突破瓶颈，提升开发效率：Spring框架进阶与最佳实践-IOC

1.1 bean基础配置

对于bean的配置中，主要的是bean基础配置,bean的别名配置,bean的作用范围配置(重点),这三部分内容：

1.1.1 bean基础配置(id与class)

其中，bean标签的功能、使用方式以及id和class属性的作用，我们通过一张图来描述下

这其中需要大家重点掌握的是:bean标签的id和class属性的使用。

思考：

• class属性能不能写接口如BookDao的类全名呢?

答案肯定是不行，因为接口是没办法创建对象的。

• 前面提过为bean设置id时，id必须唯一，但是如果由于命名习惯而产生了分歧后，该如何解决?

1.1.2 bean的name属性

学习下bean的别名配置，首先来看下别名的配置说明:

步骤1：配置别名

打开spring的配置文件applicationContext.xml

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    
    <bean id="bookService" name="service service4 bookEbi" class="com.itheima.service.impl.BookServiceImpl">
        <property name="bookDao" ref="bookDao"/>
    bean>

    
    <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl"/>
beans>

说明:Ebi全称Enterprise Business Interface，翻译为企业业务接口

步骤2:根据名称容器中获取bean对象

public class AppForName {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //此处根据bean标签的id属性和name属性的任意一个值来获取bean对象
        BookService bookService = (BookService) ctx.getBean("service4");
        bookService.save();
    }
}

步骤3:运行程序

测试结果为：

注意事项:

• bean依赖注入的ref属性指定bean，必须在容器中存在
  

• 如果不存在,则会报错，如下:

这个错误大家需要特别关注下:

获取bean无论是通过id还是name获取，如果无法获取到，将抛出异常NoSuchBeanDefinitionException

1.1.3 bean作用范围scope配置

关于bean的作用范围是bean属性配置的一个重点内容。

看到这个作用范围，我们就得思考bean的作用范围是来控制bean哪块内容的?

我们先来看下bean作用范围的配置属性:

1.1.3.1 验证IOC容器中对象是否为单例

验证思路

​ 同一个bean获取两次，将对象打印到控制台，看打印出的地址值是否一致。

具体实现

• 创建一个AppForScope的类，在其main方法中来验证

  public class AppForScope {
      public static void main(String[] args) {
          ApplicationContext ctx = new 
              ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
  
          BookDao bookDao1 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
          BookDao bookDao2 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
          System.out.println(bookDao1);
          System.out.println(bookDao2);
      }
  }
  

• 打印，观察控制台的打印结果
  

• 结论:默认情况下，Spring创建的bean对象都是单例的

获取到结论后，问题就来了，那如果我想创建出来非单例的bean对象，该如何实现呢?

1.1.3.2 配置bean为非单例

在Spring配置文件中，配置scope属性来实现bean的非单例创建

• 在Spring的配置文件中，修改的scope属性

  <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" scope=""/>
  

• 将scope设置为singleton

  <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" scope="singleton"/>
  

  运行AppForScope，打印看结果
  

• 将scope设置为prototype

  运行AppForScope，打印看结果
  

• 结论，使用bean的scope属性可以控制bean的创建是否为单例：

  • singleton默认为单例
  • prototype为非单例

1.1.3.3 scope使用后续思考

介绍完scope属性以后，我们来思考几个问题:

• 为什么bean默认为单例?
  • bean为单例的意思是在Spring的IOC容器中只会有该类的一个对象
  • bean对象只有一个就避免了对象的频繁创建与销毁，达到了bean对象的复用，性能高
• bean在容器中是单例的，会不会产生线程安全问题?
  • 如果对象是有状态对象，即该对象有成员变量可以用来存储数据的，
  • 因为所有请求线程共用一个bean对象，所以会存在线程安全问题。
  • 如果对象是无状态对象，即该对象没有成员变量没有进行数据存储的，
  • 因方法中的局部变量在方法调用完成后会被销毁，所以不会存在线程安全问题。
• 哪些bean对象适合交给容器进行管理?
  • 表现层对象
  • 业务层对象
  • 数据层对象
  • 工具对象
• 哪些bean对象不适合交给容器进行管理?
  • 封装实例的域对象，因为会引发线程安全问题，所以不适合。

1.14 bean基础配置小结

关于bean的基础配置中，需要掌握以下属性:

1.2 bean实例化

对象已经能交给Spring的IOC容器来创建了，但是容器是如何来创建对象的呢?

就需要研究下bean的实例化过程，在这块内容中主要解决两部分内容，分别是

• bean是如何创建的？
• 实例化bean的三种方式，构造方法,静态工厂和实例工厂？

在讲解这三种创建方式之前，我们需要先确认一件事:

bean本质上就是对象，对象在new的时候会使用构造方法完成，那创建bean也是使用构造方法完成的。

基于这个知识点出发，我们来验证spring中bean的三种创建方式。

1.2.2 构造方法实例化

我们来研究下Spring中的第一种bean的创建方式构造方法实例化:

步骤1:准备需要被创建的类

准备一个BookDao和BookDaoImpl类

public interface BookDao {
    public void save();
}

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

步骤2:将类配置到Spring容器

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

	<bean id="bookDao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl"/>

beans>

步骤3:编写运行程序

public class AppForInstanceBook {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new 
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        BookDao bookDao = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        bookDao.save();

    }
}

步骤4:类中提供构造函数测试

在BookDaoImpl类中添加一个无参构造函数，并打印一句话，方便观察结果。

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public BookDaoImpl() {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，如果控制台有打印构造函数中的输出，说明Spring容器在创建对象的时候也走的是构造函数

步骤5:将构造函数改成private测试

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    private BookDaoImpl() {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，能执行成功,说明内部走的依然是构造函数,能访问到类中的私有构造方法,显而易见Spring底层用的是反射

步骤6:构造函数中添加一个参数测试

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    private BookDaoImpl(int i) {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，

程序会报错，说明Spring底层使用的是类的无参构造方法。

1.2.3 分析Spring的错误信息

接下来，我们主要研究下Spring的报错信息来学一学如阅读。

• 错误信息从下往上依次查看，因为上面的错误大都是对下面错误的一个包装，最核心错误是在最下面
• Caused by: java.lang.NoSuchMethodException: com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.()
  • Caused by 翻译为引起，即出现错误的原因
  • java.lang.NoSuchMethodException:抛出的异常为没有这样的方法异常
  • com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.():哪个类的哪个方法没有被找到导致的异常，()指定是类的构造方法，即该类的无参构造方法

如果最后一行错误获取不到错误信息，接下来查看第二层:

Caused by: org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found; nested exception is java.lang.NoSuchMethodException: com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.()

• nested:嵌套的意思，后面的异常内容和最底层的异常是一致的
• Caused by: org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found;
  • Caused by: 引发
  • BeanInstantiationException:翻译为bean实例化异常
  • No default constructor found:没有一个默认的构造函数被发现

至此，关于Spring的构造方法实例化就已经了解完了，因为每一个类默认都会提供一个无参构造函数，所以其实真正在使用这种方式的时候，我们什么也不需要做。这也是我们以后比较常用的一种方式。

1.2.4 静态工厂实例化

接下来研究Spring中的第二种bean的创建方式静态工厂实例化:

1.2.4.1 工厂方式创建bean

在讲这种方式之前，我们需要先回顾一个知识点是使用工厂来创建对象的方式:

(1)准备一个OrderDao和OrderDaoImpl类

public interface OrderDao {
    public void save();
}

public class OrderDaoImpl implements OrderDao {
    public void save() {
        System.out.println("order dao save ...");
    }
}

(2)创建一个工厂类OrderDaoFactory并提供一个静态方法

//静态工厂创建对象
public class OrderDaoFactory {
    public static OrderDao getOrderDao(){
        return new OrderDaoImpl();
    }
}

(3)编写AppForInstanceOrder运行类，在类中通过工厂获取对象

public class AppForInstanceOrder {
    public static void main(String[] args) {
        //通过静态工厂创建对象
        OrderDao orderDao = OrderDaoFactory.getOrderDao();
        orderDao.save();
    }
}

(4)运行后，可以查看到结果

如果代码中对象是通过上面的这种方式来创建的，如何将其交给Spring来管理呢?

1.2.4.2 静态工厂实例化

这就要用到Spring中的静态工厂实例化的知识了，具体实现步骤为:

(1)在spring的配置文件application.properties中添加以下内容:

<bean id="orderDao" class="com.itheima.factory.OrderDaoFactory" factory-method="getOrderDao"/>

class:工厂类的类全名

factory-mehod:具体工厂类中创建对象的方法名

对应关系如下图:

(2)在AppForInstanceOrder运行类，使用从IOC容器中获取bean的方法进行运行测试

public class AppForInstanceOrder {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

        OrderDao orderDao = (OrderDao) ctx.getBean("orderDao");

        orderDao.save();

    }
}

(3)运行后，可以查看到结果

看到这，可能有人会问了，你这种方式在工厂类中不也是直接new对象的，和我自己直接new没什么太大的区别，而且静态工厂的方式反而更复杂，这种方式的意义是什么?

主要的原因是:

• 在工厂的静态方法中，我们除了new对象还可以做其他的一些业务操作，这些操作必不可少,如:

public class OrderDaoFactory {
    public static OrderDao getOrderDao(){
        System.out.println("factory setup....");//模拟必要的业务操作
        return new OrderDaoImpl();
    }
}

之前new对象的方式就无法添加其他的业务内容，重新运行，查看结果:

介绍完静态工厂实例化后，这种方式一般是用来兼容早期的一些老系统，所以了解为主。

1.2.5 实例工厂与FactoryBean

接下来继续来研究Spring的第三种bean的创建方式实例工厂实例化:

1.2.3.1 环境准备

(1)准备一个UserDao和UserDaoImpl类

public interface UserDao {
    public void save();
}

public class UserDaoImpl implements UserDao {

    public void save() {
        System.out.println("user dao save ...");
    }
}

(2)创建一个工厂类OrderDaoFactory并提供一个普通方法，注意此处和静态工厂的工厂类不一样的地方是方法不是静态方法

public class UserDaoFactory {
    public UserDao getUserDao(){
        return new UserDaoImpl();
    }
}

(3)编写AppForInstanceUser运行类，在类中通过工厂获取对象

public class AppForInstanceUser {
    public static void main(String[] args) {
        //创建实例工厂对象
        UserDaoFactory userDaoFactory = new UserDaoFactory();
        //通过实例工厂对象创建对象
        UserDao userDao = userDaoFactory.getUserDao();
        userDao.save();
}

(4)运行后，可以查看到结果

对于上面这种实例工厂的方式如何交给Spring管理呢?

1.2.3.2 实例工厂实例化

具体实现步骤为:

(1)在spring的配置文件中添加以下内容:

<bean id="userFactory" class="com.itheima.factory.UserDaoFactory"/>
<bean id="userDao" factory-method="getUserDao" factory-bean="userFactory"/>

实例化工厂运行的顺序是:

• 创建实例化工厂对象,对应的是第一行配置

• 调用对象中的方法来创建bean，对应的是第二行配置

  • factory-bean:工厂的实例对象

  • factory-method:工厂对象中的具体创建对象的方法名,对应关系如下:

factory-mehod:具体工厂类中创建对象的方法名

(2)在AppForInstanceUser运行类，使用从IOC容器中获取bean的方法进行运行测试

public class AppForInstanceUser {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new 
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao = (UserDao) ctx.getBean("userDao");
        userDao.save();
    }
}

(3)运行后，可以查看到结果

实例工厂实例化的方式就已经介绍完了，配置的过程还是比较复杂，所以Spring为了简化这种配置方式就提供了一种叫FactoryBean的方式来简化开发。

1.2.3.3 FactoryBean的使用

具体的使用步骤为:

(1)创建一个UserDaoFactoryBean的类，实现FactoryBean接口，重写接口的方法

public class UserDaoFactoryBean implements FactoryBean<UserDao> {
    //代替原始实例工厂中创建对象的方法
    public UserDao getObject() throws Exception {
        return new UserDaoImpl();
    }
    //返回所创建类的Class对象
    public Class<?> getObjectType() {
        return UserDao.class;
    }
}

(2)在Spring的配置文件中进行配置

<bean id="userDao" class="com.itheima.factory.UserDaoFactoryBean"/>

(3)AppForInstanceUser运行类不用做任何修改，直接运行

这种方式在Spring去整合其他框架的时候会被用到。

查看源码会发现，FactoryBean接口其实会有三个方法，分别是:

T getObject() throws Exception;

Class<?> getObjectType();

default boolean isSingleton() {
		return true;
}

方法一:getObject()，被重写后，在方法中进行对象的创建并返回

方法二:getObjectType(),被重写后，主要返回的是被创建类的Class对象

方法三:没有被重写，因为它已经给了默认值，从方法名中可以看出其作用是设置对象是否为单例，默认true，从意思上来看，我们猜想默认应该是单例，如何来验证呢?

思路很简单，就是从容器中获取该对象的多个值，打印到控制台，查看是否为同一个对象。

public class AppForInstanceUser {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new 
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao1 = (UserDao) ctx.getBean("userDao");
        UserDao userDao2 = (UserDao) ctx.getBean("userDao");
        System.out.println(userDao1);
        System.out.println(userDao2);
    }
}

打印结果，如下:

通过验证，会发现默认是单例，那如果想改成非单例具体如何实现?

只需要将isSingleton()方法进行重写，修改返回为false，即可

//FactoryBean创建对象
public class UserDaoFactoryBean implements FactoryBean<UserDao> {
    //代替原始实例工厂中创建对象的方法
    public UserDao getObject() throws Exception {
        return new UserDaoImpl();
    }

    public Class<?> getObjectType() {
        return UserDao.class;
    }

    public boolean isSingleton() {
        return false;
    }
}

重新运行AppForInstanceUser，查看结果

从结果中可以看出现在已经是非单例了，但是一般情况下我们都会采用单例，也就是采用默认即可。所以isSingleton()方法一般不需要进行重写。

1.2.6 bean实例化小结

(1)bean是如何创建的呢?

构造方法

(2)Spring的IOC实例化对象的三种方式分别是:

• 构造方法(常用)
• 静态工厂(了解)
• 实例工厂(了解)
  • FactoryBean(实用)

这些方式中，重点掌握构造方法和FactoryBean即可。

需要注意的一点是，构造方法在类中默认会提供，但是如果重写了构造方法，默认的就会消失，在使用的过程中需要注意，如果需要重写构造方法，最好把默认的构造方法也重写下。

1.3 bean的生命周期

关于bean的相关知识还有最后一个是bean的生命周期,对于生命周期，我们主要围绕着bean生命周期控制来讲解:

• 首先理解下什么是生命周期?
  • 从创建到消亡的完整过程,例如人从出生到死亡的整个过程就是一个生命周期。
• bean生命周期是什么?
  • bean对象从创建到销毁的整体过程。
• bean生命周期控制是什么?
  • 在bean创建后到销毁前做一些事情。

现在我们面临的问题是如何在bean的创建之后和销毁之前把我们需要添加的内容添加进去。

1.3.1 环境准备

(1)项目中添加BookDao、BookDaoImpl、BookService和BookServiceImpl类

public interface BookDao {
    public void save();
}

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }
}

public interface BookService {
    public void save();
}

public class BookServiceImpl implements BookService{
    private BookDao bookDao;

    public void setBookDao(BookDao bookDao) {
        this.bookDao = bookDao;
    }

    public void save() {
        System.out.println("book service save ...");
        bookDao.save();
    }
}

(2)resources下提供spring的配置文件

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="bookDao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl"/>
beans>

(3)编写AppForLifeCycle运行类，加载Spring的IOC容器，并从中获取对应的bean对象

public class AppForLifeCycle {
    public static void main( String[] args ) {
        ApplicationContext ctx = new 
        	ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        BookDao bookDao = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        bookDao.save();
    }
}

1.3.2 生命周期设置

接下来，在上面这个环境中来为BookDao添加生命周期的控制方法，具体的控制有两个阶段:

• bean创建之后，想要添加内容，比如用来初始化需要用到资源；
• bean销毁之前，想要添加内容，比如用来释放用到的资源；

步骤1:添加初始化和销毁方法

针对这两个阶段，我们在BooDaoImpl类中分别添加两个方法，方法名任意

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }
    //表示bean初始化对应的操作
    public void init(){
        System.out.println("init...");
    }
    //表示bean销毁前对应的操作
    public void destory(){
        System.out.println("destory...");
    }
}

步骤2:配置生命周期

在配置文件添加配置，如下:

<bean id="bookDao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" init-method="init" destroy-method="destory"/>

步骤3:运行程序

运行AppForLifeCycle打印结果为:

从结果中可以看出，init方法执行了，但是destroy方法却未执行，这是为什么呢?

• Spring的IOC容器是运行在JVM中
• 运行main方法后,JVM启动,Spring加载配置文件生成IOC容器,从容器获取bean对象，然后调方法执行
• main方法执行完后，JVM退出，这个时候IOC容器中的bean还没有来得及销毁就已经结束了
• 所以没有调用对应的destroy方法

知道了出现问题的原因，具体该如何解决呢?

1.3.3 close关闭容器

• ApplicationContext中没有close方法

• 需要将ApplicationContext更换成ClassPathXmlApplicationContext

  ClassPathXmlApplicationContext ctx = new 
      ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
  

• 调用ctx的close()方法

  ctx.close();
  

• 运行程序，就能执行destroy方法的内容
  

1.3.4 注册钩子关闭容器

• 在容器未关闭之前，提前设置好回调函数，让JVM在退出之前回调此函数来关闭容器

• 调用ctx的registerShutdownHook()方法

  ctx.registerShutdownHook();
  

  注意:registerShutdownHook在ApplicationContext中也没有

• 运行后，查询打印结果
  
  两种方式介绍完后，close和registerShutdownHook选哪个?

相同点:这两种都能用来关闭容器

不同点:close()是在调用的时候关闭，registerShutdownHook()是在JVM退出前调用关闭。

分析上面的实现过程，会发现添加初始化和销毁方法，即需要编码也需要配置，实现起来步骤比较多也比较乱。

Spring提供了两个接口来完成生命周期的控制，好处是可以不用再进行配置init-method和destroy-method

接下来在BookServiceImpl完成这两个接口的使用:

修改BookServiceImpl类，添加两个接口InitializingBean， DisposableBean并实现接口中的两个方法afterPropertiesSet和destroy

public class BookServiceImpl implements BookService, InitializingBean, DisposableBean {
    private BookDao bookDao;
    public void setBookDao(BookDao bookDao) {
        this.bookDao = bookDao;
    }
    public void save() {
        System.out.println("book service save ...");
        bookDao.save(); 
    }
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("service destroy");
    }
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("service init");
    }
}

重新运行AppForLifeCycle类，

那第二种方式的实现，我们也介绍完了。

小细节

• 对于InitializingBean接口中的afterPropertiesSet方法，翻译过来为属性设置之后。

• 对于BookServiceImpl来说，bookDao是它的一个属性

• setBookDao方法是Spring的IOC容器为其注入属性的方法

• 思考:afterPropertiesSet和setBookDao谁先执行?

  • 从方法名分析，猜想应该是setBookDao方法先执行

  • 验证思路，在setBookDao方法中添加一句话

    public void setBookDao(BookDao bookDao) {
            System.out.println("set .....");
            this.bookDao = bookDao;
        }
    
    

  • 重新运行AppForLifeCycle，打印结果如下:

验证的结果和我们猜想的结果是一致的，所以初始化方法会在类中属性设置之后执行。

1.3.5 bean生命周期小结

(1)关于Spring中对bean生命周期控制提供了两种方式:

• 在配置文件中的bean标签中添加init-method和destroy-method属性
• 类实现InitializingBean与DisposableBean接口，这种方式了解下即可。

(2)对于bean的生命周期控制在bean的整个生命周期中所处的位置如下:

• 初始化容器
  • 1.创建对象(内存分配)
  • 2.执行构造方法
  • 3.执行属性注入(set操作)
  • 4.执行bean初始化方法
• 使用bean
  • 1.执行业务操作
• 关闭/销毁容器
  • 1.执行bean销毁方法

(3)关闭容器的两种方式:

• ConfigurableApplicationContext是ApplicationContext的子类
  • close()方法
  • registerShutdownHook()方法

后记
美好的一天，到此结束，下次继续努力！欲知后续，请看下回分解，写作不易，感谢大家的支持！！