Spring Boot原理分析（二）：IoC
文章目录
- 〇、IoC思想和IoC容器
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- IoC体现了什么思想
- 什么是IoC容器
- 一、Spring IoC容器的继承层次
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- 1.BeanFactory
- 2.ListableBeanFactory
- 3.HierarchicalBeanFactory
- 4.ApplicationContext
- 5.常用的ApplicationContext的实现类
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- ClassPathXmlApplicationContext（基于XML配置）
- AnnotationConfigApplicationContext（基于注解）
〇、IoC思想和IoC容器
IoC体现了什么思想
IoC（Inversion of Control）是一种软件设计原则，它体现了控制反转的思想。传统的程序设计中，对象之间的依赖关系由开发者在代码中直接管理，即对象自己创建和管理它所依赖的对象。而在IoC的思想下，控制权被反转，对象的创建和管理由容器来负责，对象只需要声明它所依赖的其他对象，容器会自动注入这些依赖。
IoC的核心思想是将对象之间的依赖关系交给容器来管理，通过配置文件或注解等方式告诉容器哪些对象需要被创建和注入，容器会根据配置信息自动创建对象，并将依赖注入到相应的位置。这样可以降低对象之间的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。
什么是IoC容器
IoC（Inversion of Control）容器是一个软件组件，用于管理和组织应用程序中的对象和依赖关系。它实现了控制反转（Inversion of Control）的概念，即将对象的创建和依赖关系的管理交给容器来完成，而不是由开发人员手动管理。
通过使用IoC容器，开发者可以将关注点从对象的创建和依赖管理中解脱出来，更专注于业务逻辑的实现。同时，IoC容器也提供了更灵活的配置方式，可以根据不同的环境和需求进行配置，使系统更易于扩展和维护。
IoC容器的主要功能包括：
- 对象的实例化和生命周期管理： IoC容器负责创建对象的实例，并管理对象的生命周期，包括对象的初始化、依赖注入和销毁等操作。
- 依赖关系的管理： IoC容器负责管理对象之间的依赖关系，通过依赖注入的方式将依赖的对象注入到目标对象中。
- 配置的集中管理： IoC容器通过配置文件或注解等方式，集中管理应用程序中的各种配置信息，包括对象的创建方式、依赖关系的配置等。
- AOP（Aspect-Oriented Programming）的支持： IoC容器通常也提供了对AOP的支持，可以通过配置方式实现横切关注点的管理。
在Spring框架中，IoC容器被称为ApplicationContext，它是Spring框架的核心部分。通过配置文件或注解等方式，开发人员可以将对象的创建和依赖关系的管理交给Spring容器来完成，从而实现松耦合、可维护和可测试的应用程序。
一、Spring IoC容器的继承层次
Spring Ioc容器的继承层次如下：
1.BeanFactory
BeanFactory是Spring Framework提供的一个接口，它是Spring容器的基础接口。BeanFactory接口定义了Spring容器中Bean对象的基本操作，例如获取Bean对象、销毁Bean对象等。BeanFactory接口的实现类包括：DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等。
BeanFactory接口定义了以下方法：
- getBean(String name)：根据Bean的名称获取Bean对象。
- getBean(String name, Class
requiredType)：根据Bean的名称和类型获取Bean对象。 - getBean(Class
requiredType)：根据类型获取Bean对象。 - containsBean(String name)：判断容器中是否包含指定名称的Bean对象。
- isSingleton(String name)：判断指定名称的Bean对象是否为单例。
- isPrototype(String name)：判断指定名称的Bean对象是否为原型。
- destroyBean(Object bean)：销毁指定的Bean对象。
- destroy()：销毁容器中的所有Bean对象。
BeanFactory接口的实现类可以通过ApplicationContext接口来获取，例如：
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
BeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
在这个例子中，通过ClassPathXmlApplicationContext类创建了一个Spring容器，并通过getBeanFactory()方法获取了该容器的BeanFactory实现类。
BeanFactory接口是Spring Framework中最基本的容器接口，它提供了获取Bean对象、销毁Bean对象等最基本的操作。开发人员可以使用BeanFactory接口来手动创建和管理Bean对象。但是，BeanFactory接口相对较为底层，使用起来比较繁琐，需要手动进行Bean对象的管理和依赖注入等操作。
通常情况下，开发人员更倾向于使用BeanFactory接口的子接口，例如ApplicationContext接口或ListableBeanFactory接口。这些接口提供了更加便捷的Bean管理和依赖注入功能，可以大大提高开发效率。
2.ListableBeanFactory
ListableBeanFactory是Spring Framework提供的一个接口，它继承了BeanFactory接口，并添加了一些额外的方法，用于获取容器中的Bean对象。ListableBeanFactory接口定义了以下方法：
- getBeanDefinitionCount()：获取容器中Bean定义的数量。
- getBeanDefinitionNames()：获取容器中所有Bean定义的名称。
- getBeanNamesForType()：获取指定类型的所有Bean定义的名称。
- getBeansOfType()：获取指定类型的所有Bean对象。
- getBeanNamesForAnnotation()：获取被指定注解标注的所有Bean定义的名称。
- getBeansWithAnnotation()：获取被指定注解标注的所有Bean对象。
ListableBeanFactory接口的实现类可以通过ApplicationContext接口来获取，例如：
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
ListableBeanFactory beanFactory = context.getBeanFactory();
在这个例子中，通过ClassPathXmlApplicationContext类创建了一个Spring容器，并通过getBeanFactory()方法获取了该容器的ListableBeanFactory实现类。
ListableBeanFactory接口提供了一些方便的方法，可以用于检查和获取容器中的Bean对象。例如，getBeanDefinitionNames()方法可以获取容器中所有Bean定义的名称；getBeansOfType()方法可以获取指定类型的所有Bean对象。这些方法可以帮助开发人员对容器中的Bean对象进行统计、查询和管理。
需要注意的是，ListableBeanFactory接口并不是BeanFactory接口的替代品，它只是对BeanFactory接口进行了扩展。 在实际开发中，开发人员可以根据需要选择使用BeanFactory接口或ListableBeanFactory接口。如果需要获取容器中的所有Bean对象，或者需要根据类型或注解查询Bean对象，就应该使用ListableBeanFactory接口。
3.HierarchicalBeanFactory
HierarchicalBeanFactory是Spring Framework提供的一个接口，它继承了BeanFactory接口，并添加了一些额外的方法，用于处理父子容器之间的Bean对象关系。HierarchicalBeanFactory接口的实现类包括：DefaultListableBeanFactory、XmlBeanFactory、ApplicationContext等。
HierarchicalBeanFactory接口定义了以下方法：
- getParentBeanFactory()：获取当前容器的父容器。
- containsLocalBean(String name)：判断当前容器是否包含指定名称的Bean对象。
- getBean(String name, Class
requiredType, Object[] args)：根据名称、类型和构造参数获取Bean对象。 - getParent()：获取当前容器的父容器。
- containsBean(String name)：判断当前容器及其父容器中是否包含指定名称的Bean对象。
HierarchicalBeanFactory接口的实现类可以通过ApplicationContext接口来获取，例如：
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
HierarchicalBeanFactory beanFactory = (HierarchicalBeanFactory) context.getBeanFactory();
在这个例子中，通过ClassPathXmlApplicationContext类创建了一个Spring容器，并通过getBeanFactory()方法获取了该容器的BeanFactory实现类，然后将其转换为HierarchicalBeanFactory接口类型。
HierarchicalBeanFactory接口是BeanFactory接口的扩展，它可以处理父子容器之间的Bean对象关系。在Spring Framework中，可以使用父子容器来实现Bean对象的层次结构，从而更好地管理Bean对象和依赖关系。HierarchicalBeanFactory接口提供了一些方法，可以用于获取父容器、判断容器中是否包含指定名称的Bean对象等操作，方便开发人员进行容器的管理和维护。
需要注意的是，HierarchicalBeanFactory接口并不是所有Spring容器都支持的接口。只有一些特定的容器，例如XmlBeanFactory和ApplicationContext等，才支持HierarchicalBeanFactory接口。如果需要使用HierarchicalBeanFactory接口的功能，需要使用支持该接口的容器。
4.ApplicationContext
ApplicationContext是Spring Framework提供的一个接口，它继承了BeanFactory接口，并添加了一些额外的功能，例如消息国际化、事件发布、资源加载等。 ApplicationContext接口的 实现类包括：ClassPathXmlApplicationContext、FileSystemXmlApplicationContext、AnnotationConfigApplicationContext等。
ApplicationContext接口定义了以下方法：
- getBean(String name)：根据名称获取Bean对象。
- getBean(String name, Class requiredType)：根据名称和类型获取Bean对象。
- getBean(Class requiredType)：根据类型获取Bean对象。
- containsBean(String name)：判断容器中是否包含指定名称的Bean对象。
- getApplicationName()：获取应用程序名称。
- getMessage(String code, Object[] args, String defaultMessage, Locale locale)：获取国际化消息。
- publishEvent(ApplicationEvent event)：发布应用程序事件。
- getResource(String location)：获取资源。
ApplicationContext接口的实现类可以通过不同的方式来创建，例如通过XML配置文件、Java配置类或注解等方式。例如：
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
在这个例子中，通过ClassPathXmlApplicationContext类创建了一个Spring容器，它会读取classpath下的applicationContext.xml文件，并根据该文件中的配置创建Bean对象。
ApplicationContext接口是Spring Framework中最常用的容器接口之一，它提供了更加便捷的Bean管理和依赖注入功能，可以大大提高开发效率。ApplicationContext接口除了继承了BeanFactory接口的基本功能外，还添加了一些额外的功能，例如国际化消息、事件发布、资源加载等。开发人员可以使用ApplicationContext接口来管理和维护Bean对象，同时也可以使用它的其他功能来实现更加丰富的应用程序功能。
需要注意的是，ApplicationContext接口是BeanFactory接口的扩展，因此它也继承了BeanFactory接口的所有功能。同时，ApplicationContext接口还提供了一些额外的功能，因此它通常会被开发人员优先选择使用。
5.常用的ApplicationContext的实现类
ClassPathXmlApplicationContext（基于XML配置）
ClassPathXmlApplicationContext是Spring Framework提供的一个实现ApplicationContext接口的类，它用于从classpath中加载XML配置文件，并创建Spring容器。 ClassPathXmlApplicationContext类继承了XmlApplicationContext类，因此它也支持从文件系统、URL、字节数组等方式加载XML配置文件。
ClassPathXmlApplicationContext类的构造函数有多种重载方式，最常见的是只传入一个String类型的参数，该参数表示classpath下的XML配置文件路径。例如：
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
在这个例子中，ClassPathXmlApplicationContext类会在classpath下查找名为applicationContext.xml的XML配置文件，并根据该文件中的配置创建Spring容器。
ClassPathXmlApplicationContext类在创建Spring容器时会自动读取指定的XML配置文件，并根据文件中的配置创建Bean对象。开发人员可以在XML配置文件中定义Bean对象及其依赖关系，并使用Spring容器来管理和维护这些Bean对象。同时，ClassPathXmlApplicationContext类还提供了一些配置选项，例如是否自动刷新容器、是否启用AOP等，可以根据需要进行设置。
需要注意的是，ClassPathXmlApplicationContext类只是Spring Framework中创建容器的一种方式，开发人员可以根据需要选择不同的实现方式，例如使用AnnotationConfigApplicationContext类创建基于注解的配置容器，或使用WebApplicationContext类创建Web应用程序容器等。
AnnotationConfigApplicationContext（基于注解）
AnnotationConfigApplicationContext是Spring Framework提供的一个实现ApplicationContext接口的类，它用于基于注解的配置方式创建Spring容器。 AnnotationConfigApplicationContext类可以通过Java类来定义Bean对象及其依赖关系，而无需使用XML配置文件。
AnnotationConfigApplicationContext类的构造函数有多种重载方式，最常见的是只传入一个Class类型的参数，该参数表示使用注解配置的Java类。例如：
ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
在这个例子中，AnnotationConfigApplicationContext类会读取名为AppConfig的Java类，并根据该类中的注解配置创建Spring容器。
AnnotationConfigApplicationContext类支持以下几种注解：
- @Configuration：用于标注配置类，指示该类包含Bean对象的定义。
- @Bean：用于标注方法，指示该方法返回一个Bean对象。
- @Import：用于导入其他配置类。
AnnotationConfigApplicationContext类可以通过Java类来定义Bean对象及其依赖关系，而无需使用XML配置文件。开发人员可以在Java类中使用注解来定义Bean对象及其依赖关系，并使用AnnotationConfigApplicationContext类来创建Spring容器。AnnotationConfigApplicationContext类还提供了一些配置选项，例如是否自动刷新容器、是否启用AOP等，可以根据需要进行设置。
需要注意的是，AnnotationConfigApplicationContext类只是Spring Framework中创建容器的一种方式，开发人员可以根据需要选择不同的实现方式，例如使用ClassPathXmlApplicationContext类创建基于XML配置的容器，或使用WebApplicationContext类创建Web应用程序容器等。