Spring(2)——Spring IoC 详解

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 是其最高级接口之一，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。

1. 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>

2. 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：

1. 读取标注或者配置文件，看看JuiceMaker依赖的是哪个Source，拿到类名
2. 使用反射的API，基于类名实例化对应的对象实例
3. 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，所以大家就别去造轮子啦！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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本文作者：我没有三颗心脏
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