Spring01——你应该了解的，有关 IOC 容器的一切

Posted 2021-03-03 xwayway

从本文开始，将开始介绍关于 Spring 的一些常见知识点。关注我的公众号「Java面典」，每天 10：24 和你一起了解更多 Java 相关知识点。

在如今的 Java Web 开发中，Spring 生态圈占据着巨大的市场份额。几乎是每个互联网公司都在用 Spring 生态圈的东西。所以掌握Spring 相关知识就成为了我们工作和面试中必不可少的技能。今天将为各位带来 Spring IOC 的相关知识。

概念

IOC —— Inversion of Control，即“控制反转”，不是什么技术，而是一种设计思想。指的是将设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在对象内部直接控制。

Spring 的 IOC 实现离不了DI（DI——Dependency Injection，即“依赖注入”。依赖注入指的是由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中）。

Spring 通过一个配置文件描述 Bean 及 Bean 之间的依赖关系，利用 Java 语言的反射功能实例化 Bean 并建立 Bean 之间的依赖关系。

IOC容器实现

IOC 容器主要由 BeanFactory 和 ApplicationContext 组成。BeanFactory 是 Spring 框架的基础设施，面向 Spring 本身；ApplicationContext 面向使用 Spring 框架的开发者，几乎所有的应用场合我们都直接使用 ApplicationContext 而非底层的 BeanFactory。

BeanFactory

BeanFactory 是 Spring 框架的基础设施，面向 Spring 本身，BeanFactory 主要有以下组件：

• BeanDefinitionRegistry：注册表，提供了向容器手工注册 BeanDefinition 对象的方法。Spring 配置文件中每一个节点元素在 Spring 容器里都通过一个 BeanDefinition 对象表示，它描述了 Bean 的配置信息；

• BeanFactory：顶层接口。它最主要的方法就是 getBean(String beanName)，该方法从容器中返回特定名称的 Bean；

• ListableBeanFactory：该接口定义了访问容器中 Bean 基本信息的若干方法，如查看 Bean 的个数、获取某一类型 Bean 的配置名、查看容器中是否包括某一 Bean 等方法；

• HierarchicalBeanFactory：父子级联 IOC 容器的接口，子容器可以通过接口方法访问父容器； 通过HierarchicalBeanFactory 接口， Spring 的 IOC 容器可以建立父子层级关联的容器体系，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。Spring 使用父子容器实现了很多功能，比如在 Spring MVC 中，展现层 Bean 位于一个子容器中，而业务层和持久层的 Bean 位于父容器中。这样，展现层 Bean 就可以引用业务层和持久层的 Bean，而业务层和持久层的 Bean 则看不到展现层的 Bean；

• ConfigurableBeanFactory：定义了设置类装载器、属性编辑器、容器初始化后置处理器等方法，增强了 IOC 容器的可定制性；

• AutowireCapableBeanFactory：定义了将容器中的 Bean 按某种规则（如按名字匹配、按类型匹配等）进行自动装配的方法；

• SingletonBeanRegistry：定义了允许在运行期间向容器注册单实例 Bean 的方法；对于单实例（ singleton）的 Bean 来说，BeanFactory 会缓存 Bean 实例，所以第二次使用 getBean() 获取 Bean 时将直接从IOC 容器的缓存中获取 Bean 实例。Spring 在 DefaultSingletonBeanRegistry 类中提供了一个用于缓存单实例 Bean 的缓存器，它是一个用 HashMap 实现的缓存器，单实例的 Bean 以 beanName 为键保存在这个 HashMap 中。

• 依赖日志框架：在初始化 BeanFactory 时，必须为其提供一种日志框架，比如使用 Log4J， 即在类路径下提供 Log4J 配置文件，这样启动 Spring 容器才不会报错。

ApplicationContext 面向开发应用

ApplicationContext 由 BeanFactory 派 生 而 来 ， 提 供 了 更 多 面 向 实 际 应 用 的 功 能 。ApplicationContext 继承了 HierarchicalBeanFactory 和 ListableBeanFactory 接口，在此基础上，还通过多个其他的接口扩展了 BeanFactory 的功能：

• ClassPathXmlApplicationContext：默认从类路径加载配置文件；
• FileSystemXmlApplicationContext：默认从文件系统中装载配置文件；
• ApplicationEventPublisher：让容器拥有发布应用上下文事件的功能，包括容器启动事件、关闭事件等；
• MessageSource：为应用提供 i18n 国际化消息访问的功能；
• ResourcePatternResolver： 所 有 ApplicationContext 实现类都实现了类似于 PathMatchingResourcePatternResolver 的功能，可以通过带前缀的 Ant 风格的资源文件路径装载 Spring 的配置文件；
• LifeCycle：该接口是 Spring 2.0 加入的，该接口提供了 start()和 stop()两个方法，主要用于控制异步处理过程。在具体使用时，该接口同时被 ApplicationContext 实现及具体Bean 实现， ApplicationContext 会将 start/stop 的信息传递给容器中所有实现了该接口的 Bean，以达到管理和控制 JMX、任务调度等目的；
• ConfigurableApplicationContext：扩展于 ApplicationContext，它新增加了两个主要的方法： refresh()和 close()，让 ApplicationContext 具有启动、刷新和关闭应用上下文的能力。在应用上下文关闭的情况下调用 refresh()即可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用 refresh()则清除缓存并重新装载配置信息，而调用 close()则可关闭应用上下文。

WebApplicationContext

WebApplicationContext 是专门为 Web 应用准备的，它允许从相对于 Web 根目录的路径中装载配置文件完成初始化工作。从 WebApplicationContext 中可以获得ServletContext 的引用，整个 Web 应用上下文对象将作为属性放置到 ServletContext 中，以便 Web 应用环境可以访问 Spring 应用上下文。

四种依赖注入方式

构造器注入

/*带参数，方便利用构造器进行注入*/
public CatDaoImpl(String message){ 
    this. message = message; 
} 

<bean id="CatDaoImpl" class="com.CatDaoImpl"> 
    <constructor-arg value=" message "></constructor-arg> 
</bean>

setter 方法注入

private int id; 
public int getId() { return id; } 
public void setId(int id) { this.id = id; } 

<bean id="id" class="com.id "> <property name="id" value="123"></property> </bean>

静态工厂注入

静态工厂顾名思义，就是通过调用静态工厂的方法来获取自己需要的对象，为了让 Spring 管理所有对象，我们不能直接通过"工程类.静态方法()"来获取对象，而是依然通过 Spring 注入的形式获取：

public class DaoFactory { 
    //静态工厂 
    public static final FactoryDao getStaticFactoryDaoImpl(){ 
        return new StaticFacotryDaoImpl(); 
    } 
} 

public class SpringAction { 

    //注入对象
    private FactoryDao staticFactoryDao; 
    //注入对象的 set 方法 
    public void setStaticFactoryDao(FactoryDao staticFactoryDao) { 
        this.staticFactoryDao = staticFactoryDao; 
    } 
} 

<bean name="springAction" class=" SpringAction" > 
    <!--使用静态工厂的方法注入对象,对应下面的配置文件--> 
    <property name="staticFactoryDao" ref="staticFactoryDao"></property> 
 </bean> 
 
<!--此处获取对象的方式是从工厂类中获取静态方法--> 
<bean name="staticFactoryDao" class="DaoFactory" factory-method="getStaticFactoryDaoImpl"></bean>

实例工厂

实例工厂的意思是获取对象实例的方法不是静态的，所以你需要首先 new 工厂类，再调用普通的实例方法：

public class DaoFactory { 
    //实例工厂 
    public FactoryDao getFactoryDaoImpl(){ 
        return new FactoryDaoImpl();
    } 
} 

public class SpringAction { 
    private FactoryDao factoryDao;
    //注入对象 
    public void setFactoryDao(FactoryDao factoryDao) { 
        this.factoryDao = factoryDao; 
    } 
} 

<bean name="springAction" class="SpringAction"> 
    <!--使用实例工厂的方法注入对象,对应下面的配置文件--> 
    <property name="factoryDao" ref="factoryDao"></property> 
</bean> 

 <!--此处获取对象的方式是从工厂类中获取实例方法--> 
<bean name="daoFactory" class="com.DaoFactory"></bean> 
<bean name="factoryDao" factory-bean="daoFactory" factory-method="getFactoryDaoImpl"></bean>

五种不同方式的自动装配

Spring 装配包括手动装配和自动装配，手动装配是有基于 xml 装配、构造方法、setter 方法等；自动装配有五种方式，可以用来指导 Spring 容器用自动装配方式来进行依赖注入：

1. no：默认的方式是不进行自动装配，通过显式设置 ref 属性来进行装配；
2. byName：通过参数名 自动装配，Spring 容器在配置文件中发现 bean 的 autowire 属性被设置成 byname，之后容器试图匹配、装配和该 bean 的属性具有相同名字的 bean；
3. byType：通过参数类型自动装配，Spring 容器在配置文件中发现 bean 的 autowire 属性被设置成 byType，之后容器试图匹配、装配和该 bean 的属性具有相同类型的 bean；
   注意：使用 byType 首先需要保证同一类型的对象，在 Spring 容器中唯一，若不唯一会报不唯一的异常。
4. constructor：这个方式类似于 byType， 但是要提供给构造器参数，如果没有确定的带参数的构造器参数类型，将会抛出异常；
5. autodetect：首先尝试使用 constructor 来自动装配，如果无法工作，则使用 byType 方式。