Spring(2)——Spring IoC 详解

2023-07-28 12:47:40

Spring IoC 概述

IoC：Inverse of Control（控制反转）

读作“反转控制”，更好理解，不是什么技术，而是一种设计思想，就是将原本在程序中手动创建对象的控制权，交由Spring框架来管理。
正控：若要使用某个对象，需要自己去负责对象的创建
反控：若要使用某个对象，只需要从 Spring 容器中获取需要使用的对象，不关心对象的创建过程，也就是把创建对象的控制权反转给了Spring框架
好莱坞法则：Don’t call me ,I’ll call you

一个例子

控制反转显然是一个抽象的概念，我们举一个鲜明的例子来说明。

在现实生活中，人们要用到一样东西的时候，第一反应就是去找到这件东西，比如想喝新鲜橙汁，在没有饮品店的日子里，最直观的做法就是：买果汁机、买橙子，然后准备开水。值得注意的是：这些都是你自己“主动”创造的过程，也就是说一杯橙汁需要你自己创造。

然而到了今时今日，由于饮品店的盛行，当我们想喝橙汁时，第一想法就转换成了找到饮品店的联系方式，通过电话等渠道描述你的需要、地址、联系方式等，下订单等待，过一会儿就会有人送来橙汁了。

请注意你并没有“主动”去创造橙汁，橙汁是由饮品店创造的，而不是你，然而也完全达到了你的要求，甚至比你创造的要好上那么一些。

Spring IoC 阐述

这就是一种控制反转的理念，上述的例子已经很好的说明了问题，我们再来描述一下控制反转的概念：控制反转是一种通过描述（在 Java 中可以是 XML 或者注解）并通过第三方（Spring）去产生或获取特定对象的方式。

好处：

降低对象之间的耦合

我们不需要理解一个类的具体实现，只需要知道它有什么用就好了（直接向 IoC 容器拿）

主动创建的模式中，责任归于开发者，而在被动的模式下，责任归于 IoC 容器，基于这样的被动形式，我们就说对象被控制反转了。（也可以说是反转了控制）

Spring IoC 容器

Spring 会提供 IoC 容器来管理和容纳我们所开发的各种各样的 Bean，并且我们可以从中获取各种发布在 Spring IoC 容器里的 Bean，并且通过描述可以得到它。

Spring IoC 容器的设计

Spring IoC 容器的设计主要是基于以下两个接口：

BeanFactory
ApplicationContext

其中 ApplicationContext 是 BeanFactory 的子接口之一，换句话说：BeanFactory 是 Spring IoC 容器所定义的最底层接口，而 ApplicationContext 是其*接口之一，并对 BeanFactory 功能做了许多的扩展，所以在绝大部分的工作场景下，都会使用 ApplicationContext 作为 Spring IoC 容器。

BeanFactory

从上图中我们可以几乎看到， BeanFactory 位于设计的最底层，它提供了 Spring IoC 最底层的设计，为此，我们先来看看该类中提供了哪些方法：

由于这个接口的重要性，所以有必要在这里作一下简短的说明：

【getBean】对应了多个方法来获取配置给 Spring IoC 容器的 Bean。

① 按照类型拿 bean：

bean = (Bean) factory.getBean(Bean.class);

注意：要求在 Spring 中只配置了一个这种类型的实例，否则报错。（如果有多个那 Spring 就懵了，不知道该获取哪一个）

② 按照 bean 的名字拿 bean:

bean = (Bean) factory.getBean("beanName");

注意：这种方法不太安全，IDE 不会检查其安全性（关联性）

③ 按照名字和类型拿 bean：（推荐）

bean = (Bean) factory.getBean("beanName", Bean.class);
【isSingleton】用于判断是否单例，如果判断为真，其意思是该 Bean 在容器中是作为一个唯一单例存在的。而【isPrototype】则相反，如果判断为真，意思是当你从容器中获取 Bean，容器就为你生成一个新的实例。

注意：在默认情况下，【isSingleton】为 ture，而【isPrototype】为 false
关于 type 的匹配，这是一个按 Java 类型匹配的方式
【getAliases】方法是获取别名的方法

这就是 Spring IoC 最底层的设计，所有关于 Spring IoC 的容器将会遵守它所定义的方法。

ApplicationContext

根据 ApplicationContext 的类继承关系图，可以看到 ApplicationContext 接口扩展了许许多多的接口，因此它的功能十分强大，所以在实际应用中常常会使用到的是 ApplicationContext 接口，因为 BeanFactory 的方法和功能较少，而 ApplicationContext 的方法和功能较多。

通过上一篇 IoC 的例子，我们来认识一个 ApplicationContext 的子类——ClassPathXmlApplicationContext。

先在【src】目录下创建一个【bean.xml】文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<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">

    <!-- 通过 xml 方式装配 bean -->

    <bean name="source" class="pojo.Source">

        <property name="fruit" value="橙子"/>

        <property name="sugar" value="多糖"/>

        <property name="size" value="超大杯"/>

    </bean>

</beans>

这里定义了一个 bean ，这样 Spring IoC 容器在初始化的时候就能找到它们，然后使用 ClassPathXmlApplicationContext 容器就可以将其初始化：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");

Source source = (Source) context.getBean("source", Source.class);

System.out.println(source.getFruit());

System.out.println(source.getSugar());

System.out.println(source.getSize());

这样就会使用 Application 的实现类 ClassPathXmlApplicationContext 去初始化 Spring IoC 容器，然后开发者就可以通过 IoC 容器来获取资源了啦！

关于 Spring Bean 的装配以及一些细节，会在下一篇文章中讲到

ApplicationContext 常见实现类：

1.ClassPathXmlApplicationContext：

读取classpath中的资源

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

2:FileSystemXmlApplicationContext:-

读取指定路径的资源

ApplicationContext ac = new FileSystemXmlApplicationContext("c:/applicationContext.xml");

3.XmlWebApplicationContext:

需要在Web的环境下才可以运行

XmlWebApplicationContext ac = new XmlWebApplicationContext(); // 这时并没有初始化容器

ac.setServletContext(servletContext); // 需要指定ServletContext对象

ac.setConfigLocation("/WEB-INF/applicationContext.xml"); // 指定配置文件路径，开头的斜线表示Web应用的根目录

ac.refresh(); // 初始化容器

BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别：

BeanFactory：是Spring中最底层的接口，只提供了最简单的IoC功能,负责配置，创建和管理bean。

在应用中，一般不使用 BeanFactory，而推荐使用ApplicationContext（应用上下文），原因如下。
ApplicationContext：

1.继承了 BeanFactory，拥有了基本的 IoC 功能；

2.除此之外，ApplicationContext 还提供了以下功能：

① 支持国际化；

② 支持消息机制；

③ 支持统一的资源加载；

④ 支持AOP功能；

Spring IoC 的容器的初始化和依赖注入

虽然 Spring IoC 容器的生成十分的复杂，但是大体了解一下 Spring IoC 初始化的过程还是必要的。这对于理解 Spring 的一系列行为是很有帮助的。

注意：Bean 的定义和初始化在 Spring IoC 容器是两大步骤，它是先定义，然后初始化和依赖注入的。

Bean 的定义分为 3 步：

1.Resource 定位

Spring IoC 容器先根据开发者的配置，进行资源的定位，在 Spring 的开发中，通过 XML 或者注解都是十分常见的方式，定位的内容是由开发者提供的。

2.BeanDefinition 的载入

这个时候只是将 Resource 定位到的信息，保存到 Bean 定义（BeanDefinition）中，此时并不会创建 Bean 的实例

3.BeanDefinition 的注册

这个过程就是将 BeanDefinition 的信息发布到 Spring IoC 容器中

注意：此时仍然没有对应的 Bean 的实例。

做完了以上 3 步，Bean 就在 Spring IoC 容器中被定义了，而没有被初始化，更没有完成依赖注入，也就是没有注入其配置的资源给 Bean，那么它还不能完全使用。

对于初始化和依赖注入，Spring Bean 还有一个配置选项——【lazy-init】，其含义就是是否初始化 Spring Bean。在没有任何配置的情况下，它的默认值为 default，实际值为 false，也就是 Spring IoC 默认会自动初始化 Bean。如果将其设置为 true，那么只有当我们使用 Spring IoC 容器的 getBean 方法获取它时，它才会进行 Bean 的初始化，完成依赖注入。

IoC 是如何实现的

最后我们简单说说IoC是如何实现的。想象一下如果我们自己来实现这个依赖注入的功能，我们怎么来做？无外乎：

读取标注或者配置文件，看看JuiceMaker依赖的是哪个Source，拿到类名
使用反射的API，基于类名实例化对应的对象实例
将对象实例，通过构造函数或者 setter，传递给 JuiceMaker

我们发现其实自己来实现也不是很难，Spring实际也就是这么做的。这么看的话其实IoC就是一个工厂模式的升级版！当然要做一个成熟的IoC框架，还是非常多细致的工作要做，Spring不仅提供了一个已经成为业界标准的Java IoC框架，还提供了更多强大的功能，所以大家就别去造*啦！希望了解IoC更多实现细节不妨通过学习Spring的源码来加深理解！

引用地址：这里

【参考资料】:《Java EE 互联网轻量级框架整合开发》、《Spring 实战（第四版）》

【好文推荐】：①Spring 的本质系列(1) -- 依赖注入、 ②Spring的IoC原理

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