（二） Spring IOC 容器

（二） Spring IOC 容器

 

 

1、IoC 容器简介

在我们使用传统的编码方式编写代码时，如果在类中需要引用另外一个类的对象，我们一般会直接在类中使用new关键字，创建这样一个对象。此时，使用这个对象的类，就与这个对象所对应的类产生了耦合性。IoC中文名称为控制反转，它就是用来解决上述问题的一种设计思想，它能指导我们设计出耦合性更低，更易于管理的代码。传统的程序，都是在需要使用的地方主动地创建对象，而IoC的思想却是将创建对象的工作交给IoC容器去进行。我们告诉IoC容器，它需要创建那些对象，IoC容器创建好这些对象，然后主动地将它们注入到需要使用的地方。此时，需要使用对象的那些类，并不主动地获取对象，而且由IoC容器为它们分配，控制权在IoC容器手上，这就是控制反转。当然，IoC容器并不只是控制对象，可以理解为控制外部资源的获取。

   IoC 容器是 Spring 的核心，也可以称为 Spring 容器。Spring 通过 IoC 容器来管理对象的实例化和初始化，以及对象从创建到销毁的整个生命周期。
Spring 中使用的对象都由 IoC 容器管理，不需要我们手动使用 new 运算符创建对象。由 IoC 容器管理的对象称为 Spring Bean，Spring Bean 就是 Java 对象，和使用 new 运算符创建的对象没有区别。
Spring 通过读取 XML 或 Java 注解中的信息来获取哪些对象需要实例化。

 

2、Spring 提供 2 种不同类型的 IoC 容器，即 BeanFactory 和 ApplicationContext 容器。

 1.BeanFactory 容器

      BeanFactory 是最简单的容器，由 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 接口定义，采用懒加载（lazy-load），所以容器启动比较快。BeanFactory 提供了容器最基本的功能。
为了能够兼容 Spring 集成的第三方框架（如 BeanFactoryAware、InitializingBean、DisposableBean），所以目前仍然保留了该接口。
简单来说，BeanFactory 就是一个管理 Bean 的工厂，它主要负责初始化各种 Bean，并调用它们的生命周期方法。
BeanFactory 接口有多个实现类，最常见的是 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory。使用 BeanFactory 需要创建 XmlBeanFactory 类的实例，通过 XmlBeanFactory 类的构造函数来传递 Resource 对象。如下所示。

Resource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml"); 
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource);  
HelloWorld obj = (HelloWorld) factory.getBean("helloWorld");

2. ApplicationContext 容器

    ApplicationContext 继承了 BeanFactory 接口，由 org.springframework.context.ApplicationContext 接口定义，对象在启动容器时加载。ApplicationContext 在 BeanFactory 的基础上增加了很多企业级功能，例如 AOP、国际化、事件支持等。ApplicationContext 容器包括 BeanFactory 容器的所有功能，所以通常不建议使用BeanFactory。

ApplicationContext 接口有两个常用的实现类，具体如下。

（1）ClassPathXmlApplicationContext

该类从类路径 ClassPath 中寻找指定的 XML 配置文件，并完成 ApplicationContext 的实例化工作，具体如下所示。

ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation);

在上述代码中，configLocation 参数用于指定 Spring 配置文件的名称和位置，如 Beans.xml。

（2）FileSystemXmlApplicationContext

该类从指定的文件系统路径中寻找指定的 XML 配置文件，并完成 ApplicationContext 的实例化工作，具体如下所示。

ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(String configLocation);

     它与 ClassPathXmlApplicationContext 的区别是：在读取 Spring 的配置文件时，FileSystemXmlApplicationContext 不会从类路径中读取配置文件，而是通过参数指定配置文件的位置。即 FileSystemXmlApplicationContext 可以获取类路径之外的资源，如“F:/workspaces/Beans.xml”

    通常在 Java 项目中，会采用 ClassPathXmlApplicationContext 类实例化 ApplicationContext 容器的方式，而在 Web 项目中，ApplicationContext 容器的实例化工作会交由 Web 服务器完成。Web 服务器实例化 ApplicationContext 容器通常使用基于 ContextLoaderListener 实现的方式，它只需要在 web.xml 中添加如下代码：

<!--指定Spring配置文件的位置，有多个配置文件时，以逗号分隔-->
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <!--spring将加载spring目录下的applicationContext.xml文件-->
    <param-value>
        classpath:spring/applicationContext.xml
    </param-value>
</context-param>
<!--指定以ContextLoaderListener方式启动Spring容器-->
<listener>
    <listener-class>
        org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
    </listener-class>
</listener>

需要注意的是：  BeanFactory 和 ApplicationContext 都是通过 XML 配置文件加载 Bean 的。
二者的主要区别在于，如果 Bean 的某一个属性没有注入，使用 BeanFacotry 加载后，第一次调用 getBean() 方法时会抛出异常，而 ApplicationContext 则会在初始化时自检，这样有利于检查所依赖的属性是否注入
因此，在实际开发中，通常都选择使用 ApplicationContext，只有在系统资源较少时，才考虑使用 BeanFactory。

 

3、Spring容器如何实现IOC

 这一块，我就简单地说一说我今天下午在研究Spring的IoC源码的过程中，了解到的一些内容。首先，Spring的IoC容器，可以简单地理解为就是BeanFactory接口的一个实现类对象，比如Spring的应用上下文接口ApplicationContext就是继承自BeanFactory，而我们使用较多的ClassPathXmlApplicationContext就是ApplicationContext的一个实现类。它们都可以理解为是Spring的IoC容器，而BeanFactory就是这个继承体系中的最高层。下面我就以单例bean的创建，简单地说一说Spring的IoC实现的一个过程，假设使用到的是ClassPathXmlApplicationContext这个容器，解析的是xml配置文件：

1. 容器解析xml配置文件，将声明在xml文件中的bean的配置信息提取出来，每一个bean的配置信息被封装成一个BeanDefinitionHolder对象。BeanDefinitionHolder主要包含三个成员——BeanDefinition对象，bean的名称（id），以及bean的别名。BeanDefinition对象就是用来保存一个bean的配置信息，比如bean的作用域，bean的类型，bean的依赖，bean的属性......
2. 容器创建一个ConcurrentHashMap对象，这个map的key是bean的名称，而value则是BeanDefinition对象的引用。容器将第一步中解析出的每一个BeanDefinitionHolder对象，它对应的bean名称，以及拥有的BeanDefinition引用放入这个map中。所以，这个map保存了我们在程序中声明的所有的bean的配置信息。
3. 容器初始化完成后，开始创建bean，遍历第二步中的map集合，获取到bean的名称以及对应的BeanDefinition对象，通过BeanDefinition对象中的信息，判断这个bean有没有定义为延迟加载，若没有，则需要现在就进行创建。在创建前，先通过BeanDefinition中的配置信息，判断此bean有没有depend-on（依赖）其他bean，若有，则先创建当前bean依赖的bean（此处的depend-on不是bean的属性，而是需要通过配置项进行配置的）。之后，则创建当前遍历到的bean。
4. bean在创建完成后，通过bean的BeanDefinition对象，获取bean需要注入值的属性，然后为属性赋值，若属性的值类型是其他的bean，则以上面相同的步骤，创建属性对应的bean；
5. 容器创建一个ConcurrentHashMap，将创建好的单例bean保存在其中。我们在代码中可以通过容器的getBean方法，传入bean的名称或类型获取单例bean。容器会先去这个map中查找，若map中不存在，且这个bean的配置在第2步中存储配置信息的map中能够找到，则创建这个bean，放入存储bean的map中（因为bean可以配置延迟加载，即第一次获取时加载）；

  Spring中，bean最基本的两种作用域就是singleton（单例）和prototype（多例），默认为单例。以上过程是单例bean的创建过程，若作用域为prototype，则每一次调用getBean方法，都会创建一个新的bean。顺带一提，创建bean的方式是通过反射机制，这个大部分人应该都知道。