Spring 的IoC/DI

1  什么是IoC

IoC（Inversion of Control），即控制反转，是一种思想，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。

传统程序设计：通过代码（new等）主动创建对象，创建对象的依赖对象，并主动关联依赖对象

IoC：由专门一个容器来创建这些对象，自动创建对象的依赖对象并注入，且管理这些对象的生命周期

2 IoC的作用

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

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耦合，这样也方便测试，利于功能复用

从思想上，发生了“主从换位”的变化。应用程序原本要获取什么资源都是主动去获取，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。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。

3 Ioc和DI

DI（Dependency Injection），即依赖注入，所谓依赖注入，就是比如某个对象需要另一个对象，则容器在运行的时候，创建这个依赖，并将这个依赖注入到该对象中。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。依赖注入提高了组件的复用性。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。

Ioc和DI的关系：

它们是同一个概念的不同角度描述，依赖注入比控制反转更加易于理解。

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来实现的。

4 IoC的优缺点

优点：

• 对象与对象之间是松耦合，复用性好
• 可维护性比较好

缺点：

• 由于引入了第三方IOC容器，生成对象的步骤变得有些复杂
• 对象生成因为是使用反射编程，在效率上有些损耗

5 IoC容器

springIoC的实现使用了反射与工厂模式

Spring中定义了两个接口用以表示容器：

• BeanFactory
• ApplicationContext

 

BeanFactory 可以称之为 “低级容器”，可以理解为就是个 HashMap，Key 是 BeanName，Value 是 Bean 实例。通常只提供注册（put），获取（get）这两个功能。最主要的方法就是getBean（String beanName）

ApplicationContext 可以称之为 “高级容器”。ApplicationContext 建立在BeanFactory的基础上，因为除了能够提供IoC容器的基本功能外,他比 BeanFactory 多了更多的功能。他继承了多个接口。因此具备了更多的功能。

1. 支持信息源，可以实现国际化。（实现MessageSource接口）
2. 访问资源。(实现ResourcePatternResolver接口，这个后面要讲)
3. 支持应用事件。(实现ApplicationEventPublisher接口)

所以你看他的名字，已经不是 BeanFactory 之类的工厂了，而是 “应用上下文”， 代表着整个大容器的所有功能。

几乎所有的应用场合都可以直接使用ApplicationContext而非底层的BeanFactory

该接口定义了一个 refresh 方法，用于刷新整个容器，即重新加载/刷新所有的 bean。

 

6 IoC容器的初始化过程

IoC容器的初始化包括三个基本的过程：

1. Resource定位（Bean的定义文件定位）
2. 将Resource定位好的资源载入到BeanDefinition
3. 将BeanDefiniton注册到容器中

• 第一步 Resource定位

Resource是什么：是Sping中用于封装I/O操作的接口，创建spring容器时，通常要访问XML配置文件，除此之外还可以通过访问文件类型、二进制流等方式访问资源，还有当需要网络上的资源时可以通过访问URL，Spring把这些文件统称为Resource

ApplicationContext的所有实现类都实现RecourceLoader接口，因此可以直接调用getResource（参数）获取Resoure对象

• 第二步 通过返回的resource对象，进行BeanDefinition的载入

BeanDefinition：SpringIOC容器管理了我们定义的各种Bean对象及其相互的关系，Bean对象在Spring实现中是以BeanDefinition来描述的，BeanDefinition相当于一个数据结构，这个数据结构的生成过程是根据定位的resource资源对象中的bean而来的，IoC容器对bean的管理和依赖注入的实现都是通过操作BeanDefinition来进行的。

在Spring中配置文件主要格式是XML，IoC 容器会使用到AbstractXmlApplicationContext类的loadBeanDefinitions(DefaultListableBeanFactory beanFactory) 的方法用于获取BeanDefinition

此方法在具体执行过程中使用一个BeanDefinitionReader型实例对象，来进行使用BeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法载入Resource。对resource进行处理，并生成BeanDefinition对象。

• 第三步，将BeanDefiniton注册到容器中

将BeanDefinition注册到DefaultListableBeanFactory.beanDefinitionMap中。key是类名，value是实例对象。

7 IOC容器的依赖注入

当Spring IoC容器完成了Bean定义资源的定位、载入和解析注册以后，IoC容器中已经管理类Bean定义的相关数据，但是此时IoC容器还没有对所管理的Bean进行依赖注入，依赖注入发生在：

用户第一次通过getBean方法向IoC容索要Bean时，IoC容器触发依赖注入

对于单例的bean，容器会在初始化的时候就进行依赖注入，但是如果在该Bean定义时配置了lazy-init属性，即延迟加载，则该单例bean的依赖注入发生在用户第一次调用getBean方法获取该bean时

依赖注入有三种注入方式：构造器、接口、set注入。我们常用的是set注入

8 Bean的作用域

singleton

spring中的bean的默认作用域，当一个bean的作用域为singleton, 那么Spring IoC容器中只会存在一个共享的bean实例，即单例，并且所有对bean的请求，只要id与该bean定义相匹配，则只会返回bean的同一实例。

prototype

Prototype作用域的bean会导致在每次对该bean请求（将其注入到另一个bean中，或者以程序的方式调用容器的getBean() 方法）时都会创建一个新的bean实例。根据经验，对所有有状态的bean应该使用prototype作用域，而对无状态的bean则应该使用 singleton作用域

request

在一次HTTP请求中，一个bean定义对应一个实例；即每次HTTP请求将会有各自的bean实例， 它们依据某个bean定义创建而成。该作用 域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。

session

在一个HTTP Session中，一个bean定义对应一个实例。该作用域仅在基于web的Spring ApplicationContext情形下有效。

global session

在一个全局的HTTP Session中，一个bean定义对应一个实例。典型情况下，仅在使用portlet context的时候有效。该作用域仅在基于 web的Spring ApplicationContext情形下有效。

9 Bean的生命周期

Bean实例生命周期的执行过程如下：

1. Spring对bean进行实例化，默认bean是单例；
2. Spring对bean进行依赖注入；
3. 如果bean实现了BeanNameAware接口，spring将bean的id传给setBeanName()方法；
4. 如果bean实现了BeanFactoryAware接口，spring将调用setBeanFactory方法，将BeanFactory实例传进来；
5. 如果bean实现了ApplicationContextAware接口，它的setApplicationContext()方法将被调用，将应用上下文的引用传入到bean中；
6. 如果bean实现了BeanPostProcessor接口，它的postProcessBeforeInitialization方法将被调用；
7. 如果bean实现了InitializingBean接口，spring将调用它的afterPropertiesSet接口方法，类似的如果bean使用了init-method属性声明了初始化方法，则再调用该方法；
8. 如果bean实现了BeanPostProcessor接口，它的postProcessAfterInitialization接口方法将被调用；
9. 此时bean已经准备就绪，可以被应用程序使用了，他们将一直驻留在应用上下文中，直到该应用上下文被销毁；
10. 若bean实现了DisposableBean接口，spring将调用它的distroy()接口方法。如果bean使用了destroy-method属性声明了销毁方法，则再调用该方法；