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细说Spring——IoC详解（IoC概览）

2018-05-22  本文已影响146人  Jivanmoon

一、前言

我之前写过一个专栏Sping+SpringMVC+Mybatis学习笔记，这个专栏主是我在学习SSM的一些笔记，但是这个专栏中只讲解了怎么使用Spring框架，但是却很少涉及Spring原理性的知识，为了弥补这个不足，我决定再开一个专栏，专门记录我对Spring原理性知识的了解，希望能够帮助Spring的初学者快速建立起对Spring框架的认知。
这里的很多知识都是通过阅读《Spring揭秘》和Spring官方文档总结而来，这里也着重推荐一下《Spring揭秘》这本书，这本书让我对Spring框架的理解有了很大的提高。

二、IoC思想

首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。

IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。

三、Spring IoC总览

Spring的IoC容器在实现控制反转和依赖注入的过程中,可以划分为两个阶段:

这两个阶段中,IoC容器分别作了以下这些事情:

这里写图片描述
这里可能会完全搞不懂上面这些东西是什么,不过不要紧,这里只是给大家一个基本的印象,知道Spring的IoC容器在实现控制反转和依赖注入功能的时候不是一蹴而就的,也分了两个阶段,并且大致对两个阶段所做的事情有一个印象,下面我要对每一个阶段的每一项工作都进行深入的讲解,请大家耐心的看下去.

四、容器启动阶段的讲解

1、IOC的技术实现方式

“伙计，来杯啤酒！”当你来到酒吧，想要喝杯啤酒的时候，通常会直接招呼服务生，让他为你
送来一杯清凉解渴的啤酒。同样地，作为被注入对象，要想让IoC容器为其提供服务，并
将所需要的被依赖对象送过来，也需要通过某种方式通知对方。

不管怎样，你终究会找到一种方式来向服务生表达你的需求，以便他为你提供适当的服务。那么，在IoC模式中，被注入对象又是通过哪些方式来通知IoC容器为其提供适当服务的呢?
常用的有两种方式：构造方法注入和setter方法注入，还有一种已经退出历史舞台的接口注入方式，下面就比较一下三种注入方式：

其实，这些操作都是由IoC容器来做的，我们所要做的，就是调用IoC容器来获得对象而已。

2、IoC容器及IoC容器如何获取对象间的依赖关系

Spring中提供了两种IoC容器：

这两个容器间的关系如下图：

这里写图片描述
我们可以看到，ApplicationContext是BeanFactory的子类，所以，ApplicationContext可以看做更强大的BeanFactory，他们两个之间的区别如下：

但是我们无论使用哪个容器，我们都需要通过某种方法告诉容器关于对象依赖的信息，只有这样，容器才能合理的创造出对象，否则，容器自己也不知道哪个对象依赖哪个对象，如果胡乱注入，那不是创造出一个四不像。理论上将我们可以通过任何方式来告诉容器对象依赖的信息，比如我们可以通过语音告诉他，但是并没有人实现这样的代码，所以我们还是老老实实使用Spring提供的方法吧：

虽然提供了四种方式，但是我们一般只使用xml文件方式和注解方式，所以，就重点讲解这两种方式。

3、万里长征第一步：加载配置文件信息

我们在介绍了一些基本的概念后，终于要迎来容器创造对象的第一步，那就是加载配置文件信息，我们已经知道我们主要通过xml文件和注解的方式来告诉容器对象间的依赖信息，那么容器怎么才能从xml配置文件中得到对象依赖的信息呢？且听我慢慢道来。（这里的容器指的是BeanFactory，至于ApplicationContext，以后会有相应的讲解）

在BeanFactory容器中，每一个注入对象都对应一个BeanDefinition实例对象，该实例对象负责保存注入对象的所有必要信息，包括其对应的对象的class类型、是否是抽象类、构造方法参数以及其他属性等。当客户端向BeanFactory请求相应对象的时候，BeanFactory会通过这些信息为客户端返回一个完备可用的对象实例。

那么BeanDefinition实例对象的信息是从哪而来呢？这里就要引出一个专门加载解析配置文件的类了，他就是BeanDefinitionReader，对应到xml配置文件，就是他的子类XmlBeanDefinitionReader，XmlBeanDefinitionReader负责读取Spring指定格式的XML配置文件并解析，之后将解析后的文件内容映射到相应的BeanDefinition。在我们了解了怎么得到对象依赖的信息，并知道这些信息最终保存在BeanDefinition之后，我们可能会想，那么容器怎么通过这些信息创造出一个可用的对象了呢？

4、笼统讲解容器中对象的创建和获取

我们把容器创造一个对象的过程称为Bean的注册，实现Bean的注册的接口为BeanDefinitionRegistry，其实BeanFactory只是一个接口，他定义了如何获取容器内对象的方法，我们所说的BeanFactory容器，其实是这个接口的是实现类，但是具体的BeanFactory实现类同时也会实现BeanDefinitionRegistry接口，这样我们才能通过容器注册对象和获取对象。我们通过BeanDefinitionRegistry的rsgisterBeanDefinition(BeanDefinition beandefinition)方法来进行Bean的注册。

打个比方说，BeanDefinitionRegistry就像图书馆的书架，所有的书是放在书架上的。虽然你还书或者借书都是跟图书馆（也就是BeanFactory）打交道，但书架才是图书馆存放各类图书的地方。所以，书架相对于图书馆来说，就是它的BeanDefinitionRegistry。

下面是BeanFactory、BeanDefinitionRegistry以及DefaultListableBeanFactory（一个具体的容器）的关系图：

这里写图片描述

好了，我们来总结一下一个Bean是如何注册到容器中，然后被我们获取的：
首先我们需要配置该Bean的依赖信息，通常我们配置在xml文件中，然后我们通过XmlBeanDefinitionReader读取文件内容，然后将文件内容映射到相应的BeanDefinition，然后我们可以通过BeanFactory和BeanDefinitionRegistry的具体实现类,比如DefaultListableBeanFactory实现Bean的注册和获取。这里放一段代码来演示一下这个过程：

public static void main(String[] args)
{
    //创建一个容器
     DefaultListableBeanFactory beanRegistry = new DefaultListableBeanFactory();
     //调用方法实现Bean的注册
     BeanFactory container = (BeanFactory)bindViaCode(beanRegistry);
     //通过容器获取对象
     FXNewsProvider newsProvider =  (FXNewsProvider)container.getBean("djNewsProvider");
}
public static BeanFactory bindViaCode(BeanDefinitionRegistry registry)
{
     AbstractBeanDefinition newsProvider = new RootBeanDefinition(FXNewsProvider.class,true);
 
     AbstractBeanDefinition newsListener = new RootBeanDefinition(DowJonesNewsListener.class,true);
 
     AbstractBeanDefinition newsPersister = new RootBeanDefinition(DowJonesNewsPersister.class,true);
 
     // 将bean定义注册到容器中
     registry.registerBeanDefinition("djNewsProvider", newsProvider);
     registry.registerBeanDefinition("djListener", newsListener);
     registry.registerBeanDefinition("djPersister", newsPersister);
     // 指定依赖关系
     // 1. 可以通过构造方法注入方式
     ConstructorArgumentValues argValues = new ConstructorArgumentValues();
     argValues.addIndexedArgumentValue(0, newsListener);
     argValues.addIndexedArgumentValue(1, newsPersister);
     newsProvider.setConstructorArgumentValues(argValues);
     // 2. 或者通过setter方法注入方式
     MutablePropertyValues propertyValues = new MutablePropertyValues();
     propertyValues.addPropertyValue(new ropertyValue("newsListener",newsListener));
     propertyValues.addPropertyValue(new PropertyValue("newPersistener",newsPersister));
     newsProvider.setPropertyValues(propertyValues);
     // 绑定完成
     return (BeanFactory)registry;
}

第一篇博客就先讲到这里，第二篇博客将继续讲解Spring中的IoC原理

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