Spring学习笔记整理——IoC
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1. IoC基础
1.1 IoC是什么
Ioc—Inversion of Control，即“控制反转”，不是什么技术，而是一种设计思想。在Java开发中，Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。
如何理解好Ioc呢？理解好Ioc的关键是要明确“谁控制谁，控制什么，为何是反转（有反转就应该有正转了），哪些方面反转了”，那我们来深入分析一下：
- 谁控制谁，控制什么：传统Java SE程序设计，我们直接在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由Ioc容器来控制对象的创建；谁控制谁？当然是IoC容器控制了对象；控制什么？那就是主要控制了外部资源获取（不只是对象包括比如文件等）。
- 为何是反转，哪些方面反转了：有反转就有正转，传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。
1.2 IoC能做什么
传统应用程序都是由我们在类内部主动创建依赖对象，从而导致类与类之间高耦合，难于测试；有了IoC容器后，把创建和查找依赖对象的控制权交给了容器，由容器进行注入组合对象，所以对象与对象之间是松散耦合，这样也方便测试，利于功能复用，更重要的是使得程序的整个体系结构变得非常灵活。
1.3 IoC和DI
DI—Dependency Injection，即“依赖注入”：是组件之间依赖关系由容器在运行期决定，形象的说，即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能，而是为了提升组件重用的频率，并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制，我们只需要通过简单的配置，而无需任何代码就可指定目标需要的资源，完成自身的业务逻辑，而不需要关心具体的资源来自何处，由谁实现。
理解DI的关键是：“谁依赖谁，为什么需要依赖，谁注入谁，注入了什么”，那我们来深入分析一下：
- 谁依赖于谁：当然是某个容器管理对象依赖于IoC容器；“被注入对象的对象”依赖于“依赖对象”；
- 为什么需要依赖：容器管理对象需要IoC容器来提供对象需要的外部资源；
- 谁注入谁：很明显是IoC容器注入某个对象，也就是注入“依赖对象”；
- 注入了什么：就是注入某个对象所需要的外部资源（包括对象、资源、常量数据）。
IoC和DI由什么关系呢？其实它们是同一个概念的不同角度描述。控制反转概念比较含糊，“依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”
2.IoC 容器的基本原理
2.1 IoC容器的概念
IoC容器就是具有依赖注入功能的容器， IoC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，应用程序由IoC容器进行组装。在Spring中BeanFactory是IoC容器的实际代表者。
Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的对象呢？这就需要配置文件，Spring IoC容器通过读取配置文件中的配置元数据，通过元数据对应用中的各个对象进行实例化及装配。一般使用基于xml配置文件进行配置元数据，而且Spring与配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式进行配置元数据，比如注解、基于java文件的、基于属性文件的配置都可以。
2.2 Bean的概念
由IoC容器管理的那些组成你应用程序的对象我们就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。那IoC怎样确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean呢？这就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefinition代表，后边会详细介绍，配置元数据指定如何实例化Bean、如何组装Bean等。
2.3 练习HelloWorld
package cn.helloworld;
public interface HelloApi {
public void sayHello();
}
package cn.helloworld;
public class HelloImpl implements HelloApi {
@Override
public void sayHello() {
System.err.println("Hello World!");
}
}
<beans
xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
<bean id="hello" class="cn.helloworld.HelloImpl">bean>
beans>package cn.helloworld;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class HelloTest {
@Test
public void testHelloWord() {
//1.读取配置文件实例化一个IoC容器
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
//2.从容器中获取bean，注意此处完全“面向接口编程，而不是面向实现"
HelloApi helloApi = context.getBean("hello",HelloApi.class);
//3.执行逻辑
helloApi.sayHello();
}
}
2.4 详解IoC容器
在Spring Ioc容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory接口，BeanFactory接口提供了IoC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext接口扩展了BeanFactory，还提供了与Spring AOP集成、国际化处理、事件传播及提供不同层次的context实现 (如针对web应用的WebApplicationContext)。简单说， BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 则增加了更多支持企业级功能支持。ApplicationContext完全继承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的语义也适用于ApplicationContext。
容器实现一览：
- XmlBeanFactory：BeanFactory实现，提供基本的IoC容器功能，可以从classpath或文件系统等获取资源；
File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);- ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从classpath获取配置文件；
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");- FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从文件系统获取配置文件。
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");
@Test
public void testXmlBeanFactoryBaseOnFileSystem() {
//1.准备配置文件，从文件系统获取配置文件，默认是相对路径，可以指定绝对路径
File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
//2.初始化容器
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
//2、从容器中获取Bean
HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
//3、执行业务逻辑
helloApi.sayHello();
} @Test
public void testFileSystemApplicationContext() {
//1.准备配置文件，从文件系统获取配置文件，默认是相对路径，可以指定绝对路径
//2.初始化容器
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");
//2、从容器中获取Bean
HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
//3、执行业务逻辑
helloApi.sayHello();
}
@Test
public void testXmlBeanFactoryBaseOnClassPath() {
//1.准备配置文件，从当前类加载路径中获取配置文件
Resource resource = new ClassPathResource("chapter2/classpath.xml");
//2.初始化容器
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
//2、从容器中获取Bean
HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
//3、执行业务逻辑
helloApi.sayHello();
}@Test
public void testClassPathXmlApplicationContext() {
//1.准备配置文件，从当前类加载路径中获取配置文件
//2.初始化容器
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/classpath.xml");
//2、从容器中获取Bean
HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
//3、执行业务逻辑
helloApi.sayHello();
}让我们来看下IoC容器到底是如何工作。在此我们以xml配置方式来分析一下：
- 准备配置文件：就像前边Hello World配置文件一样，在配置文件中声明Bean定义也就是为Bean配置元数据。
- 由IoC容器进行解析元数据： IoC容器的Bean Reader读取并解析配置文件，根据定义生成BeanDefinition配置元数据对象，IoC容器根据BeanDefinition进行实例化、配置及组装Bean。
- 实例化IoC容器：由客户端实例化容器，获取需要的Bean。
3.IoC的配置使用
3.1 XML配置的结构
一般配置文件结构如下：
<beans>
<import resource="resource1.xml"/>
<bean id="bean1" class="">bean>
<bean id="bean2" class="">bean>
<bean name="bean2" class="">bean>
<alias alias="bean3" name="bean2"/>
<import resource="resource2.xml"/>
beans>3.2 Bean的命名
- 不指定id，只配置必须的全限定类名，由IoC容器为其生成一个标识，客户端必须通过接口“T getBean(Class< T > requiredType)”获取Bean；
class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> @Test
public void test1() {
BeanFactory beanFactory =
new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean1.xml");
//根据类型获取bean
HelloApi helloApi = beanFactory.getBean(HelloApi.class);
helloApi.sayHello();
}- 指定id，必须在Ioc容器中唯一；
id="bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> @Test
public void test2() {
BeanFactory beanFactory =
new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean2.xml");
//根据id获取bean
HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class);
bean.sayHello();
}- 指定name，这样name就是“标识符”，必须在Ioc容器中唯一；
name=" bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> @Test
public void test3() {
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean3.xml");
//根据name获取bean
HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class);
bean.sayHello();
}- 指定id和name，id就是标识符，而name就是别名，必须在Ioc容器中唯一；
<bean id="bean1" name="alias1" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>
<bean id="bean3" name="bean3" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>@Test
public void test4() {
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean4.xml");
//根据id获取bean
HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class);
bean1.sayHello();
//根据别名获取bean
HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("alias1", HelloApi.class);
bean2.sayHello();
//根据id获取bean
HelloApi bean3 = beanFactory.getBean("bean3", HelloApi.class);
bean3.sayHello();
String[] bean3Alias = beanFactory.getAliases("bean3");
//因此别名不能和id一样，如果一样则由IoC容器负责消除冲突
Assert.assertEquals(0,bean3Alias.length);
}- 指定多个name，多个name用“，”、“；”、“ “分割，第一个被用作标识符，其他的（alias1、alias2、alias3）是别名，所有标识符也必须在Ioc容器中唯一；
<bean name="bean1;alias11,alias12;alias13 alias14" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>
<bean id="bean2" name="alias21;alias22" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> @Test
public void test5() {
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean5.xml");
//1根据id获取bean
HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class);
bean1.sayHello();
//2根据别名获取bean
HelloApi alias11 = beanFactory.getBean("alias11", HelloApi.class);
alias11.sayHello();
//3验证确实是四个别名
String[] bean1Alias = beanFactory.getAliases("bean1");
System.out.println("=======namingbean5.xml bean1 别名========");
for(String alias : bean1Alias) {
System.out.println(alias);
}
Assert.assertEquals(4, bean1Alias.length);
//根据id获取bean
HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("bean2", HelloApi.class);
bean2.sayHello();
//2根据别名获取bean
HelloApi alias21 = beanFactory.getBean("alias21", HelloApi.class);
alias21.sayHello();
//验证确实是两个别名
String[] bean2Alias = beanFactory.getAliases("bean2");
System.out.println("=======namingbean5.xml bean2 别名========");
for(String alias : bean2Alias) {
System.out.println(alias);
}
Assert.assertEquals(2, bean2Alias.length);
}- 使用标签指定别名，别名也必须在IoC容器中唯一
name="bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>
<alias alias="alias1" name="bean"/>
<alias alias="alias2" name="bean"/> @Test
public void test6() {
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean6.xml");
//根据id获取bean
HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class);
bean.sayHello();
//根据别名获取bean
HelloApi alias1 = beanFactory.getBean("alias1", HelloApi.class);
alias1.sayHello();
HelloApi alias2 = beanFactory.getBean("alias2", HelloApi.class);
alias2.sayHello();
String[] beanAlias = beanFactory.getAliases("bean");
System.out.println("=======namingbean6.xml bean 别名========");
for(String alias : beanAlias) {
System.out.println(alias);
}
System.out.println("=======namingbean6.xml bean 别名========");
Assert.assertEquals(2, beanAlias.length);
}3.3 实例化Bean
Spring IoC容器如何实例化Bean呢？传统应用程序可以通过new和反射方式进行实例化Bean。而Spring IoC容器则需要根据Bean定义里的配置元数据使用反射机制来创建Bean。在Spring IoC容器中根据Bean定义创建Bean主要有以下几种方式：
- 使用构造器实例化Bean：这是最简单的方式，Spring IoC容器即能使用默认空构造器也能使用有参数构造器两种方式创建Bean，如以下方式指定要创建的Bean类型
<bean name="bean1" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"/>
<bean name="bean2" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2">
<constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/>
bean>例子：
package cn.javass.spring.chapter2;
public class HelloImpl2 implements HelloApi {
private String message;
public HelloImpl2() {
this.message = "Hello World!";
}
Public HelloImpl2(String message) {
this.message = message;
}
@Override
public void sayHello() {
System.out.println(message);
}
}
<bean name="bean1" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"/>
<bean name="bean2" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2">
<constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/>
bean>@Test
public void testInstantiatingBeanByConstructor() {
//使用构造器
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/instantiatingBean.xml");
HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class);
bean1.sayHello();
HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("bean2", HelloApi.class);
bean2.sayHello();
}- 使用静态工厂方式实例化Bean，使用这种方式除了指定必须的class属性，还要指定factory-method属性来指定实例化Bean的方法，而且使用静态工厂方法也允许指定方法参数，spring
IoC容器将调用此属性指定的方法来获取Bean。
public class HelloApiStaticFactory {
//工厂方法
public static HelloApi newInstance(String message) {
//返回需要的Bean实例
return new HelloImpl2(message);
}
}
<bean id="bean3" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloApiStaticFactory" factory-method="newInstance">
<constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/>
bean>@Test
public void testInstantiatingBeanByStaticFactory() {
//使用静态工厂方法
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chaper2/instantiatingBean.xml");
HelloApi bean3 = beanFactory.getBean("bean3", HelloApi.class);
bean3.sayHello();
}3.
- 使用实例工厂方法实例化Bean，使用这种方式不能指定class属性，此时必须使用factory-bean属性来指定工厂Bean，factory-method属性指定实例化Bean的方法，而且使用实例工厂方法允许指定方法参数，方式和使用构造器方式一样。
public class HelloApiInstanceFactory {
public HelloApi newInstance(String message) {
return new HelloImpl2(message);
}
}<!—1、定义实例工厂Bean -->
<bean id="beanInstanceFactory" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloApiInstanceFactory"/>
<!—2、使用实例工厂Bean创建Bean -->
<bean id="bean4" factory-bean="beanInstanceFactory" factory-method="newInstance">
<constructor-arg index="0" value="Hello Spring!">constructor-arg>
bean> @Test
public void testInstantiatingBeanByInstanceFactory() {
//使用实例工厂方法
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/instantiatingBean.xml");
HelloApi bean4 = beanFactory.getBean("bean4", HelloApi.class);
bean4.sayHello();
}