上一篇已经了解了spring的相关概念,并且创建了一个Spring项目。spring中有最重要的两个概念:IOC和AOP,我们先从IOC入手。
IOC全称Inversion of Control,中文通常翻译为“控制反转”,这其实不是一种技术,而是一种思想。
简单理解就是把原先我们代码里面需要实现的对象创建、依赖的代码,反转给容器来帮忙实现。
这里分享Iteye的开涛对Ioc的精彩讲解
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IoC是什么
Ioc—Inversion of Control,即“控制反转”,不是什么技术,而是一种设计思想。在Java开发中,Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制,而不是传统的在你的对象内部直接控制。如何理解好Ioc呢?理解好Ioc的关键是要明确“谁控制谁,控制什么,为何是反转(有反转就应该有正转了),哪些方面反转了”,那我们来深入分析一下:
●谁控制谁,控制什么:传统Java SE程序设计,我们直接在对象内部通过new进行创建对象,是程序主动去创建依赖对象;而IoC是有专门一个容器来创建这些对象,即由Ioc容器来控制对 象的创建;谁控制谁?当然是IoC 容器控制了对象;控制什么?那就是主要控制了外部资源获取(不只是对象包括比如文件等)。
●为何是反转,哪些方面反转了:有反转就有正转,传统应用程序是由我们自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象,也就是正转;而反转则是由容器来帮忙创建及注入依赖对象;为何是反转?因为由容器帮我们查找及注入依赖对象,对象只是被动的接受依赖对象,所以是反转;哪些方面反转了?依赖对象的获取被反转了。
用图例说明一下,传统程序设计如图1-1,都是主动去创建相关对象然后再组合起来:
图1-1 传统应用程序示意图
当有了IoC/DI的容器后,在客户端类中不再主动去创建这些对象了,如图2-2所示:
图1-2有IoC/DI容器后程序结构示意图
IoC能做什么
IoC 不是一种技术,只是一种思想,一个重要的面向对象编程的法则,它能指导我们如何设计出松耦合、更优良的程序。传统应用程序都是由我们在类内部主动创建依赖对象,从而导致类与类之间高耦合,难于测试;有了IoC容器后,把创建和查找依赖对象的控制权交给了容器,由容器进行注入组合对象,所以对象与对象之间是 松散耦合,这样也方便测试,利于功能复用,更重要的是使得程序的整个体系结构变得非常灵活。
其实IoC对编程带来的最大改变不是从代码上,而是从思想上,发生了“主从换位”的变化。应用程序原本是老大,要获取什么资源都是主动出击,但是在IoC/DI思想中,应用程序就变成被动的了,被动的等待IoC容器来创建并注入它所需要的资源了。
IoC很好的体现了面向对象设计法则之一—— 好莱坞法则:“别找我们,我们找你”;即由IoC容器帮对象找相应的依赖对象并注入,而不是由对象主动去找。
IoC和DI
DI—Dependency Injection,即“依赖注入”:组件之间依赖关系由容器在运行期决定,形象的说,即由容器动态的将某个依赖关系注入到组件之中。依赖注入的目的并非为软件系统带来更多功能,而是为了提升组件重用的频率,并为系统搭建一个灵活、可扩展的平台。通过依赖注入机制,我们只需要通过简单的配置,而无需任何代码就可指定目标需要的资源,完成自身的业务逻辑,而不需要关心具体的资源来自何处,由谁实现。
理解DI的关键是:“谁依赖谁,为什么需要依赖,谁注入谁,注入了什么”,那我们来深入分析一下:
●谁依赖于谁:当然是应用程序依赖于IoC容器;
●为什么需要依赖:**应用程序需要IoC容器来提供对象需要的外部资源**;
●谁注入谁:很明显是IoC容器注入应用程序某个对象,应用程序依赖的对象;
●注入了什么:就是注入某个对象所需要的外部资源(包括对象、资源、常量数据)。
IoC和DI由什么关系呢?其实它们是同一个概念的不同角度描述,由于控制反转概念比较含糊(可能只是理解为容器控制对象这一个层面,很难让人想到谁来维护对象关系),所以2004年大师级人物Martin Fowler又给出了一个新的名字:“依赖注入”,相对IoC 而言,“**依赖注入”明确描述了“被注入对象依赖IoC容器配置依赖对象”。
构造方法注入
顾名思义,构造方法注入,就是被注入对象可以通过在其构造方法中声明依赖对象的参数列表, 让外部(通常是IoC容器)知道它需要哪些依赖对象
public classA(IinterfaceA a,IinterfaceB b){ this.a=a; this.b=b; }
构造方法注入方式比较直观,对象被构造完成后,即进入就绪状态,可以马上使用。
setter 方法注入
对于JavaBean对象来说,通常会通过setXXX()和getXXX()方法来访问对应属性。这些setXXX()方法统称为setter方法,getXXX()当然就称为getter方法。
public class classB(){ private IinterfaceA a; private IinterfaceB b; public IinterfaceA getIinterfaceA(){ return a; } public void setIinterfaceA(IinterfaceA a){ this.a=a; } public IinterfaceB getIinterfaceB(){ return b; } public void setIinterfaceB(IinterfaceB b){ this.b=b; } }
接口注入
相对于前两种注入方式来说,接口注入没有那么简单明了。被注入对象如果想要IoC Service Provider为其注入依赖对象,就必须实现某个接口。这个接口提供一个方法,用来为其注入依赖对象。IoC Service Provider最终通过这些接口来了解应该为被注入对象注入什么依赖对象。
创建Person (被注入对象)要实现的接口
interface UserInject{ void injectUser(User user);//这里必须 是被注入对象依赖的对象 }
Person 对象实现接口
class Person implements UserInject{ private User user; public Person(){} @Override public void injectUser(User user) { this.user = user;//实现注入方法,外部通过此方法给此对象注入User对象 } }
外部调injectUser方法为Persion对象注入User对象,此即接口注入
三种注入方式的比较
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接口注入。从注入方式的使用上来说,接口注入是现在不甚提倡的一种方式,基本处于“退役状态”。因为它强制被注入对象实现不必要的接口,带有侵入性。而构造方法注入和setter方法注入则不需要如此。
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构造方法注入。这种注入方式的优点就是,对象在构造完成之后,即已进入就绪状态,可以 9马上使用。缺点就是,当依赖对象比较多的时候,构造方法的参数列表会比较长。而通过反射构造对象的时候,对相同类型的参数的处理会比较困难,维护和使用上也比较麻烦。而且在Java中,构造方法无法被继承,无法设置默认值。对于非必须的依赖处理,可能需要引入多个构造方法,而参数数量的变动可能造成维护上的不便。
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setter方法注入。因为方法可以命名,所以setter方法注入在描述性上要比构造方法注入好一些。 另外,setter方法可以被继承,允许设置默认值,而且有良好的IDE支持。缺点当然就是对象无法在构造完成后马上进入就绪状态。
综上所述,构造方法注入和setter方法注入因为其侵入性较弱,且易于理解和使用,所以是现在使用最多的注入方式;而接口注入因为侵入性较强,近年来已经不流行了。
二、源码分析
在学习spring的具体配置之前,先了解下源码的基本结构。上一篇的测试代码
ApplicationContext ctx=new ClassPathXmlApplicationContext("META-INF/applicationContext.xml"); //获取bean的实例 HelloWorld t=(HelloWorld) ctx.getBean("hello");
我们大致分析下过程:
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通过Resource对象加载配置文件
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解析配置文件,得到bean
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解析bean,id作为bean的名字,class用于反射得到bean的实例(Class.forName(className));
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当然这只是简单的理解,IOC核心内容是beanFactory与ApplicationContext
BeanFactory
BeanFactory 是 Spring 的“心脏”。它就是 Spring IoC 容器的真面目。Spring 使用 BeanFactory 来实例化、配置和管理 Bean,BeanFactory有着庞大的继承、实现体系,有众多的子接口、实现类。
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BeanFactory作为一个主接口不继承任何接口,暂且称为一级接口。
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有3个子接口继承了它,进行功能上的增强。这3个子接口称为二级接口。
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ConfigurableBeanFactory可以被称为三级接口,对二级接口HierarchicalBeanFactory进行了再次增强,它还继承了另一个外来的接口SingletonBeanRegistry
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ConfigurableListableBeanFactory是一个更强大的接口,继承了上述的所有接口,无所不包,称为四级接口。(这4级接口是BeanFactory的基本接口体系。继续,下面是继承关系的2个抽象类和2个实现类:)
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AbstractBeanFactory作为一个抽象类,实现了三级接口ConfigurableBeanFactory大部分功能。
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AbstractAutowireCapableBeanFactory同样是抽象类,继承自AbstractBeanFactory,并额外实现了二级接口AutowireCapableBeanFactory
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DefaultListableBeanFactory继承自AbstractAutowireCapableBeanFactory,实现了最强大的四级接口ConfigurableListableBeanFactory,并实现了一个外来接口BeanDefinitionRegistry,它并非抽象类。
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最后是最强大的XmlBeanFactory,继承自DefaultListableBeanFactory,重写了一些功能,使自己更强大。
public interface BeanFactory { /** * 用来引用一个实例,或把它和工厂产生的Bean区分开,就是说,如果一个FactoryBean的名字为a,那么,&a会得到那个Factory */ String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&"; /* * 四个不同形式的getBean方法,获取实例 */ //根据bean的名字,获取在IOC容器中得到bean实例 Objecpublic interface BeanFactory { /** * 用来引用一个实例,或把它和工厂产生的Bean区分开,就是说,如果一个FactoryBean的名字为a,那么,&a会得到那个Factory */ String FACTORY_BEAN_PREFIX = "&"; /* * 四个不同形式的getBean方法,获取实例 */ //根据bean的名字,获取在IOC容器中得到bean实例 Object getBean(String name) throws BeansException; //根据bean的名字和Class类型来得到bean实例,增加了类型安全验证机制。 <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException; <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException; Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException; // 是否存在 boolean containsBean(String name); // 是否为单实例 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 是否为原型(多实例) boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 名称、类型是否匹配 boolean isTypeMatch(String name, Class<?> targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException; //得到bean实例的Class类型 Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; String[] getAliases(String name);// 根据实例的名字获取实例的别名 getBean(String name) throws BeansException; //根据bean的名字和Class类型来得到bean实例,增加了类型安全验证机制。 <T> T getBean(String name, Class<T> requiredType) throws BeansException; <T> T getBean(Class<T> requiredType) throws BeansException; Object getBean(String name, Object... args) throws BeansException; // 是否存在 boolean containsBean(String name); // 是否为单实例 boolean isSingleton(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 是否为原型(多实例) boolean isPrototype(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; // 名称、类型是否匹配 boolean isTypeMatch(String name, Class<?> targetType) throws NoSuchBeanDefinitionException; //得到bean实例的Class类型 Class<?> getType(String name) throws NoSuchBeanDefinitionException; String[] getAliases(String name);// 根据实例的名字获取实例的别名
BeanFactory接口只是做了最基本的定义,里面不管如何定义和加载,只关心如何得到对象,要知道如何得到对象,必须看具体的实现类,其中XmlBeanFactory就是针对最基本的ioc容器的实现。
public class XmlBeanFactory extends DefaultListableBeanFactory { private final XmlBeanDefinitionReader reader; public XmlBeanFactory(Resource resource) throws BeansException { this(resource, (BeanFactory)null); } public XmlBeanFactory(Resource resource, BeanFactory parentBeanFactory) throws BeansException { super(parentBeanFactory); this.reader = new XmlBeanDefinitionReader(this); this.reader.loadBeanDefinitions(resource); } }
使用:
//根据Xml配置文件创建Resource资源对象,该对象中包含了BeanDefinition的信息 Resource resource = new ClassPathResource("META-INF/applicationContext.xml"); //创建XmlBeanDefinitionReader读取器,用于载入BeanDefinition。之所以需要BeanFactory作为参数,是因为会将读取的信息回调配置给factory BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource); HelloWorld helloWorld = beanFactory.getBean("hello",HelloWorld.class); System.out.println(helloWorld.getInfo());
ApplicationContext
ApplicationContext是Spring提供的一个高级的IoC容器,它除了能够提供IoC容器的基本功能外,还为用户提供了以下的附加服务。
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访问资源。(实现ResourcePatternResolver接口)
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支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher接口)
两者的区别
1.BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的,即只有在使用到某个Bean时(调用getBean()),才对该Bean进行加载实例化,这样,我们就不能发现一些存在的Spring的配置问题。而ApplicationContext则相反,它是在容器启动时,一次性创建了所有的Bean。这样,在容器启动时,我们就可以发现Spring中存在的配置错误。 相对于基本的BeanFactory,ApplicationContext 唯一的不足是占用内存空间。当应用程序配置Bean较多时,程序启动较慢。
BeanFacotry延迟加载,如果Bean的某一个属性没有注入,BeanFacotry加载后,直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常;而ApplicationContext则在初始化自身是检验,这样有利于检查所依赖属性是否注入;所以通常情况下我们选择使用 ApplicationContext。 应用上下文则会在上下文启动后预载入所有的单实例Bean。通过预载入单实例bean ,确保当你需要的时候,你就不用等待,因为它们已经创建好了。
2.BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用,但两者之间的区别是:BeanFactory需要手动注册,而ApplicationContext则是自动注册。(Applicationcontext比 beanFactory 加入了一些更好使用的功能。而且 beanFactory 的许多功能需要通过编程实现而 Applicationcontext 可以通过配置实现。比如后处理 bean , Applicationcontext 直接配置在配置文件即可而 beanFactory 这要在代码中显示的写出来才可以被容器识别。 )
3.beanFactory主要是面对与 spring 框架的基础设施,面对 spring 自己。而 Applicationcontex 主要面对与 spring 使用的开发者。基本都会使用 Applicationcontex 并非 beanFactory 。
看完这些相信对spring IOC概念及其实现会有了一些理性认识了,这里面参考了很多园子里大神的文字,下一篇开始学习spring的配置