Spring复杂的IOC容器之短小的注解篇

Posted 2022-03-21 大忽悠爱忽悠

Spring复杂的IOC容器之短小的注解篇

• 注解版的自动绑定（@Autowired）
• • 1. 从自动绑定（autowire）到@Autowired
  • 2. @Qualifier的陪伴
  • @Autowired之外的选择——使用JSR250 标注依赖注入关系
  • 将革命进行得更彻底一些（classpath-scanning 功能介绍）

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本系列文章:

Spring复杂的BeanFactory继承体系该如何理解? ----上

Spring复杂的BeanFactory继承体系该如何理解? ----中

Spring复杂的BeanFactory继承体系该如何理解?—中下

Spring复杂的BeanFactory继承体系该如何理解?—下

本篇文章作为对上述系列关于IOC容器部分的一个小补充

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注解版的自动绑定（@Autowired）

1. 从自动绑定（autowire）到@Autowired

在使用依赖注入绑定FXNews相关实现类时，为了减少配置量，我们可以采用Spring的IoC容器提供的自动绑定功能，如下所示：

<beans default-autowire="byType"> 
 <bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider" autowire="byType"/> 
 <bean id="djNewsListener" class="..DowJonesNewsListener"/> 
<bean id="djNewsPersister" class="..DowJonesNewsPersister"/> 
</beans> 

可以通过default-autowire来指定默认的自动绑定方式，也可以通过每个bean定义上的autowire来指定每个bean定义各自的自动绑定方式，它们都是触发容器对相应对象给予依赖注入的标志。而将自动绑定的标志用注解来表示时，也就得到了基于注解的依赖注入，或者更确切地称为基于注解的自动绑定。

@Autowired是基于注解的依赖注入的核心注解，它的存在可以让容器知道需要为当前类注入哪些依赖。比如可以使用@Autowired对FXNewsProvider类进行标注，以表明要为FXNewsProvider注入的依赖。

使用@Autowired标注后的FXNewsProvider

public class FXNewsProvider 16 
 
 private IFXNewsListener newsListener; 
 private IFXNewsPersister newPersistener;
 @Autowired 
 public FXNewsProvider(IFXNewsListener newsListner,IFXNewsPersister newsPersister) 
  
 this.newsListener = newsListner; 
 this.newPersistener = newsPersister; 
  
 ... 

与原有的byType类型的自动绑定方式类似，@Autowired也是按照类型匹配进行依赖注入的，只不过，它要比byType更加灵活，也更加强大。

@Autowired可以标注于类定义的多个位置，包括如下几个。

域（Filed）或者说属性（Property）。不管它们声明的访问限制符是private、protected还是public，只要标注了@Autowired，它们所需要的依赖注入需求就都能够被满足，如下所示：

public class FXNewsProvider 
 
 @Autowired 
 private IFXNewsListener newsListener; 
 @Autowired 
 private IFXNewsPersister newPersistener; 
 ... 

构造方法定义（Constructor）。标注于类的构造方法之上的@Autowired，相当于抢夺了原有自动绑定功能中“constructor”方式的权利，它将根据构造方法参数类型，来决定将什么样的依赖对象注入给当前对象。从最初的代码示例中，我们可以看到标注于构造方法之上的@Autowired的用法。

方法定义（Method）。@Autowired不仅可以标注于传统的setter方法之上，而且还可以标注于任意名称的方法定义之上，只要该方法定义了需要被注入的参数。下面代码给出了一个标注于这种任意名称方法之上的@Autowired使用示例代码。

标注于方法之上的@Autowired代码示例

public class FXNewsProvider 
 
 private IFXNewsListener newsListener; 
 private IFXNewsPersister newPersistener; 
 
 @Autowired 
 public void setUp(IFXNewsListener newsListener,IFXNewsPersister newPersistener) 
  
 this.newsListener = newsListener; 
 this.newPersistener = newPersistener; 
  
 ... 
 

现在，虽然可以随意地在类定义的各种合适的地方标注@Autowired，希望这些被@Autowired标注的依赖能够被注入，但是，仅将@Autowired标注于类定义中并不能让Spring的IoC容器聪明到自己去查看这些注解，然后注入符合条件的依赖对象。容器需要某种方式来了解，哪些对象标注了@Autowired，哪些对象可以作为可供选择的依赖对象来注入给需要的对象。

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在考虑使用什么方式实现这一功能之前，我们先比较一下原有的自动绑定功能与使用@Autowired之后产生了哪些差别。

使用自动绑定的时候，我们将所有对象相关的bean定义追加到了容器的配置文件中，然后使用default-autowire或者autowire告知容器，依照这两种属性指定的绑定方式，将容器中各个对象绑定到一起。

在使用@Autowired之后，default-autowire或者autowire的职责就转给了@Autowired，所以，现在，容器的配置文件中就只剩下了一个个孤伶伶的bean定义，如下所示：

<beans> 
<bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider"/> 2 
 <bean id="djNewsListener" class="..DowJonesNewsListener"/> 
 <bean id="djNewsPersister" class="..DowJonesNewsPersister"/> 
</beans>

为了给容器中定义的每个bean定义对应的实例注入依赖，可以遍历它们，然后通过反射，检查每个bean定义对应的类上各种可能位置上的@Autowired。

如果存在的话，就可以从当前容器管理的对象中获取符合条件的对象，设置给@Autowired所标注的属性域、构造方法或者方法定义。

容器遍历@Autowired并进行依赖注入的原型代码示例

Object[] beans = ...; 

 for(Object bean:beans) 
 

 if(autowiredExistsOnField(bean)) 
  
 Field f = getQulifiedField(bean)); 
 setAccessiableIfNecessary(f); 
 f.set(getBeanByTypeFromContainer()); 
 

 if(autowiredExistsOnConstructor(bean)) 
  
 ... 
  

 if(autowiredExistsOnMethod(bean)) 
  
 ... 
  

看到以上的原型代码所要完成的功能以及我们的设想，你一定想到了，我们可以提供一个Spring的IoC容器使用的BeanPostProcessor自定义实现，让这个BeanPostProcessor在实例化bean定义的过程中，来检查当前对象是否有@Autowired标注的依赖需要注入。

org.springframework.beans. factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就是Spring提供的用于这一目的的BeanPostProcessor实现。所以，很幸运，我们不用自己去实现它了。

将FXNews相关类定义使用@Autowired标注之后，只要在IoC容器的配置文件中追加AutowiredAnnotationBeanPostProcessor就可以让整个应用开始运作了，如下所示：

<beans> 
<bean class="org.springframework.beans.factory.annotation. ➥
 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor"/> 
 
<bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider"/> 15 
 <bean id="djNewsListener" class="..DowJonesNewsListener"/> 
 <bean id="djNewsPersister" class="..DowJonesNewsPersister"/> 
</beans> 

当然，这需要我们使用ApplicationContext类型的容器，否则还得做点儿多余的准备工作

注意

看着依赖注入相关的信息，一半分散在 看着依赖注入相关的信息，一半分散在Java源代码中（@Autowired标注的信息），一半 标注的信息），一半依然留在XML配置文件里，你心里一定觉得很不爽。实际上，我也是，这不是折腾人吗？

不过，别急，让我们先解决眼前的另一个问题，稍后再回过头来看看怎么进一步统一这两片国土。

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2. @Qualifier的陪伴

@Autowired是按照类型进行匹配，如果当前@Autowired标注的依赖在容器中只能找到一个实例与之对应的话，那还好。可是，要是能够同时找到两个或者多个同一类型的对象实例，又该怎么办呢？

我们自己当然知道应该把具体哪个实例注入给当前对象，可是，IoC容器并不知道，所以，得通过某种方式告诉它。这时，就可以使用@Qualifier对依赖注入的条件做进一步限定，使得容器不再迷茫。

@Qualifier实际上是byName自动绑定的注解版，既然IoC容器无法自己从多个同一类型的实例中选取我们真正想要的那个，那么我们不妨就使用@Qualifier直接点名要哪个好了。假设FXNewsProvider使用的IFXNewsListener有两个实现，一个是DowJonesNewsListener，一个是ReutersNewsListener，二者相关配置如下

<beans> 
 <bean class="org.springframework.beans.factory.annotation. ➥
 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor"/> 
 
 <bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider"/> 
 <bean id="djNewsListener" class="..DowJonesNewsListener"/> 
 <bean id="reutersNewsListner" class="..ReutersNewsListener"/> 
 <bean id="djNewsPersister" class="..DowJonesNewsPersister"/> 
</beans> 

如果我们想让FXNewsProvider使用ReutersNewsListener，那么就可以在FXNewsProvider的类定义中使用@Qualifier指定这一选择结果，如下：

public class FXNewsProvider 
 
 @Autowired 
@Qualifier("reutersNewsListner") 
 private IFXNewsListener newsListener; 
 @Autowired 
 private IFXNewsPersister newPersistener; 
 ... 
 

以上我们使用的是标注于属性域的@Autowired进行依赖注入。如果使用@Autowired来标注构造方法或者方法定义的话，同样可以使用@Qualifier标注方法参数来达到限定注入实例的目的。

标注于方法参数之上的@Qualifier

public class FXNewsProvider 
 
 ... 
 
 @Autowired 
 public void setUp(@Qualifier("reutersNewsListner") IFXNewsListener newsListener,IFXNewsPersister newPersistener) 
  
 this.newsListener = newsListener; 
 this.newPersistener = newPersistener; 
public class FXNewsProvider 
 
 ... 
 
 @Autowired 
 public void setUp(@Qualifier("reutersNewsListner") IFXNewsListener ➥
 newsListener,IFXNewsPersister newPersistener) 
  
 this.newsListener = newsListener; 
 this.newPersistener = newPersistener; 
  
 ... 

除此之外，@Qualifier还可以用于标注注解类型，这主要用于自定义@Qualifier的场合。有关自定义@Qualifier的内容我们这里就不做赘述了。

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@Autowired之外的选择——使用JSR250 标注依赖注入关系

Spring 2.5提供的基于注解的依赖注入，除了可以使用Spring提供的@Autowired和@Qualifier来标注相应类定义之外，还可以使用JSR250的@Resource和@PostConstruct以及@PreDestroy对相应类进行标注，这同样可以达到依赖注入的目的。

@Resource与@Autowired不同，它遵循的是byName自动绑定形式的行为准则，也就是说，IoC容器将根据@Resource所指定的名称，到容器中查找beanName与之对应的实例，然后将查找到的对象实例注入给@Resource所标注的对象。同样的FXNewsProvider，如若使用@Resource进行标注以获取依赖注入的话，类似如下的样子：

public class FXNewsProvider 
 
 @Resource(name="djNewsListener") 7 
private IFXNewsListener newsListener; 
 @Resource(name="djNewsPersister") 
private IFXNewsPersister newPersistener; 
 ... 

JSR250规定，如果@Resource标注于属性域或者方法之上的话，相应的容器将负责把指定的资源注入给当前对象，所以，除了像我们这样直接在属性域上标注@Resource，还可以在构造方法或者普通方法定义上标注@Resource，这与@Autowired能够存在的地方大致相同。

确切地说，@PostConstruct和@PreDestroy不是服务于依赖注入的，它们主要用于标注对象生命周期管理相关方法，这与Spring的InitializingBean和DisposableBean接口，以及配置项中的init-method和destroy-method起到类似的作用。

使用@PostConstruct和@PreDestroy标注对象的生命周期管理方法

public class LifecycleEnabledClass 
 
 @PostConstruct 
public void setUp() 
  
 ... 
  
 @PreDestroy 
 public void destroy() 
  
 ... 
  

如果想某个方法在对象实例化之后被调用，以做某些准备工作，或者想在对象销毁之前调用某个方法清理某些资源，那么就可以像我们这样，使用@PostConstruct和@PreDestroy来标注这些方法。

当然，是使用@PostConstruct和@PreDestroy，还是使用Spring的InitializingBean和DisposableBean接口，或者init-method和destroymethod配置项，可以根据个人的喜好自己决定。

天上永远不会掉馅饼，我们只是使用@Resource或者@PostConstruct和@PreDestroy标注了相应对象，并不能给该对象带来想要的东西。所以，就像@Autowired需要AutowiredAnnotationBeanPostProcessor为它与IoC容器牵线搭桥一样，JSR250的这些注解也同样需要一个BeanPostProcessor帮助它们实现自身的价值。这个BeanPostProcessor就是org.springframework.context.
annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor，只有将CommonAnnotationBeanPostProcessor添加到容器，JSR250的相关注解才能发挥作用，通常如下添加相关配置即可：

<beans> 
<bean class="org.springframework.context.annotation.CommonAnnotationBeanPostProcessor"/> 
 
<bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider"/> 
<bean id="djNewsListener" class="..DowJonesNewsListener"/> 
<bean id="djNewsPersister" class="..DowJonesNewsPersister"/> 
</beans>

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既然不管是@Autowired还是@Resource都需要添加相应的BeanPostProcessor到容器，那么我们就可以在基于XSD的配置文件中使用一个<context:annotation-config >配置搞定以上所有的BeanPostProcessor配置。

使用<context:annotation-config />激活注解的相关功能

<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:p="http://www.springframework.org/schema/p" ➥
xsi:schemaLocation=" ➥
http://www.springframework.org/schema/beans ➥
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd ➥
http://www.springframework.org/schema/context ➥
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd"> ➥
 
<context:annotation-config/> 
 
 <bean id="newsProvider" class="..FXNewsProvider"/> 
 <!--其他bean定义--> 
 ... 
</beans> 

< context:annotation-config> 不但帮我们把 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 和CommonAnnotationBeanPostProcessor注册到容器，同时还会把PersistenceAnnotationBeanPostProcessor和RequiredAnnotationBeanPostProcessor一并进行注册，可谓一举四得啊！

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注意 Spring提供的@Autowired加上@Qualifier和JSR250提供的@Resource等注解属于两个派系。

如果要实现依赖注入的话，使用一个派别的注解就可以了。

当然，既然<context:annotation-config >对两个派系都提供了BeanPostProcessor的支持，混合使用也是没有问题的，只要别造成使用上的混乱就行

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将革命进行得更彻底一些（classpath-scanning 功能介绍）

好了，该来解决让我们不爽的那个问题了。到目前为止，我们还是需要将相应对象的bean定义，一个个地添加到IoC容器的配置文件中。

与之前唯一的区别就是，不用在配置文件中明确指定依赖关系了（改用注解来表达了嘛）。既然使用注解来表达对象之间的依赖注入关系，那为什么不搞的彻底一点儿，将那些几乎“光秃秃”的bean定义从配置文件中彻底消灭呢？

OK，我们想到了，Spring开发团队也想到了，classpath-scanning的功能正是因此而诞生的！

使用相应的注解对组成应用程序的相关类进行标注之后，classpath-scanning功能可以从某一顶层包（base package）开始扫描。

当扫描到某个类标注了相应的注解之后，就会提取该类的相关信息，构建对应的BeanDefinition，然后把构建完的BeanDefinition注册到容器。

这之后所发生的事情就不用我说了，既然相关的类已经添加到了容器，那么后面BeanPostProcessor为@Autowired或者@Resource所提供的注入肯定是有东西拿咯！

classpath-scanning功能的触发是由<context:component-scan >决定的。按照如下代码，在XSD形式（也只能是XSD形式）的配置文件中添加该项配置之后，classpath-scanning功能立即开启：

<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" ➥ 6 
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans ➥
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd ➥
7 http://www.springframework.org/schema/context ➥
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd"> 

<context:component-scan base-package="org.spring21"/> 

</beans> 

现在<context:component-scan >将遍历扫描org.spring21路径下的所有类型定义，寻找标注了相应注解的类，并添加到IoC容器。

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提示 如果要扫描的类定义存在于不同的源码包下面，也可以为base-package指定多个以逗号分隔的扫描路径。需要的话，不要犹豫！

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<context:component-scan >默认扫描的注解类型是@Component。

不过，在@Component语义基础上细化后的@Repository、@Service和@Controller也同样可以获得< context:component-scan>
的青睐。

@Component的语义更广、更宽泛，而@Repository、@Service和@Controller的语义则更具体。所以，同样对于服务层的类定义来说，使用@Service标注它，要比使用@Component更为确切。

对于其他两种注解也是同样道理，我们暂且使用语义更广的@Component来标注FXNews相关类，以便摆脱每次都要向IoC容器配置添加bean定义的苦恼。

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使用@Component标注后的FXNews相关类定义

@Component 
public class FXNewsProvider 
 
 @Autowired  
private IFXNewsListener newsListener; 
 @Autowired 
private IFXNewsPersister newPersistener; 
 ... 
 


@Component("djNewsListener") 
public class DowJonesNewsListener implements IFXNewsListener
 
 ... 
 


@Component 
public class DowJonesNewsPersister implements IFXNewsPersister 
 
 ... 

< context:component-scan>在扫描相关类定义并将它们添加到容器的时候，会使用一种默认的命名规则，来生成那些添加到容器的bean定义的名称（beanName）。

比如DowJonesNewsPersister通过默认命名规则将获得dowJonesNewsPersister作为bean定义名称。如果想改变这一默认行为，就可
以像以上DowJonesNewsListener所对应的@Component那样，指定一个自定义的名称。

另一种方法就是使用自定义实现的BeanNameGenerator，通过<context:component-scan >的name-generator属性指定我们自己的BeanNameGenerator实现类来替换掉默认的BeanNameGenerator，也可以改变默认的bean定义
名称生成规则。

现在，除了<context:component-scan >是唯一需要添加到IoC容器的配置内容，所有的工作都可以围绕着使用注解的Java源代码来完成了。如果现在加载配置文件，启动FXNewProvider来处理外汇新闻的话，我们可以得到预期的运行效果，运行的代码如下所示：

ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("../conf.xml"); 
FXNewProvider provider = (FXNewProvider)ctx.getBean("FXNewsProvider"); 
provider.getAndPersistNews(); 

注意，我们通过FXNewsProvider作为bean定义名称来获取FXNewsProvider的实例，对于开头都是大写的类名来
说，bean定义名称实际上就相当于类名，这与默认的命名生成规则有些小小的差异。

你或许会觉得有些诧异，因为我们并没有使用< context:annotation-config >甚至直接将相应的BeanPostProcessor添加到容器中，而FXNewsProvider怎么会获得相应的依赖注入呢？

这个得怪< context:component-scan>“多管闲事”，它同时将AutowiredAnnotationBeanPostProcessor和CommonAnnotationBeanPostProcessor一并注册到了容器中，所以，依赖注入的需求得以满足。

如果你不喜欢，非要自己通过 < context:annotation-config> 或者直接添加相关 BeanPostProcessor的方式来满足@Autowired或者@Resource的需求，可以将<context:component-scan >的annotation-config属性值从默认的true改为false。不过，我想没有太好的理由非要这么做吧？

< context:component-scan>的扫描行为可以进一步定制，默认情况下它只关心@Component、@Repository、@Service和@Controller四位大员，但我们可以丰富这一范围，或者对默认的扫描结果进行过滤以排除某些类，< context:component-scan>的嵌套配置项可以帮我们达到这一目的。

<context:component-scan >部分嵌套配置项的使用示例

<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-2.5.xsd ➥
http://www.springframework.org/schema/context ➥
http://www.springframework.org/ schema/context/spring-context-2.5.xsd"> 

<context:component-scan base-package="org.spring21"> 

<context:include-filter type="annotation" ➥
 expression="cn.spring21.annotation.FXService"/> 

 <context:exclude-filter type="aspectj" expression=".."/> 
 </context:component-scan> 

</beans>

include-filter和exclude-filter可以使用的type类型有annotation、assignable、regex和aspectj四种。它们的更多信息可以参考最新的Spring 参考文档。上例中，我们增加了@FXService作为新的被扫描注解对象，并使用aspectj表达式排除某些扫描结果。

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