Spring系列（二）：Spring IoC应用

一、Spring IoC的核心概念

　　IoC（Inversion of Control  控制反转），详细的概念见Spring系列（一）：Spring核心概念

二、Spring IoC的应用

　　1、定义Bean的信息

　　　　1.1 基于xml的形式定义Bean的信息

　　　　① 新建一个Bean：　

package com.toby.ioc.component;

/**
 * @desc:
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:49
 */
public class TobyBean{
    public TobyBean(){
        System.out.println("TobyBean Constructor");
    }
}

　　　　② 在resources下面新建一个spring.xml

　　　　

　　　　xml配置如下：

<?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">
    <bean id="tobyBean" class="com.toby.ioc.component.TobyBean"/>
</beans>

 　　　　③ 写一个测试类进行测试

package com.toby.ioc.xml;

import com.toby.ioc.component.TobyBean;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * @desc: 基于xml
 * @author: toby
 * @date: 2019/8/6 17:36
 */
public class XmlTest {
    private ClassPathXmlApplicationContext context;

    @Before
    public void before(){
        context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
    }

    @Test
    public void test(){
        TobyBean tobyBean = context.getBean(TobyBean.class);
        System.out.println(tobyBean);
    }
}

 　　　　总结：由于现在基本基于spring boot 约定大于配置，而且大量的xml配置也不易于维护，所以这里就简单介绍下基于xml的原理：首先读取资源配置文件，然后解析成BeanDefinition，最后利用反射进行相应的实例化操作。我们接下来重点讲解基于注解的方式

　　　　1.2 基于读取配置类的形式定义Bean信息

　　　　① 同上面基于xml一样，需要一个Bean

　　　　② 新建一个配置类定义相应的Bean信息

package com.toby.ioc.config;

import com.toby.ioc.component.TobyBean;
import org.springframework.context.annotation.*;

/**
 * @desc: ioc config 类
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:10
 */
@Configuration
public class IocConfig {

    @Bean
    public TobyBean tobyBean(){
        return new TobyBean();
    }
}

　　　　③ 写一个测试类进行测试

package com.toby.ioc.configuration;

import com.toby.ioc.config.IocConfig;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

/**
 * @desc: 基于配置类
 * @author: toby
 * @date: 2019/8/6 17:59
 */
public class ConfigurationTest {
    private AnnotationConfigApplicationContext context;

    @Before
    public void before(){
        context = new AnnotationConfigApplicationContext(IocConfig.class);
    }

    @Test
    public void test(){
        System.out.println(context.getBean("tobyBean"));
    }
}

 　　2、Spring IoC常用注解使用

　　　　2.1 @Configuration 相当于 xml配置的 <beans/>

　　　　2.2 @Bean 相当于 xml配置的 <bean/>

　　　　默认（单实例 延迟加载）

package com.toby.ioc.config;

import com.toby.ioc.component.TobyBean;
import org.springframework.context.annotation.*;

/**
 * @desc: ioc config 类
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:10
 */
@Configuration
public class IocConfig {

    @Bean
    public TobyBean tobyBean(){
        return new TobyBean();
    }
}　　　

　　　　配置Bean的作用域

　　　　① 在不指定@Scope的情况下，所有的bean都是单实例的bean,而且是饿汉加载(容器启动实例就创建好了)

　　　　② @Scope为prototype表示为多实例的，而且还是懒汉模式加载（IOC容器启动的时候，并不会创建对象，而是在每次使用的时候才会创建）注意：当指定多例的时候是无法解决循环依赖的后续源码会分析

@Configuration
public class IocConfig {

    @Bean
    @Scope("prototype")
    public TobyBean tobyBean(){
        return new TobyBean();
    }
}

　　　　如何测试是否多实例：

public class IocMain {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(IocConfig.class);
        TobyBean tobyBean1 = context.getBean(TobyBean.class);
        TobyBean tobyBean2 = context.getBean(TobyBean.class);
        //单例返回true 多例返回false
        System.out.println(tobyBean1 == tobyBean2);
    }
}

　　　　③ @Scope指定的作用域取值：singleton 单实例的(默认)，prototype 多实例的，request 同一次请求，session 同一个会话级别

　　　　Bean的懒加载@Lazy

　　　　Bean的懒加载@Lazy(主要针对单实例的bean在容器启动的时候，不创建对象，而在第一次使用的时候才会创建该对象，多实例bean没有懒加载一说)

@Configuration
public class IocConfig {

    @Bean
    @Lazy
    public TobyBean tobyBean(){
        return new TobyBean();
    }
}

　　　　2.3 @CompentScan 包扫描（重点）

　　　　在配置类上写@CompentScan注解来进行包扫描

　　　　① 常规用法：这样在basePackages包下面具有@Controller @Service @Repository @Component注解的组件都会被加载到spring容器中

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.toby.ioc"})
public class IocConfig {
}

　　　　② 排除用法：excludeFilters(排除@Controller注解和TobyService)

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.toby.ioc"},excludeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = {Controller.class}),
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,value = {TobyService.class})
})
public class IocConfig {

}

　　　　③ 包含用法：includeFilters，注意：若使用包含，需要把useDefaultFilters属性设置为false（true表示扫描全部的），后续源码解析会说到这个原因

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.toby.ioc"},includeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = {Controller.class, Service.class})
},useDefaultFilters = false)
public class IocConfig {

}

　　　　④ 自定义Filter用法：

　　　　自定义一个TobyTypeFilter实现TypeFilter

public class TobyTypeFilter implements TypeFilter {
    @Override
    public boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) throws IOException {
        //获取当前类的class的源信息
        ClassMetadata classMetadata = metadataReader.getClassMetadata();
        //类名称中包含Dao就可以被扫描到
        if(classMetadata.getClassName().contains("Dao")) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

　　　　配置类：

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.toby.ioc"},includeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.CUSTOM,value = TobyTypeFilter.class)
},useDefaultFilters = false)
public class IocConfig {
}

 　　　　2.4  @Conditional 条件注解（spring boot中大量用到）

　　　　① 新建2个Bean TobyA和TobyB 如下：

public class TobyA {
    public TobyA() {
        System.out.println("TobyA Constructor");
    }
}

public class TobyB {
    public TobyB() {
        System.out.println("TobyB Constructor");
    }
}

　　　　② 新建一个TobyCondition实现Condition接口

public class TobyCondition implements Condition {
    private static final String TOBY_A_BEAN_NAME = "tobyA";
    @Override
    public boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {
        //判断容器中是否有TobyA组件
        if(context.getBeanFactory().containsBean(TOBY_A_BEAN_NAME)){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

　　　　③ 配置类 只有当容器中有TobyA的时候才实例化TobyB

@Configuration
public class IocConfig {
    
    @Bean
    public TobyA tobyA(){
        return new TobyA();
    }

    @Bean
    @Conditional(TobyCondition.class)
    public TobyB tobyB(){
        return new TobyB();
    }
}

 　　　　2.5 往IOC容器中添加组件的方式

　　　　① 通过@ComponentScan包扫描 + @Controller、@Service、@Repository、@Component 针对我们自己写的组件可以通过该方式来加载到容器中

　　　　② 通过@Bean的方式来导入组件(适用于导入第三方组件)

　　　　③ 通过@Import

　　　　Ⅰ 通过@Import直接导入组件（导入组件的id为全限定类名）

　　　　配置类：

@Configuration
@Import({TobyBean.class})
public class IocConfig {
}

　　　　Ⅱ 通过@Import的ImportSelector类实现组件的导入（导入组件的id为全限定类名），自定义的TobyImportSelector需要实现ImportSelector接口。

public class TobyImportSelector implements ImportSelector {
    @Override
    public String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {
        //返回全限定类名的数组
        return new String[]{"com.toby.ioc.component.TobyBean"};
    }
}

　　　　配置类：

@Configuration
@Import({TobyImportSelector.class})
public class IocConfig {
}

　　　　Ⅲ 通过@Import的ImportBeanDefinitionRegistrar导入组件 (可以指定bean的名称)，自定义TobyImportBeanDefinitionRegistrar实现ImportBeanDefinitionRegistrar。

public class TobyImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        //创建一个bean定义对象
        RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(TobyBean.class);
        //把bean定义对象导入到容器中
        registry.registerBeanDefinition("tobyBean",rootBeanDefinition);
    }
}

　　　　配置类：

@Configuration
@Import({TobyImportBeanDefinitionRegistrar.class})
public class IocConfig {
}

　　　　④ 通过实现FactoryBean接口来实现注册组件

　　　　创建一个FactoryBean，注意要获取FactoryBean本身需要在beanName前面加上&

@Component
public class TobyBeanFactoryBean implements FactoryBean<TobyBean> {
    @Override
    public TobyBean getObject() throws Exception {
        return new TobyBean();
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return TobyBean.class;
    }

    @Override
    public boolean isSingleton() {
        return false;
    }
}

　　　　单元测试：

public class FactoryBeanTest {

    private AnnotationConfigApplicationContext context;

    @Before
    public void before(){
        context = new AnnotationConfigApplicationContext(IocConfig.class);
    }

    @Test
    public void test(){
        //获取TobyBean
        System.out.println(context.getBean("tobyBeanFactoryBean"));
        //如何获取TobyBeanFactoryBean
        System.out.println(context.getBean("&tobyBeanFactoryBean"));
    }
}

　　　　2.6 Bean的生命周期

 

 　　　　由容器管理Bean的生命周期，我们可以指定bean的初始化方法和bean的销毁方法

　　　　① 通过@Bean的initMethod和destroyMethod属性

　　　　新建一个LifeCycleBean1 Bean：

package com.toby.ioc.beanlifecycle;

/**
 * @desc: bean生命周期1
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:26
 */
public class LifeCycleBean1 {

    public LifeCycleBean1(){
        System.out.println("LifeCycleBean1 Constructor");
    }

    public void init(){
        System.out.println("LifeCycleBean1 Init");
    }

    public void destroy(){
        System.out.println("LifeCycleBean1 Destroy");
    }
}

　　　　配置类：

@Configuration
public class IocConfig {

    @Bean(initMethod = "init",destroyMethod = "destroy")
    public LifeCycleBean1 lifeCycleBean1(){
        return new LifeCycleBean1();
    }
}

　　　　②通过实现InitializingBean, DisposableBean2个接口

　　　　新建一个LifeCycleBean2

package com.toby.ioc.beanlifecycle;

import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: bean生命周期2 通过实现2个接口
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:30
 */
@Component
public class LifeCycleBean2 implements InitializingBean, DisposableBean {

    public LifeCycleBean2(){
        System.out.println("LifeCycleBean2 Constructor");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("LifeCycleBean2 destroy");
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        System.out.println("LifeCycleBean2 afterPropertiesSet");
    }
}

　　　　③ 通过JSR250规范提供的注解@PostConstruct和@PreDestroy标注的方法

　　　　新建一个LifeCycleBean3

package com.toby.ioc.beanlifecycle;

import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

/**
 * @desc: bean生命周期3 通过2个注解
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:30
 */
@Component
public class LifeCycleBean3{

    public LifeCycleBean3(){
        System.out.println("LifeCycleBean3 Constructor");
    }

    @PostConstruct
    public void init(){
        System.out.println("LifeCycleBean3 init");
    }

    @PreDestroy
    public void destroy(){
        System.out.println("LifeCycleBean3 destroy");
    }
}

 　　　　2.7 后置处理器（很重要，后面源码解析会讲）

　　　　① BeanPostProcessor：也称为Bean后置处理器，它是Spring中定义的接口，在Spring容器的创建过程中（具体为Bean初始化前后）会回调BeanPostProcessor中定义的两个方法。分别是postProcessBeforeInitialization（初始化之前）和postProcessAfterInitialization（初始化之后）

　　　　自定义TobyBeanPostProcessor后置处理器：

package com.toby.ioc.processor;

import com.toby.ioc.component.TobyBean;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanPostProcessor;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: bean的后置处理器
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 2:08
 */
@Component
public class TobyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof TobyBean){
            System.out.println("马上开始初始化TobyBean了，注意下");
        }
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof TobyBean){
            System.out.println("初始化完成TobyBean了，注意下");
        }
        return bean;
    }
}

　　　　② BeanFactoryPostProcessor：Bean工厂的后置处理器，触发时机bean定义注册之后bean实例化之前

　　　　自定义TobyBeanFactoryPostProcessor Bean工厂的后置处理器：

package com.toby.ioc.processor;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanFactoryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: bean工厂的后置处理器 触发时机 bean定义注册之后 bean实例化之前
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/21 23:04
 */
@Component
public class TobyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("调用了TobyBeanFactoryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法");
        for(String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()){
            if("tobyBean".equals(beanName)){
                BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
                beanDefinition.setLazyInit(true);
            }
        }
    }
}

　　　　③ BeanDefinitionRegistryPostProcessor：Bean定义的后置处理器，它继承了BeanFactoryPostProcessor，触发时机，在bean的定义注册之前

　　　　自定义TobyBeanDefinitionRegistryPostProcessor Bean定义的后置处理器

package com.toby.ioc.processor;

import com.toby.ioc.component.TobyBean;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.beans.factory.config.ConfigurableListableBeanFactory;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistry;
import org.springframework.beans.factory.support.BeanDefinitionRegistryPostProcessor;
import org.springframework.beans.factory.support.RootBeanDefinition;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: bean定义的后置处理器
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/21 23:11
 */
@Component
public class TobyBeanDefinitionRegistryPostProcessor implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {
    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {
        System.out.println("调用TobyBeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanDefinitionRegistry方法");
        System.out.println("bean定义的数据量:"+registry.getBeanDefinitionCount());
        RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(TobyBean.class);
        registry.registerBeanDefinition("tobyBean",rootBeanDefinition);
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        System.out.println("调用TobyBeanDefinitionRegistryPostProcessor的postProcessBeanFactory方法");
        System.out.println(beanFactory.getBeanDefinitionCount());
    }
}

　　　　2.8 Aware接口

　　　　Spring提供了大量的Aware接口，使得我们可以使用Spring的一些底层提供的容器，资源比如获取ApplicationContext就可以实现ApplicationContextAware接口，获取BeanFactory就可以实现BeanFactoryAware，这些Aware接口的回调是在Bean初始化 initializeBean() 方法中进行回调的

　　　　比如我们要使用Spring底层的ApplicationContext，则需要实现ApplicationContextAware如下：

package com.toby.ioc.aware;

import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: 应用中需要获取spring的上下文
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 1:15
 */
@Component
public class TobyApplicationContextAware implements ApplicationContextAware {
    /**
     * spring上下文
     */
    private ApplicationContext applicationContext;
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        System.out.println("应用程序获取到了spring 容器");
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
}

　　　　2.9 Lifecycle接口

　　　　每个对象都有自己生命周期的需求，主要方法：isAutoStartup()返回true时，Spring容器启动时会去执行start()方法。isRunning()返回true的时候，容器销毁时会调用stop()方法。比如eruaka启动的入口就是通过实现SmartLifecycle接口来实现

　　　　自定义TobyLifecycle实现SmartLifecycle接口：

package com.toby.ioc.lifecycle;

import org.springframework.context.SmartLifecycle;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @desc: 每个对象都有自己生命周期的需求，比如eruaka启动的入口就是用这个实现的
 * @author: toby
 * @date: 2019/7/13 2:00
 */
@Component
public class TobyLifecycle implements SmartLifecycle {
    @Override
    public boolean isAutoStartup() {
        return true;
    }

    @Override
    public void stop(Runnable callback) {

    }

    @Override
    public void start() {
        System.out.println("TobyLifecycle start");
    }

    @Override
    public void stop() {

    }

    @Override
    public boolean isRunning() {
        return false;
    }

    @Override
    public int getPhase() {
        return 0;
    }
}

　　　　2.10 自动装配

　　　　① @Autowired 默认情况下：首先是按照类型进行装配，若在IOC容器中发现了多个相同类型的组件，那么就按照属性名称来进行装配。

　　　　② @Autowired 假设我们需要指定特定的组件来进行装配，我们可以通过使用@Qualifier("tobyDao")来指定装配的组件或者在配置类上的@Bean加上@Primary注解

　　　　@Autowired + @Qualifier：

@Service
public class TobyService {
    @Autowired
    @Qualifier("tobyDao")
    private TobyDao tobyDao;

    public TobyDao getTobyDao(){
        return this.tobyDao;
    }
}

　　　　@Bean + @Primary：

@Configuration
public class IocConfig {
    @Bean
    @Primary
    public TobyDao tobyDao(){
        return new TobyDao();
    }

    @Bean
    public TobyDao tobyDao2(){
        return new TobyDao();
    }
}

　　　　③ 假设我们指定Autowire.BY_TYPE，这时候容器出现2个及以上,那么在装配的时候就会抛出异常

@Configuration
public class PrincipleConfig {
    @Bean
    public PrincipleBean principleBean(){
        return new PrincipleBean();
    }

    @Bean(autowire = Autowire.BY_TYPE)
    public PrincipleAspect principleAspect(){
        return new PrincipleAspect();
    }

    @Bean
    public PrincipleLog principleLog(){
        return new PrincipleLog();
    }

    @Bean
    public PrincipleLog principleLog2(){
        return new PrincipleLog();
    }
}

　　　　④ @Resource(JSR250规范)功能和@AutoWired的功能差不多一样，但是不支持@Primary和@Qualifier的支持

　　　　⑤ @Inject(JSR330规范)需要导入jar包依赖功能和支持@Primary功能，但是没有Require=false的功能

　　总结：通过上面的示例，对Spring IoC常用注解以及接口有一定了解，Spring系列完整代码在码云：spring系列，接下来将进入：Spring系列（三）：Spring IoC源码解析（干货多多）