Spring 框架

Spring 核心技术

2018-05-31  本文已影响0人  天幕_bc1a

Part III. Core Technologies

github 地址 https://github.com/yanghj7425/article/blob/master/spring/framework/PartIII.CoreTechnologies.md

发现一个小问题：github 的目录在 简书这里不能用。我也就不改了，小伙伴们可以去我github看哈 : 😀

目录

这部分的参考文档覆盖的所有技术，都是 Spring 框架的组成部分。
其中最主要的是 Spring 框架中的反转控制（IOC）容器。Spring 框架的 IoC 容器的彻底的处理是紧随其后的是 Spring 的全面覆盖的面向方面编程(aop)技术。Spring 框架有它自己的AOP框架，它的概念是容易理解的，他成功的解决了80% 的企业级 AOP 编程的需求。
……

IoC 容器

Spring IOC 容器和 Java bean 的介绍

这章覆盖了Spring 框架的 IoC 的实现规则。IoC 因依赖注入儿众所周知。这也是定义它自己依赖的方式的一种方式，就是这样和其他的对象跟它一起工作，只有通过构造函器的参数，参数传递给一个工厂方法或者属性，在它的构造器或者工厂方法返回之后设置一个实例。当它创建类的时候容器注入这些依赖关系。这个过程是反转的基础，因此叫做反转控制（IoC），类它自己控制实例或者它依赖的位置通过直接构造类，或一个机制如服务定位器模式。


org.springframework.beans 和 org.springframework.context 包是 Spring 框架Ioc的基础， BeanFactory 接口提供了一个高级的配置机制关于管理任何类型的对象。ApplicationContext 是 BeanFactory 的一个子接口，他更容易的集成了Spring AOP 的特性： 消息资源控制，公共事件和应用层指定的上下文例如：WebApplicationContext 被用在 Web 应用中。


总而言之，BeanFactory 提供了框架的配置和基础的功能，ApplicationContext 添加了更多企业级的特性。ApplicationContext 是一个 BeanFactory 的一个完美超类，它仅仅被用在这章描述 Spring 的 Ioc 容器。更多用 BeanFactory 代替 ApplicationContext 的信息，参考7.16 BeanFactory。

在 Spring 中，对象在应用中主要的形式和被 IOC 容器管理叫做 Bean，一个 Bean 是一个对象，它是一个实例，一个集合和任何被 Ioc 容器管理的。另外，一个 bean 不过是在你应用中众多对象中的一个。Beans ，他们之间的依赖关系呗映射到一个配置的数据文件里面被容器使用。

容器综述

org.springframework.context.ApplicationContext 接口代表了 Spring 的 Ioc 容器和负责实例化、配置、集成上述提到的 bean。容器得到他的实例对于每一个通过读配置数据文件实例、配置、装配的对象。数据配置文件描述在 XML 文件、Java 注解、或者 Java 代码。它允许你表达你的对象然后组成你的应用并且丰富对象之间的依赖接口。


一些实现了 ApplicationContext 接口被 Spring 提供为没有内建的。在单例应用中，通常是创建一个 ClasspathXmlApplication 或者FileSystemXmlApplicationContext 实例。XML 已经形成传统的格式，为了配置的数据文件你可以指示容器使用 Java 注解或者代码作为数据元格式通过提供少量的配置文件起声明使能支持这些添加的元数据格式。

在大多数应用的场景，显示的用户代码对于一个实例或者多个实例不是必须要的。例如，在 web 应用场景中，简单的 8 行样本文件 web 描述文件在 web.xml 中已经是足够的。如果你正在用 Spring Tool Suite 这样的开发环境这样的样本配置文件可以可以在点几下鼠标或者少量的按键后容易的被创建。

在 ApplicationContext 被创建和初始化之后，你的应用类和配置数据将被整合，你拥有一个配置完整和可以执行的系统和应用。

配置元数据

Spring 的 IOC 容器需要一个格式的来配置元数据；这个元数据代表你作为一个应用开发者告诉 Spring 容器怎样在应用中实例化、配置和集成对象。

注意

基于 XML 的元数据不是唯一的配置方式。Spring Ioc 容器已经完全从某一种形式的元数据中解耦。目前，许多的开发者在 Spring 应用中选择使用 基于 Java 配置的方式.

  1. XML 配置通过在 <beans> 元素内使用 <bean> 元素来定义。

  2. Java 配置通过使用 @Configuration 注解类，在类内部使用 @Bean 注解方法。

    • 关于 Java 配置的注解：
      • @Configuration
      • @Bean
      • @Import
      • @DependsOn

实例化一个容器

<span id="InstantiatingContainer"> </span>
实例化一个 Ioc 容器是简单的，ApplicaationContext 构造器是一个实际的资源字符串允许从多种外部资源加载配置元数据，如：本地文件系统，Java ClassPath 等等。

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("services.xml", "daos.xml");

合并基于XML配置的元数据

可以使用 ApplicationContext 构造器从所有的 XML 碎片（多个 XML 文件）中加载 bean 的定义。构造器可以持有多个 Resources 路径，就像上面这样。另外也可以使用 <import/> 元素:

<!-- 文件名称 ： beans.xml -->
<beans>
    <import resource="services.xml"/>
    <import resource="resources/messageSource.xml"/>
    <import resource="/resources/themeSource.xml"/>
    <bean id="bean1" class="..."/>
    <bean id="bean2" class="..."/>
</beans>

注意:

所有的路径都是相对于定义文件做的导入。beans.xml 和 servives.xml 在同一个路径下。

使用 ../ 引用一个父目录里面的文件是可能的，但是不推荐。

尤其是不推荐使用 classpath: URL(如：classpath:../services.xml),这样运行时会选择最近的根路径然后再查找父路径。Classpath 配置更改可能会选择不同加载的不同的一个不正确的目录。

如果使用绝对路径：比如，file:c:/config.xml。 一般来说：最好保持一个对于这些资源路径的相对引用，可以通过${}占位符，JVM 在运行时解析属性。

容器的使用

Application 使你可以读到 bean 的定义和访问他们通过下面的方式：

// create and configure beans
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("services.xml", "daos.xml");
// retrieve configured instance
PetStoreService service = context.getBean("petStore", PetStoreService.class);
// use configured instance
List<String> userList = service.getUsernameList();

Bean的概念

容器的 bean 被绑定元数据创建，例如，xml 里面的 <bean/> 定义的。在容器内部这些 bean 被定义为一个包含元数据的 BeanDefinition 对象，通常包含以下信息：

此外，Spring 也允许用户注册一个已经存在的被其他容器创建的对象。通过 getBeanFactory() 访问 ApplicationContext 的 BeanFactory，它返回的 BeanFactory 实现了的 DefaultListableBeanFactory 支持通过 registerSingleton() 和 registerBeanDefinition() 方法注册。

在 xml 的配置里面，使用 id 或 name 属性来指定一个标识符。如果想要给 bean 起别名，可以使用 name 属性。如果没有指定 id/name 容器会自动为 bean 生成一个唯一的名称。然而如果想要明确的通过名称来引用，就必须提供一个名称。

通过 <alias/> 元素可以用不同的名称访问同一个对象：

<alias name="subsystemA-dataSource" alias="subsystemB-dataSource"/>
<alias name="subsystemA-dataSource" alias="myApp-dataSource" />

这样就有三个名称指向同一个对象。

通过构造器实例化

通过默认构造器实例化 bean ：

    <bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean"/>
    <bean name="anotherExample" class="examples.ExampleBeanTwo"/>

通过静态工厂方法实例化

创建的类可以通过 factory-method 属性指定方法名称来通过指定的静态工厂方法来实例化：

xml 配置：

    <bean id="clientService"
    class="examples.ClientService"
    factory-method="createInstance"/>

Java Demo:

public class ClientService {
    private static ClientService clientService = new ClientService();
    private ClientService() {}
    public static ClientService createInstance() {  //静态工厂方法
        return clientService;
    }
}

使用实例工厂方法来实例化

和静态工厂方法类似，实例工厂方法从容器中调用一个 bean 的非静态方法来创建一个新的 bean。为了使用这种机制，保持 class 属性为空，factory-bean 属性里面指定当前容器中被调用的 bean 对象，factory-method 指定方法名称。

<!-- the factory bean, which contains a method called createInstance() -->
<bean id="serviceLocator" class="examples.DefaultServiceLocator">
<!-- inject any dependencies required by this locator bean -->
</bean>
<!-- the bean to be created via the factory bean -->
<bean id="clientService"
    factory-bean="serviceLocator"
    factory-method="createClientServiceInstance"/>

Java Demo：

public class DefaultServiceLocator {
    private static ClientService clientService = new ClientServiceImpl();

    public ClientService createClientServiceInstance() { // 非静态方法
     return clientService;
    }
}

依赖

一个典型的企业级应用不会由单一的一个对象组成。甚至一个简单的应用也会由多个对象一起工作。

依赖注入

依赖注入是通过定义对象来定义他们的依赖关系，这样，其他的对象就可以一起工作，只有通过构造器参数、工厂方法参数或属性设置一个对象，在对象被构造或者工厂方法返回之后。当 bean 被创建的时候，容器就会注入这些依赖。

构造器注入

构造器的注入是通过容器调用一个有参数的构造器完成的，每一个参数代表一个依赖关系。

构造器使用参数类型来匹配当前的构造器。如果在构造器参数定义上没有歧义，在 bean 被构建的时候将按照构造器参数的顺序实例化：

package x.y;
public class Foo {
    public Foo(Bar bar, Baz baz) {
    // ...
    }
}

没有歧义存在，假设 Bar 和 Baz 不存在继承关系。就可以像下面这样配置：

<beans>
    <bean id="foo" class="x.y.Foo">
        <constructor-arg ref="bar"/>
        <constructor-arg ref="baz"/>
    </bean>
    <bean id="bar" class="x.y.Bar"/>
    <bean id="baz" class="x.y.Baz"/>
</beans>

当一个类被引用，类型匹配就可以出现。当使用简单类的时候，比如 <value>true</value>，没有类型值得帮助 Spring 不能通过类型匹配：

package examples;
public class ExampleBean {
// Number of years to calculate the Ultimate Answer
    private int years;
    // The Answer to Life, the Universe, and Everything
    private String ultimateAnswer;
    public ExampleBean(int years, String ultimateAnswer) {
        this.years = years;
        this.ultimateAnswer = ultimateAnswer;
    }
}

如果明确指定了构造器参数的类型，容器可以通 type 属性类类型匹配一些简单类型：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
    <constructor-arg type="int" value="7500000"/>
    <constructor-arg type="java.lang.String" value="42"/>
</bean>

使用下标属来明确指定构造器的参数：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
    <constructor-arg index="0" value="7500000"/>
    <constructor-arg index="1" value="42"/>
</bean>

基于setter的赖注入

基于 setter 的依赖注入是通过在 bean 调用无参构造器或者无参数的静态工厂方法实例化你的 bean 之后调用 setter 方法。

下面的例子展示了你可以单纯的通过 setter 注入来实现依赖注入：

public class SimpleMovieLister {
    // the SimpleMovieLister has a dependency on the MovieFinder
    private MovieFinder movieFinder;
    // a setter method so that the Spring container can inject a MovieFinder
    public void setMovieFinder(MovieFinder movieFinder) {
        this.movieFinder = movieFinder;
    }   
// business logic that actually uses the injected MovieFinder is omitted...
}

ApplicationContext 对 bean 的管理支持构造器注入和 setter 注入。也可以通过构造器注入容器内已经存在的依赖。

依赖解析过程

容器会这样执行去解决依赖问题：

循环依赖

使用构造器注入的时候会产生一个循环依赖的场景：A 依赖 B，B 依赖 A。如果这样配置 Spring 在运行时会抛出一个 BeanCurrentlyInCreationException。

解决办法： 使用 setter 注入， 虽然不推荐，但是使用 setter 注入可以配置一个循环依赖。

依赖注入的列子

依赖配置细节

你可以定义属性和构造参数引用其它容器内管理的 bean。在 xml 的配置中，<property/> 和 <constructor-arg/> 元素来支持这个功能。

你可以配置一个 java.util.Properties 实例：

<bean id="mappings"
    class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">
    <!-- typed as a java.util.Properties -->
    <property name="properties">
        <value>
        jdbc.driver.className=com.mysql.jdbc.Driver
        jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
        </value>
    </property>
</bean>

idref元素

idref 元素是一个简单的错误保证方式；通过其它容器里内 bean 的 id 来引用元素到一个<constructor-arg/> 或 <property/> 元素。

xml 实例:

   <bean id="theTargetBean" class="..."/>
   <bean id="theClientBean" class="...">
       <property name="targetName">
           <idref bean="theTargetBean"/>
       </property>
   </bean>

上面的实例和下面的实例是完全等价的：

   <bean id="theTargetBean" class="..." />
   <bean id="client" class="...">
       <property name="targetName" value="theTargetBean"/>
   </bean>

注意

自从 4.0 beans xsd 以后 idref 元素就不提供 local 属性，不提供对一个常规的 bean 的引用。简单的改变已经存在的 idref local 引用为 idref bean 就可以升级为 4.0 语法。

一个共同的地方(最新的和 spring 2.0)，<idref/> 元素带来的值是在一个拦截器里面作为 ProxyFactoryBean 被定义的。使用 <idref/> 元素当你用拦截器去指定拦截元素的时候会保证你不会拼写错误。

内部bean

一个 <bean/> 元素在 <property/> 或者 <constructor-arg/> 元素内部定义，叫作内部 bean。

<bean id="outer" class="...">
    <!-- instead of using a reference to a target bean, simply define the target bean inline -->
    <property name="target">
        <bean class="com.example.Person"> <!-- this is the inner bean -->
            <property name="name" value="Fiona Apple"/>
            <property name="age" value="25"/>
        </bean>
    </property>
</bean>

使用depends-on

depends-on 属性可以现实的强制一个或者多个 bean ，在使用了 depends-on 的这个元素初始化之前。

xml 实例,依赖单个 bean:

<bean id="beanOne" class="ExampleBean" depends-on="manager"/>
<bean id="manager" class="ManagerBean" />

xml 实例，依赖多个 bean:

<bean id="beanOne" class="ExampleBean" depends-on="manager,accountDao">
    <property name="manager" ref="manager" />
</bean>
<bean id="manager" class="ManagerBean" />
<bean id="accountDao" class="x.y.jdbc.JdbcAccountDao" />

注意：

依赖定义的 depends-on 依赖关系首先被销毁，在 bean 销毁之前。因此，depends-on 也可以控制关闭顺序。

方法注入

在大多数引用场景，容器里面的 bean 都是单例的。可以通过依赖关系注入，但是当两个 bean 作用域不一样的时候：一个单例需要一个非单例的 bean，此时单例 A 将在创建的时候添加非单例的 B 的依赖。但是 A 只会在创建的时候被调用，并且实例化 B。这样 B 就不能及时得到一个新的实例。

一个解决方法是放弃一些反转控制特性，可以让 A 通过实现 ApplicationContextAware 接口，使 bean 让容器保持警觉，这样通过 getBean() 方法获取到的 bean 就都是新的实例了。

查找方法注入

查找方法注入是一种能让容器覆盖当前容器内管理的 bean 的方法的能力。Spring 框架从 CGLIB　库使用字节码动态生成一个子类覆盖这个方法。

注意：

bean域

创建一个 bean 的定义时，就创建了一个通过 bean 的定义创建实例的处方。bean 的定义是一个处方这是一个重要的概念，因为着意味着：作为一个类，你可以从一个处方中创建多个对象的实例。

你不仅可以控制被插入对象的个别的 bean 的定义及其各种依赖关系和配置的值，而且对象的域从一特殊的 bean 定义创建。这种方式时非常有用和高度灵活的，你可以通过配置来替代 class 的水平来选择你所创建对象的作用域。Beans 可以被定义和发布在多个作用域中：Spring Framework 提供 7 种作用域，5 种是可用的如果你使用 ApplicationContext。

作用域 描述
singleton 默认的, IOC 容器内只有一个实例对象
prototype 对任意数量的 bean 定义
request 对于每一个 HTTP 请求都创建一个单独的 bean。只有上下文是一个Spring ApplicationContext 的 web-aware，时才是有效的
session bean 定义在 session 的生命周期中,只有上下文是一个Spring ApplicationContext 的 web-aware，时才是有效的
globalSession global HTTP session 的生命周期有一个单独的 bean 定义。典型的是，它只在使用 Protlet 的 web 中才有定义。只有上下文是一个Spring ApplicationContext 的 web-aware，时才是有效的
application ServletContext 的生命周期有一个单独的 bean 定义。只有上下文是一个Spring ApplicationContext 的 web-aware，时才是有效的
websocket WebSocket 的生命周期是一个单独的 bean 定义。只有上下文是一个Spring ApplicationContext 的 web-aware 时才是有效的

单例作用域

被管理的单例 bean 只共享一个实例，所请求跟 id 或者 ids 与 Spring 容器管理的 bean 定义匹配的实例会被返回。
参考定义如下：

<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService"/>
<!-- the following is equivalent, though redundant (singleton scope is the default) -->
<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService" scope="singleton"/>

原型作用域

非单例的，原型作用域发布的结果是每一次请求都创建一个新的实例。换言之，bean 被注入到另一个 bean 中或者通过 getBean() 方法在容器内请求。作为一个规则，对所有 有状态 的 bean 使用原型作用域；对 无状态 的 bean 使用单例作用域。参考定义如下：

<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService" scope="prototype"/>

单例作用域和原型作用域的依赖

当在一个单例作用域的 bean 依赖一个 原型作用域的 bean 的时候，要意识到依赖关系是在实例化的时候确定的。因此如果依赖注入一个原型作用域的 bean 到一个单例作用域的 bean 中，一个新的原型 bean 将被实例化然后注入到单例 bean 中。这个原型实例是为单例作用域 bean 提供的唯一的实例。

然而，假设你想要一个单例作用域 bean 在运行时需要一个新的原型作用域实例。你不能依赖注入一个原型作用域的 bean 到你单例作用域的 bean 中，因为注入只出现一次，当 Spring 容器初始化单例作用域 bean 的时候就会解析和注入它们的依赖关系。如果在运行时不止一次需要一个新的原型作用域，请参考方法注入。

request、session 、global session、application 和 WebSocket 域

request, session,global session, application 和 websocket 域只有你使用了有 web-ware 的 Spring ApplicationContext 实现(比如 XmlWebApplication)。如果你在一个正常的 Spring IOC 容器中使用这些作用域比如： ClassPathXmlApplicationContext，一个 IllegalStateException 将要被抛出抱怨说:不知道这个 bean 的作用域。

初始化Web配置

为了支持 request, session,globalSession,application 和 websocket 作用域，在定义 bean 之前一些辅助的初始化配置是必须的。(这样的初始化在标准的单例作用域和原型作用域中是不需要的。)

你如何完成这个初始化步骤取决于你特定的 Servlet 环境。

如果你访问作用域在 Spring Web MVC 中，实际上请求时被 DispatcherServlet 或者 DispatcherPortlet 处理，然后就没有必须的步骤了：DispatcherServlet 和 DispatcherPortlet 已经暴露了所有相关状态。

如果你使用 Servlet 2.5 的 web 容器，请求被 Spring 的 DispatcherServlet 之外的处理，你需要注册一个org.springframework.web.context.request.RequestContextListener。对于 Servlet 3.0+，可以通过编程的方式实现 WebApplicationInitalizer 接口。另外，对于更老的容器，添加下面的声明在应用的 web.xml 文件中：

<web-app>
    <listener>
        <listener-class>
        org.springframework.web.context.request.RequestContextListener
        </listener-class>
    </listener>
</web-app>

另一种选择，如果你的监听启动有一些问题，可以考虑使用 Spring 的 RequestContextFilter。这个过滤器围绕着 web 应用的配置映射。所以级可以更加可适应的改变它。配置如下：

<web-app>
    <filter>
        <filter-name>requestContextFilter</filter-name>
        <filter-class>org.springframework.web.filter.RequestContextFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>requestContextFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>
</web-app>

DiapatcherServlet、RequestContextListener、RequestContextFilter 都做着同样的事情，也就是绑定 HTTP 请求对象到一个请求服务的 Thread。这使得在 request-scoped 和 session-scoped 上的 bean 可以沿着链往下。

请求作用域

对于一个 bean 的定义参考下面的 XML 配置：

    <bean id="loginAction" class="com.foo.LoginAction" scope="request"/>

Spring 容器通过使用 loginAction bean 定义 为每一个 HTTP 请求创建一个新的 LoginAction 实例。就是这样，loginAction bean 是 HTTP 请求水平的。你可以在 bean 已经被创建好的时候尽你想要的改变其内部状态，因为其它的实例会从 loginAction 的定义中被创建将不会康健这个改变的状态；它们特殊的，对单独的 request。 当请求完成了处理，在 request 作用域内的 bean 会被废弃。


单使用基于注解驱动的组件或者 Java Config，@RequestScope 注解可以被用来分配一个元素到 request 作用域中。

@RequestScope
@Component
public class LoginAction{
    ///
}

会话作用域

对于一个 bean 的定义参考下面的 XML 配置：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="session"/>

Spring 容器为一个独立的 HTTP 会话通过 userPerferences 的定义创建一个新的 UserPreferences 实例。换言之，userPerferences bean 的有效域在 HTTP session 水平。和请求作用域的 bean 一样，你可以改变创建所 bean 实例的内部状态。其他的 Http session 实例同样用 userPerferences 定义创建的实例不会看见这些改变的状态，因为他们是在每一个 HTTP session 之间是独立的。当 HTTP session 最终被丢弃，作用域到特定HTTP会话的bean也被丢弃。

当使用注解驱动或者 Java Config，@SessionScope 注解可以被分配到 session 作用域的组件。

@SessionScope
@Component
public class UserPreferences {
// ...
}

Global回话作用域

参考下面的配置：

<bean id="userPreferences" class="com.foo.UserPreferences" scope="globalSession"/>

global session 作用域和标准的 HTTP session作用域非常相似，并且只能用在 基于 protlet 的 web 应用中。protlet 特别定义了 gloabl session 的定义来在所有 protlet 之间共享，这样组成了一个单一的 protlet web 应用。Beans 被定义在 globalSession 作用域的生命周期是 global portlet Session。

如果你写了一个标准的基于 Servlet 的 web 应用你也定义了一个或者多个 beans 具有globalSession 作用域，标准的 HTTP session 将会被使用，不会抛出异常。

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