Spring3开发实战 之 第二章：IoC/DI开发（1）

IoC——Inversion of Control，控制反转

在Java开发中，IoC意味着将你设计好的类交给系统去控制，而不是在你的类内部控制。IoC是一种让服务消费者不直接依赖于服务提供者的组件设计方式，是一种减少类与类之间依赖的设计原则。

 

DI——Dependency Injection（依赖注入）

即组件之间的依赖关系由容器在运行期决定，形象的来说，即由容器动态的将某种依赖关系注入到组件之中。

依赖注入的目标并非为软件系统带来更多的功能，而是为了提升组件重用的概率，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，而不用关心具体的资源来自何处、由谁实现。

1：控制反转：

谁控制谁？控制什么？为何叫反转（对应于正向）？哪些方面反转了 ？为何需要反转？

2：依赖：

什么是依赖（按名词理解，按动词理解）？谁依赖于谁？为什么需要依赖？依赖什么东西？

3：注入：

谁注入于谁？注入什么东西？为何要注入?

4：依赖注入和控制反转是同一概念吗？

5：参与者都有哪些？

6：IoC/DI是什么？能做什么？怎么做？用在什么地方？

 

还不能完全回答和理解，没有关系，先来看看IoC/DI的基本思想演变，然后再回头来回答这些问题

 

 

IoC容器

简单的理解就是：实现IoC思想，并提供对象创建、对象装配以及对象生命周期管理的软件就是IoC容器。

IoC理解

1：应用程序无需主动new对象；而是描述对象应该如何被创建即可

IoC容器帮你创建，即被动实例化；

2：应用程序不需要主动装配对象之间的依赖关系，而是描述需要哪个服务

IoC容器会帮你装配（即负责将它们关联在一起），被动接受装配；

3：主动变被动，体现好莱坞法则：别打电话给我们，我们会打给你

4：体现迪米特法则（最少知识原则）：应用程序不知道依赖的具体实现，只知道需要提供某类服务的对象（面向接口编程）；并松散耦合，一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解，不和陌生人（实现）说话

5：是一种让服务消费者不直接依赖于服务提供者的组件设计方式，是一种减少类与类之间依赖的设计原则。

 

使用IoC/DI容器开发需要改变的思路

1：应用程序不主动创建对象，但要描述创建它们的方式。

2：在应用程序代码中不直接进行服务的装配，但要描述哪一个组件需要哪一项服务，由容器负责将这些装配在一起。

 

也就是说：所有的组件都是被动的，组件初始化和装配都由容器负责，应用程序只是在获取相应的组件后，实现应用的功能即可。

 

提醒一点

IoC/DI是思想，不是纯实现技术。IoC是框架共性，只是控制权的转移，转移到框架，所以不能因为实现了IoC就叫IoC容器，而一般除了实现了IoC外，还具有DI功能的才叫IoC容器，因为容器除了要负责创建并装配组件关系，还需要管理组件生命周期。

n工具准备

1：Eclipse + Jdk6.0 ，示例用的Eclipse是Eclipse Java EE IDE for Web Developers，Version: Helios Service Release 1

2：spring-framework-3.1.0.M2-with-docs.zip

 

构建环境

1：在Eclipse里面新建一个工程，设若名称是Spring3test

2：把发行包里面的dist下面的jar包都添加到Eclipse里面

3：根据Spring的工程来获取Spring需要的依赖包，在联网的情况下，通过Ant运行projects/build-spring-framework/build.xml，会自动去下载所需要的jar包，下载后的包位于projects/ivy-cache/repository下面。

4：为了方便，把这些jar包也添加到Eclipse里面

开发接口

java代码：

public interface HelloApi {
public String helloSpring3(int a); 
}

开发实现类

java代码：

public class HelloImpl implements HelloApi{
public String helloSpring3(int a){
System.out.println("hello Spring3==="+a);
return "Ok,a="+a;
}
}

配置文件

1：在src下面新建一个文件叫applicationContext.xml

2：在Spring发行包里面搜索一个例子，比如使用：projects\org.springframework.context\src\test\java\org\springframework\jmx下的applicationContext.xml，先把里面的配置都删掉，留下基本的xml定义和根元素就可以了,它是一个DTD版的，而且还是2.0版的。

java代码：

3：建议使用Spring3的Schema版本，示例如下：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<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"
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
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
http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.0.xsd
">
………………………
</beans>

4：配置applicationContext.xml如下：

java代码：

<bean name="helloBean" class="cn.javass.Spring3.hello.HelloImpl"></bean>
 

编写客户端如下：

java代码：

package cn.javass.Spring3.hello;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
        new String[] {"applicationContext.xml"});
HelloApi api = (HelloApi)context.getBean("helloBean");
String s = api.helloSpring3(3);
System.out.println("the s="+s);
}
}

审视和结论

1：所有代码中（除测试代码之外），并没有出现Spring的任何组件 。

2：客户代码（这里就是我们的测试代码）仅仅面向接口编程，而无需知道实现类的具体名称。同时，我们可以很简单的通过修改配置文件来切换具体的底层实现类 。

 

结论

1：首先，我们的组件并不需要实现框架指定的接口，因此可以轻松的将组件从Spring脱离，甚至不需要任何修改（这在基于EJB架实现的应用中是难以想象的）。

2：其次，组件间的依赖关系减少，极大改善了代码的可重用性和可维护性

3：面向接口编程

 

什么是Spring中的Bean

在Spring中，那些组成应用的主体及由Spring IoC容器所管理的对象被称之为bean。简单地讲，bean就是由Spring容器初始化、装配及被管理的对象，除此之外，bean就没有特别之处了(与应用中的其他对象没有什么区别)。而bean定义以及bean相互间的依赖关系将通过配置元数据来描述。

为什么使用Bean这个名字

使用‘bean’这个名字而不是‘组件’(component) 或‘对象’(object)的动机源于Spring框架本身(部分原因则是相对于复杂的EJB而言的)。

Spring的IoC容器

org.springframework.beans.factory.BeanFactory是Spring IoC容器的实际代表者，IoC容器负责容纳bean，并对bean进行管理。

Spring IoC容器将读取配置元数据；并通过它对应用中各个对象进行实例化、配置以及组装。通常情况下我们使用简单直观的XML来作为配置元数据的描述格式。在XML配置元数据中我们可以对那些我们希望通过Spring IoC容器管理的bean进行定义。

IoC/DI是Spring最核心的功能之一， Spring框架所提供的众多功能之所以能成为一个整体正是建立在IoC的基础之上

BeanFactory和ApplicationContext

org.springframework.beans及org.springframework.context包是Spring IoC容器的基础。BeanFactory提供的高级配置机制，使得管理任何性质的对象成为可能。 ApplicationContext是BeanFactory的扩展，功能得到了进一步增强，比如更易与Spring AOP集成、消息资源处理(国际化处理)、事件传递及各种不同应用层的context实现(如针对web应用的WebApplicationContext)。

接口选择之惑

在实际应用中，用户有时候不知道到底是选择BeanFactory接口还是ApplicationContext接口。但是通常在构建JavaEE应用时，使用ApplicationContext将是更好的选择，因为它不仅提供了BeanFactory的所有特性，同时也允许使用更多的声明方式来得到我们想要的功能。

简而言之，BeanFactory提供了配制框架及基本功能，而ApplicationContext则增加了更  多支持企业核心内容的功能。ApplicationContext完全由BeanFactory扩展而来，因而BeanFactory所具备的能力和行为也适用于ApplicationContext。

Spring IoC容器的实例化非常简单，如下面的例子：

1：第一种：

java代码：

Resource resource = new FileSystemResource("beans.xml");
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
 

2：第二种：

java代码：

ClassPathResource resource = new ClassPathResource("beans.xml");
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);
 

3：第三种：

java代码：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(
        new String[] {"applicationContext.xml", "applicationContext-part2.xml"});
// of course, an ApplicationContext is just a BeanFactory
BeanFactory factory = (BeanFactory) context;

读取多个配置文件

第一种方法：

为了加载多个XML文件生成一个ApplicationContext实例，可以将文件路径作为字符串数组传给ApplicationContext构造器。而bean factory将通过调用bean defintion reader从多个文件中读取bean定义。通常情况下，Spring团队倾向于上述做法，因为这样各个配置并不会查觉到它们与其他配置文件的组合。

第二种方法：

使用一个或多个的<import/>元素来从另外一个或多个文件加载bean定义。所有的<import/>元素必须放在<bean/>元素之前以完成bean定义的导入。 让我们看个例子：

java代码：

<beans><import resource="services.xml"/>
    <import resource=“/resources/messageSource.xml"/>
    <import resource="/resources/themeSource.xml"/>
      <bean id="bean1" class="..."/>
    <bean id="bean2" class="..."/>
  </beans>
 

配置文件中常见的配置内容

在IoC容器内部，bean的定义由BeanDefinition 对象来表示，该定义将包含以下信息：

1：全限定类名：这通常就是已定义bean的实际实现类。如果通过调用static factory方法来实例化bean，而不是使用常规的构造器，那么类名称实际上就是工厂类的类名。

2：bean行为的定义，即创建模式（prototype还是singleton）、自动装配模式、依赖检查模式、初始化以及销毁方法。这些定义将决定bean在容器中的行为。

3：用于创建bean实例的构造器参数及属性值。比如使用bean来定义连接池，可以通过属性或者构造参数指定连接数，以及连接池大小限制等。

4：bean之间的关系，即协作 (或者称依赖)。

Bean的命名

每个bean都有一个或多个id(或称之为标识符或名称，在术语上可以理解成一回事)，这些id在当前IoC容器中必须唯一。

当然也可以为每个bean定义一个name，但是并不是必须的，如果没有指定，那么容器将为其生成一个惟一的name。对于不指定name属性的原因我们会在后面介绍(比如内部bean就不需要)。

Bean命名的约定

bean的命名采用标准的Java命名约定，即小写字母开头，首字母大写间隔的命名方式。如accountManager、 accountService等等。

对bean采用统一的命名约定将会使配置更加简单易懂。而且在使用Spring AOP，这种简单的命名方式将会令你受益匪浅。

Bean的别名

一个Bean要提供多个名称，可以通过alias属性来加以指定 ，示例如下：

<alias name="fromName" alias="toName"/>

容器如何实例化Bean

当采用XML描述配置元数据时，将通过<bean/>元素的class属性来指定实例化对象的类型。class属性主要有两种用途：在大多数情况下，容器将直接通过  反射调  用指定类的构造器来创建bean(这有点等类似于在Java代码中使用new操作符)；在极少数情况下，容器将调用类的静态工厂方法来创建bean实例，class属性将用来指定实际具有静态工厂方法的类(至于调用静态工厂方法创建的对象类型是当前class还是其他的class则无关紧要)。

用构造器来实例化Bean ，前面的实例就是

使用静态工厂方法实例化

采用静态工厂方法创建bean时，除了需要指定class属性外，还需要通过factory-method属性来指定创建bean实例的工厂方法，示例如下：

<bean id="exampleBean"

      class="examples.ExampleBean2"

      factory-method="createInstance"/>

使用实例工厂方法实例化

使用此机制，class属性必须为空，而factory-bean属性必须指定为当前(或其祖先)容器中包含工厂方法的bean的名称，而该工厂bean的工厂方法本身必须通过factory-method属性来设定，并且这个方法不能是静态的，示例如下：

<bean id="exampleBean" factory-bean="myFactoryBean" factory-method="createInstance"/>

 

使用容器

从本质上讲，BeanFactory仅仅只是一个维护bean定义以及相互依赖关系的高级工厂接口。使用getBean(String)方法就可以取得bean的实例；BeanFactory提供的方法极其简单。n依赖注入（DI）  背后的基本原理

是对象之间的依赖关系（即一起工作的其它对象）只会通过以下几种方式来实现：  构造器的参数、  工厂方法的参数，或  给由构造函数或者工厂方法创建的对象设  置属性。

因此，容器的工作就是创建bean时注入那些依赖关系。相对于由bean自己来控制其实例化、直接在构造器中指定依赖关系或则类似服务定位器（Service Locator）模式这3种自主控制依赖关系注入的方法来说，控制从根本上发生了倒转，这也正是控制反转IoC名字的由来。

应用依赖注入（DI）的好处、

应用DI原则后，代码将更加清晰。而且当bean自己不再担心对象之间的依赖关系（以及在何时何地指定这种依赖关系和依赖的实际类是什么）之后，实现更高层次的  松耦合将易如反掌。

依赖注入（DI）基本的实现方式

DI主要有两种注入方式，即  Setter注入和 构造器注入。

通过调用无参构造器或无参static工厂方法实例化bean之后，调用该bean的setter方法，即可实现基于setter的DI。 示例如下：

示例——Java类

java代码：

public class HelloImpl implements HelloApi{
private String name = "";
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public String helloSpring3(int a){
System.out.println("hello Spring3==="+a+",name="+name);
return "Ok,a="+a;
}
}

示例——配置文件

<bean name="helloBean" class="cn.javass.Spring3.hello.HelloImpl">

<property name="name"><value>javass Spring3</value></property>

</bean>

示例——Java类

java代码：

public class HelloImpl implements HelloApi{
private String name = "";
public HelloImpl(String name){
this.name = name;
}
public String helloSpring3(int a){
System.out.println("hello Spring3==="+a+",name="+name);
return "Ok,a="+a;
}
}

示例——配置文件

java代码：

<bean name="helloBean" class="cn.javass.Spring3.hello.HelloImpl">
<constructor-arg><value>javass Spring3</value></constructor-arg>
</bean>

默认解析方式

构造器参数将根据类型来进行匹配。如果bean定义中的构造器参数类型明确，那么bean定义中的参数顺序就是对应构造器参数的顺序

构造器参数类型匹配

可以使用type属性来显式的指定参数所对应的简单类型。例如：

java代码：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
<constructor-arg type="int" value="7500000"/>
<constructor-arg type="java.lang.String" value="42"/>
</bean>

构造器参数的索引

使用index属性可以显式的指定构造器参数出现顺序。例如：

java代码：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
<constructor-arg index="0" value="7500000"/>
<constructor-arg index="1" value="42"/>
</bean>

构造器参数的名称

在Spring3里面,可以使用构造器参数的名称来直接赋值。例如：

java代码：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
<constructor-arg name="years" value="7500000"/>
<constructor-arg name="ultimateanswer" value="42"/>
</bean>

直接量(基本类型、Strings类型等)

<value/>元素通过字符串来指定属性或构造器参数的值。JavaBean属性编辑器将把字符串从java.lang.String类型转化为实际的属性或参数类型。示例：

java代码：

<bean id="myDataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
<property name="driverClassName">
<value>oracle.jdbc.driver.OracleDriver</value>
</property>
<property name="url">
<value>jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl</value>
</property>
<property name="username"> <value>test</value> </property>
<property name="password" value=“test"/>
</bean>

Value可以做为子元素或者是属性使用。

nidref元素

idref元素用来将容器内其它bean的id传给<constructor-arg/> 或 <property/>元素，同时提供错误验证功能。  idref元素和<value>差不多，只是传递  一个字符串，用来方便xml检查。示例如下：

java代码：

<bean id="theTargetBean" class="..."/>
<bean id="theClientBean" class="...">
<property name="targetName"> <idref bean="theTargetBean" /> </property>
</bean>
上述bean定义片段完全地等同于（在运行时）以下的片段
<bean id="theTargetBean" class="..."/>
<bean id="client" class="...">
<property name="targetName"> <value>theTargetBean</value> </property>
</bean>

idref元素 续

第一种形式比第二种更可取的主要原因是，使用idref标记允许容器在部署时 验证所被引用的bean是否存在。而第二种方式中，传给client bean的targetName属性值并没有被验证。任何的输入错误仅在client bean实际实例化时才会被发现（可能伴随着致命的错误）。如果client bean 是prototype类型的bean，则此输入错误（及由此导致的异常）可能在容器部署很久以后才会被发现。

如果被引用的bean在同一XML文件内，且bean名字就是bean id，那么可以使用local属性，此属性允许XML解析器在解析XML文件时来对引用的bean进行验证 ，示例如下：

<property name="targetName">

<idref local="theTargetBean"/>

</property>

引用其它的bean（协作者） ——ref元素

尽管都是对另外一个对象的引用，但是通过id/name指向另外一个对象却有三种不同的形式，不同的形式将决定如何处理作用域及验证。

1：第一种形式也是最常见的形式是使用<ref/>标记指定目标bean，示例：

<ref bean=“someBean”/> 

2：第二种形式是使用ref的local属性指定目标bean，它可以利用XML解析器来验证所引用的bean是否存在同一文件中。示例：

<ref local="someBean"/>

3：第三种方式是通过使用ref的parent属性来引用当前容器的父容器中的bean，并不常用。示例：

java代码：

<bean id="accountService" class="com.foo.SimpleAccountService"> </bean>
<bean id=“accountService” <-- 注意这里的名字和parent的名字是一样的--> class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
 <property name="target"><ref parent="accountService"/> </property>
</bean>

内部Bean

所谓的内部bean（inner bean）是指在一个bean的<property/>或 <constructor-arg/>元素中使用<bean/>元素定义的bean。内部bean定义不需要有id或name属性，即使指定id 或 name属性值也将会被容器忽略。示例：

java代码：

<bean id="outer" class="...">
<property name="target">
<bean class="com.mycompany.Person">
<property name="name" value="Fiona Apple"/>
<property name="age" value="25"/>
</bean>
</property>
</bean>