AOP集成	内置支持	需手动注册后处理器