Spring ——Bean(IOC)容器

一、Spring 框架概述

Spring 是一个主流的 Java Web 开发框架，该框架是一个轻量级的、非入侵式的应用框架，可以解决企业应用开发的复杂性。

Spring 以 IoC（Inverse of Control，控制反转）和 AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面编程）为内核：

• IOC：控制反转，把创建对象过程交给Spring 进行管理
• Aop：面向切面，不修改源代码进行功能增强

Spring 特点:
（1）方便解耦，简化开发
（2）Aop 编程支持
（3）方便程序测试
（4）方便和其他框架进行整合。通常服务器端采用三层体系架构，分别为表现层（web）、业务逻辑层（service）、持久层（dao）。Spring 对每一层框架都提供了技术支持，在表现层提供了与 Struts2 框架的整合，在业务逻辑层可以管理事务和记录日志等，在持久层可以整合Mybatis、 Hibernate 和 JdbcTemplate 等技术。
（5）方便进行事务操作
（6）降低API 开发难度

为什么需要Bean容器？
一般的项目搭建，都需要将各层进行分离以降低代码之间的耦合度。比如我们常用Dao层（数据访问层）、service层来封装和数据库的交互部分，其中Dao层负责具体的增删查改，service层负责调用Dao层的方法来对外提供服务，即用户只需要调用业务层，不需要接触Dao层。例如：

使用这种方法相当于将对象创建放到了方法中，此时对象对应的变量（局部变量）随着栈帧的创建而出现，随着栈帧的退出而销毁。那么由于没有引用指向它，该对象就会很快变成可回收状态。如果对象的创建初始化较为复杂，那么此处的对象创建就会变得效率低下。所以这种方法存在对象创建销毁的问题，极大的影响了效率，且当Dao层增加代码时，业务层也要随之改变，所以我们应该去寻求一种用户只管调用，业务层无需程序员更改的一种模式。

针对以上问题我们可以用Bean容器来解决，类似于下面的形式，将对象交给Spring来管理：

Spring相关jar包：

为了方便使用Spring，我们可以使用maven:我们只需要导入一个spring-webmvc就好了，因为spring-webmvc依赖了很多其他的包。

<dependency>
   <groupId>org.springframework</groupId>
   <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
   <version>5.1.10.RELEASE</version>
</dependency>

spring的核心依赖项基本上都包含在spring-webmvc中了。

官方文档

二、IOC 容器：通过容器统一管理对象的生命周期

1、什么是IOC容器？

（1）控制反转

• 把对象创建和对象之间的调用过程，交给Spring 进行管理；
• Spring 通过一个配置文件描述Bean 及Bean 之间的依赖关系，利用Java 语言的反射功能实例化Bean 并建立Bean 之间的依赖关系。
• Bean对象从程序自行管理的方式，转变为Spring容器管理，控制权发生了反转。简单来讲，IOC就是把对象的生产和使用分离。让我们只需要去使用对象，而不用关心对象具体是怎么来的。

（2）使用IOC 目的：

• 降低耦合度。
• 减少对象创建、销毁的步骤，提高了效率：无需每次都在方法中创建对象，退出方法后对象又很快变为可回收状态。
• 统一管理对象之间的依赖关系。（管理设置不同对象的属性）

（3） Spring 容器高层视图
Spring 启动时读取Bean 配置信息，并在Spring 容器中生成一份相应的Bean 配置注册表，然后根据这张注册表实例化Bean，装配好Bean 之间的依赖关系，为上层应用提供准备就绪的运行环境。其中Bean 缓存池为HashMap 实现.

Spring容器在初始化时先读取配置文件，根据配置文件或者元数据创建与组织对象存入容器中，程序使用时再从Ioc容器中取出需要的对象。

2、IOC 底层原理

xml 解析、工厂模式、反射

3、IOC 接口（BeanFactory）

IOC 思想基于IOC 容器完成，IOC 容器底层就是对象工厂

IOC 容器两种对象工厂实现方式：（两个接口）

• BeanFactory：IOC 容器基本实现，是Spring 内部的使用接口，不提供开发人员进行使用。
• ApplicationContext：BeanFactory 接口的子接口，提供更多更强大的功能，一般由开发人员进行使用。

注意：

• BeanFactory加载配置文件时候不会创建对象，在获取对象（使用）才去创建对象。
• ApplicationContext加载配置文件时候就会把在配置文件对象进行创建。

ApplicationContext接口的实现类

• ClassPashXmlApplicationContext:需要配置xml文件的磁盘路径
• ClassPathXmlApplicationContext:需要配置xml文件的类路径

三、Bean管理

• Spring对象的创建
• Spring属性的注入

1、 Bean 管理（基于xml）

（1）基于XML方式创建对象：

1）在spring 配置文件中，使用bean 标签，标签里面添加对应属性，就可以实现对象创建
2）在bean 标签有很多属性，介绍常用的属性

• id 属性：唯一标识
• class 属性：类全路径（包类路径）

3）创建对象时候，默认执行无参数构造方法完成对象创建

（2）基于xml 方式注入属性

依赖注入（Dependency Injection，DI）：注入属性，在Spring中实现控制反转的是Ioc容器，其具体实现方法就是依赖注入。

• 依赖：bean对象的创建依赖于容器。
• 注入：bean对象中的所有属性由容器注入。

IOC和DI的区别：

• IOC：把创建对象交给Spring进行配置
• DI： 向类里面的属性中赋值

1）第一种注入方式：使用set 方法进行注入
利用对象方法中的set方法进行注入，方法中要包含应该有的setter方法。 如果属性注入时，对应的属性没有set方法，那么xml对应的bean中属性名会报错。

（1）创建类，定义属性和对应的set 方法

public class Book {

//创建属性
private String name; 
private String author;

//创建属性对应的set方法
public void setBname(String name) { 	
	this.name = name; 
}
 public void setBauthor(String author) {
    this.author = author; 
} }

（2）在spring 配置文件配置对象创建，配置属性注入

<bean id="book" class="com.atguigu.spring5.Book">
  <property name="bname" value="易筋经"></property> 
  <property name="bauthor" value="达摩老祖"></property>
</bean>

2）第二种注入方式：使用有参数构造进行注入
使用有参构造函数时，对应属性可以不用写set方法。

（1）创建类，定义属性，创建属性对应有参数构造方法

public class Orders {

//属性
private String oname; 
private String address;

//有参数构造
public Orders(String oname,String address) {
	this.oname = oname; this.address = address;
} 
}

（2）在spring 配置文件中进行配置

<bean id="orders" class="com.atguigu.spring5.Orders"> 
	<constructor-arg name="oname" value="电脑"></constructor-arg> 
	<constructor-arg name="address" value="China"></constructor-arg> 
</bean>

注：有参构造方法有三种传参方式：

下标： <constructor-arg index="0" value="56"/>
类型：<constructor-arg type="java.lang.String" value="glp"/>
参数名：<constructor-arg name="age" value="56"/>

3）第三种注入方式：工厂注入属性
参考博客：Spring工厂注入属性

4）第四种注入方式p命名空间：对应set属性注入

需要在beans的首部加入xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"

  传统属性注入
  <bean name="john-classic" class="com.example.Person">
        <property name="name" value="John Doe"/>
        <property name="spouse" ref="jane"/>
    </bean>
    
 P命名空间直接进行属性注入：
 <bean name="john-modern"
        class="com.example.Person"
        p:name="John Doe"
        p:spouse-ref="jane"/>

5）第五种注入方式c命名空间：对应构造器注入

需要在beans的首部加入xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:c="http://www.springframework.org/schema/c"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
    https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

  <bean id="beanTwo" class="x.y.ThingTwo"/>
    <bean id="beanThree" class="x.y.ThingThree"/>

   传统构造器注入
    <bean id="beanOne" class="x.y.ThingOne">
        <constructor-arg name="thingTwo" ref="beanTwo"/>
        <constructor-arg name="thingThree" ref="beanThree"/>
        <constructor-arg name="email" value="something@somewhere.com"/>
    </bean>

    c命名空间使用：
    <bean id="beanOne" class="x.y.ThingOne" c:thingTwo-ref="beanTwo"
    c:thingThree-ref="beanThree" c:email="something@somewhere.com"/>

注：
p命名和c命名不能直接使用，需要导入xml约束。

7）空值、null 值、特殊符号注入：

空值注入：
<property name="ducks2" value=""/>

null值注入：
<property name="address"> <null/> </property>

包含特殊符号的属性值：把带特殊符号内容写到CDATA
 <property name="address"> 
 <value><![CDATA[<<南京>>]]></value> </property>
 
输出：User{address='<<南京>>', age=0}

8）注入属性-外部bean-内部bean-级联赋值

参考博客：https://blog.youkuaiyun.com/glpghz/article/details/109727241

9）xml 注入集合属性

数组array:
 		<property name="nums">
            <array>
               <value> 1</value>
               <value> 2</value>
            </list>
        </property>

list:
		<property name="duck">
            <list>
                <ref bean="duck1" />
                <ref bean="duck2" />
            </list>
        </property>

map:        
		<property name="ducks1">
            <map>
                <entry key="" value=""/>
                 <entry key="" value=""/>
            </map>
        </property>

set:
		<property name="ducks2">
            <set>
                <value> 1</value>
               <value> 2</value>
            </set>
        </property>

（3）bean的两种类型

普通bean：在配置文件中定义bean 类型就是返回类型
工厂bean（FactoryBean）：在配置文件定义bean 类型可以和返回类型不一样

1）第一步创建类，让这个类作为工厂bean，实现接口FactoryBean
2）第二步实现接口里面的方法，在实现的方法中定义返回的bean 类型

public class MyBean implements FactoryBean<Course> {

//定义返回bean
@Override 
public Course getObject() throws Exception {
   Course course = new Course(); 
   course.setCname("abc");
   return course; 
}

@Override 
public Class<?> getObjectType() {
	return null;
}

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

}

xml配置：

<bean id="myBean" 
class="com.atguigu.spring5.factorybean.MyBean"> </bean>

测试：

@Test 
public void test3() { 
	ApplicationContext context = 
			new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml"); 

	Course course = context.getBean("myBean", Course.class); 
	System.out.println(course); 
}

（4）bean的作用域

Bean 定义了5 中作用域，分别为

• singleton（单例）Spring中的Bean默认为单例的
• prototype（原型）
• request
• session
• global session

1） singleton：单例模式（多线程下不安全）
Spring IoC 容器中只会存在一个共享的Bean 实例，无论有多少个
Bean 引用它，始终指向同一对象。

2）prototype:原型模式每次使用时创建
每次通过Spring 容器获取prototype 定义的bean 时，容器都将创建
一个新的Bean 实例，每个Bean 实例都有自己的属性和状态，而singleton 全局只有一个对象。根据经验，对有状态的bean 使用prototype 作用域，而对无状态的bean 使用singleton作用域。

注：

• 有状态对象(Stateful Bean)，就是有实例变量的对象 ，可以保存数据，是非线程安全的。
• 无状态对象(Stateless Bean)，就是没有实例变量的对象 .不能保存数据，是不变类，是线程安全的。
• 在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等）中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理，让它们也成为线程安全的状态，因此有状态的Bean就可以在多线程中共享了。
• scope 值是singleton 时候，加载spring 配置文件时候就会创建单实例对象。
  scope 值是prototype 时候，不是在加载spring 配置文件时候创建对象，在调用
  getBean 方法时候创建多实例对象

3）Request：一次request 一个实例
在同一个Http 请求中，容器会返回该Bean 的同一实例。而对不同的Http 请求则会产生新的Bean，而且该bean 仅在当前Http Request 内有效,当前Http 请求结束，该bean实例也将会被销毁。

（5）bean的生命周期

bean 的后置处理器，bean 生命周期有七步
1）通过构造器创建bean 实例（无参数构造）
2）为bean 的属性设置值和对其他bean 引用（调用set 方法）
3）把bean实例传递bean后置处理器的方法postProcessBeforeInitialization
4）调用bean 的初始化的方法（需要进行配置初始化的方法）
5）把bean 实例传递bean 后置处理器的方法postProcessAfterInitialization
6）bean 可以使用了（对象获取到了）
7）当容器关闭时候，调用bean 的销毁的方法（需要进行配置销毁的方法）

创建后置处理器：创建类，实现接口BeanPostProcessor

public class MyBeanPost implements BeanPostProcessor {

@Override 
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException { 
 System.out.println("在初始化之前执行的方法"); return bean;
}

@Override 
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException { 
  System.out.println("在初始化之后执行的方法"); 
  return bean; 
}
}

当这个类实现了BeanPostProcessor，并注入到Bean容器中后，Spring就会识别出这个后置处理器，并将该后置处理器置于每个Bean的生命周期中。

参考博客：Spring生命周期——简介

（6）xml 自动装配

根据指定装配规则（属性名称或者属性类型），Spring 自动将匹配的属性值进行注入。

1）注入属性时根据属性名称自动注入
员工类Emp中有一个部门dept属性

<bean id="emp" class="com.atguigu.spring5.autowire.Emp" 
autowire="byName"></bean> 

<bean id="dept" class="com.atguigu.spring5.autowire.Dept"></bean>

2）注入属性时根据属性类型自动注入
员工类Emp中有一个部门dept属性，类型为Dept

<bean id="emp" class="com.atguigu.spring5.autowire.Emp" 
autowire="byType"> </bean>  

<bean id="dept" class="com.atguigu.spring5.autowire.Dept"></bean>

（7）外部属性文件

把外部properties 属性文件引入到spring 配置文件中

1）引入context 名称空间

2）使用context标签引入外部属性文件jdbc.properties

<context:property-placeholder location="classpath:jdbc.properties"/>

 <bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource">
	<property name="driverClassName" value="${prop.driverClass}"></property>
	<property name="url" value="${prop.url}"></property>
	<property name="username" value="${prop.userName}"></property>
	<property name="password" value="${prop.password}"></property>
 </bean>

applicationContext.xml中的常用配置：

• <beans> </beans>：用来容纳一些bean对象
• <bean></bean>:用来定义bean对象
• <import resource = "beans.xml"/>:用来合并xml,将其他xml中的bean对象导入进来。
• <alias name="gg" alias="别名"/>:用来给bean对象起别名
• <bean id="user" class = "com.glp.hello" name = "U Username haha">：可以直接在bean中用name起别名，而且可以起多个别名，中间用空格，逗号分割都可以。

2、IOC ：Bean 管理（基于注解）

（1）什么是注解

1）注解是代码特殊标记，格式：@注解名称(属性名称=属性值, 属性名称=属性值…)
2）使用注解，注解作用在类上面，方法上面，属性上面
3）使用注解目的：简化xml 配置

（2）Spring中的常用注解

1）@Component
可以使用此注解描述 Spring 中的 Bean，但它是一个泛化的概念，仅仅表示一个组件（Bean），并且可以作用在任何层次。使用时只需将该注解标注在相应类上即可。

2）@Repository
用于将数据访问层（DAO层）的类标识为 Spring 中的 Bean，其功能与 @Component 相同。

3）@Service
通常作用在业务层（Service 层），用于将业务层的类标识为 Spring 中的 Bean，其功能与 @Component 相同。

4）@Controller
通常作用在控制层（如 Struts2 的 Action），用于将控制层的类标识为 Spring 中的 Bean，其功能与 @Component 相同。

5）@Configuration:声明当前类是一个配置类，相当于一个Spring配置的xml文件。把一个类作为一个IoC容器和@Bean搭配使用，某个方法头上如果注册了@Bean，就会作为这个Spring容器中的Bean。

6） @Bean:表示注册一个名称为方法名的Bean对象到容器中。此时方法的名称就相当于bean标签中的id属性，方法返回值就相当于bean标签中的class属性。

• @Bean配置的类的默认id是方法的名称，但是我们可以通过value或者name给这个bean取别名。@Bean(name="aservice")
• value和name属性不能并存。 而且如果配置了value或者name，那么我们将无法在通过方法名称获取这个bean了。

7）@Import(config.class):可以引入一个配置类，将两个配置类整合到一起。

8） @ComponentScan(com.glp.config) : ComponentScan做的事情就是告诉Spring从哪里找到bean.哪些包需要被扫描, 一旦指定好之后Spring将会将在被指定的包及其下级的包(sub packages)中寻找bean。

@ComponentScan(com.glp.config)
public class config{
}

9) @Scope(“prototype”): 原生模式，不加的话默认就是单例模式。

注意：

• @Component 、@Repository 、@Service只是用来分层没有具体的含义。 @Controller是用于做客户端请求的层。
• @Component、@Repository、@Service、@Controller 在类上使用，如果能扫描到该类，则将该类注册到容器中。只会实例化为一个对象。
• @Bean 在方法上使用，根据需要可以注册多个Bean 。

说明：
在使用@Bean(name=“bean1”)给注册对象起别名时，可以用Bean的name属性，或者@Qualifier.

@Bean(name="bean1")
public A getA() {
     return new A();
 }

@Bean
@Qualifier("bean2")
public A getB() {
     return new A();
}

使用时可以用 @Qualifier通过名称从容器中引入：

 @Autowire
 @Qualifier("bean1")
 A testa; 

（3）基于注解方式实现对象创建

1）第一步 引入依赖
spring-aop-5.2.6.RELEASE.jar

2）第二步 开启组件扫描：将包中含有注解的组件注入到容器中

<context:component-scan base-package="com.atguigu">
</context:component-scan>

3）第三步创建类，在类上面添加创建对象注解

@Component(value = "userService")
public class UserService { 
	public void add() { 
		System.out.println("service add......."); 
	} 
}

注意：

• 在注解里面value属性值可以省略不写，
• 默认值是类名称，首字母小写——UserService – userService
• 等同于在xml中配置：

（4）开启组件扫描细节配置

filter context:include-filter ，设置扫描哪些内容

<context:component-scan base-package="com.atguigu" 
use-default-filters="false"> 
	<context:include-filter type="annotation" 
	expression="org.springframework.stereotype.Controller"/> 
</context:component-scan>

context:exclude-filter：设置哪些内容不进行扫描

<context:component-scan base-package="com.atguigu"> 
	<context:exclude-filter type="annotation" 
	expression="org.springframework.stereotype.Controller"/> 
</context:component-scan>

注意：
use-default-filters="false" 表示现在不使用默认filter，自己配置

（5）基于注解方式实现属性注入

1）@Autowired：根据属性类型进行自动装配
第一步把service 和dao 对象创建，在service 和dao 类添加创建对象注解
第二步在service 注入dao 对象，在service 类添加dao 类型属性，在属性上面使用注解

@Service 
public class UserService {
	@Autowired 
	private UserDao userDao; 
	public void add() { 
		System.out.println("service add......."); 
		userDao.add(); 
} }

注：
不需要添加set方法

2）@Qualifier：根据名称进行注入
@Qualifier 注解需要和上面@Autowired 一起使用

@Autowired //根据类型进行注入
@Qualifier(value = "userDaoImpl1") //根据名称进行注入
private UserDao userDao;

3）@Resource：可以根据类型注入，可以根据名称注入

//@Resource //根据类型进行注入
@Resource(name = "userDaoImpl1") //根据名称进行注入
private UserDao userDao;

注：
默认根据类型注入

@Bean所在的方法user2，要使用user1，可以用方法参数的方式注入，使用@Qualifier("user1")指明要使用的Bean对象。

	@Bean
    public User user2(@Qualifier("user1") User user1){};

4）@Value：注入普通类型属性

@Value(value = "abc") 
private String name;

@value("glp")
public void setName(String name){
	this.name =name;
}

（6）完全注解开发

1）创建配置类，替代xml配置文件

@Configuration //作为配置类，替代xml配置文件
@ComponentScan(basePackages = {"com.atguigu"}) 
public class SpringConfig {
    @Bean
    public User user(){
    //定义了一个名称为方法名user1的user对象，并注册到容器中
        User user = new User();
        user.setUsername("烤鸭1");
        user.setPassword("123");
        user.setBirthday(new Date());
        return user;
    }
}

相当于在xml中配置了一个User对象

2）编写测试类

@Test
public void testService2() {
	//加载配置类
	ApplicationContext context = 
	new AnnotationConfigApplicationContext(SpringConfig.class); 
	
	UserService userService = 
	context.getBean("userService", UserService.class); 
	
	System.out.println(userService); 
	userService.add(); 
}

注：
ApplicationContext有两个实现类，一个ClassPathXmlApplicationContext用来获取xml中的Bean,一个AnnotationConfigApplicationContext用来获取注解中的Bean.

ApplicationContext Context = new AnnotationConfigApplicationContext(Test.class);
User user = (User)Context.getBean("getUser");

四、AOP

参考博客：Spring框架的核心组件——Aop

五、JdbcTemplate

参考博客：Spring——JdbcTemplate

六、Spring——事务

参考博客：Spring——事务管理