IoC-spring 的灵魂(带你轻松理解IOC思想及bean对象的生成过程)

栏目: Java · 发布时间: 6年前

内容简介：IoC-spring 的灵魂(带你轻松理解IOC思想及bean对象的生成过程)

在理解任何技术之前，我都会问自己一个问题：它的产生是为了解决什么样的问题，以及如何解决这些问题？希望你能在本篇文章中找到答案……

(由于大家对Ioc应该是经常使用了，所以这里不会告诉你应该怎么样使用，重要的是理解思想原理，理解过程)

一、IOC的概念

IoC可以说是spring最核心的部分，是spring家族任意组件的基本。Ioc 本身并不能算为一种技术，而是一种思想，它使你从繁琐的对象交互中解脱出来，而专注于对象本身，更进一步突出面向对象。

我们先来回答文章开头问题的上半部分：

我们假设一个场景：Person(人)每天都要吃早餐（食物）。我们可以用如下程序表示

public class Person {
    public void eat() {
        Food food = new food();
        System.out.println("I eat food:{}", food.toString());
    }
}

在我们吃饭之前必须先new food()(做饭),要不然就吃不上。

Ioc 会怎么样做呢

public class Person {
    private Food food;
 public void eat() {
        System.out.println("I eat food:{}", food.toString());
 }
}

它会在你吃的时候将食物准备好，不需要你自己做饭。因为它认为：吃饭的人不应该身兼厨师的角色。

借用《spring 揭秘》中的漫画再说明一下吧（因为我不会画吃饭的漫画）。它的意思是：穿衣服出门。如果不使用Ioc,你就得自己去取衣服穿上。用了IOC，已经有美女给你拿过来并帮你穿上（有没有一种大款的感觉）。IOC就是让你当大款，你只需要发挥自己的特长挣钱就可以了，其它的让小秘来。

其实上面就是IOC的核心思想，也就是它要解决的问题：让你脱离对依赖对象的维护，只需要随用随取，不需要关心依赖对象的任何过程。（是不是感觉特别简单）

二、IOC的技术实现方式

接下来的问题是如何将依赖的对象准备好呢（依赖注入），常用的有两种方式：构造方法注入和setter注入（虽然大家都很熟悉了，但还请原谅我再说一下）

构造器注入，它就代表了当Person这个对象生成时，就准备好了：即无论你吃不吃饭，饭就在那里，不离不弃

public Person(Food food) {
    this.food = food;
}

setter注入，有所不同：俺不是那么随便的食物，你得喊我（set）俺才过来，有种闷骚的感觉。反正我就喜欢这种……

public void setFood(Food food) {
    this.food = food;
}

但无论前提哪一种注入方法，你总得有小秘来执行吧！！！so,你只需要默默地躺在那来享受，小秘带来百般绝技！！！

三、IOC容器

小秘绝技虽然精彩，但要实现却并不那么容易。它需要一系列技术要实现。首先它需要知道服务的对象是谁，以及需要为服务对象提供什么样的服务。提供的服务指：要完成对象的构建（即把饭做好），将其送到服务对象即完成对象的绑定（即把饭端到我面前）。

上面的话别看糊涂了，再声明一下，Ioc需要实现两个技术：

对象的构建
对象的绑定

对于这两个方面技术的实现具有很多的方式：硬编码（Ioc 框架都支持），配置文件（我们的重点），注解（最洁的方式）。但无论哪种方式都是在Ioc容器里面实现的（我们可以理解为一个大池子，里面躺着各种各样的对象，并能通过一定的方式将它们联系起来）

spring提供了两种类型的容器，一个是BeanFactory,一个是ApplicationContext(可以认为是BeanFactory的扩展)，下面我们将介绍这两种容器如何实现对对象的管理。

3.1 BeanFactory

如果没有特殊指定，默认采用延

迟初始化策略(lazy-load)。只有当客户端对象需要访问容器中的某个受管对象的时候，才对该受管对象进行初始化以及依赖注入操作。所以，相对来说，容器启动初期速度较快，所需要的资源有限。对于资源有限，并且功能要求不是很严格的场景，BeanFactory是比较合适的 IoC容器选择。

我们先来看一下BeanFactory类的关系图（如下所示）

有三个很重要的部分：

BeanDefinition 实现Bean的定义（即对象的定义）,且完成了对依赖的定义
BeanDefinitionRegistry ，将定义好的bean，注册到容器中（此时会生成一个注册码）
BeanFactory 是一个bean工厂类，从中可以取到任意定义过的bean
最重要的部分就是BeanDefinition,它完成了Bean的生成过程。一般情况下我们都是通过配置文件（xml,properties）的方式对bean进行配置，每种文件都需要实现BeanDefinitionReader,因此是reader本身现了配置文字到bean对象的转换过程。当然我们自己也可以实现任意格式的配置文件，只需要自己来实现reader即可。
Bean的生成大致可以分为两个阶段：容器启动阶段和bean实例化阶段

容器启动阶段：
加载配置文件（通常是xml文件）
通过reader生成beandefinition
beanDefinition注册到beanDefinitionRegistry

bean实例化阶段：

当某个bean 被 getBean()调用时

bean需要完成初时化，以及其依赖对象的初始化

如果bean本身有回调，还需要调用其相应的回调函数

从上面我们也可以知道，beanDefinition（容器启动阶段）只完成bean的定义，并未完成初始化。初始是通过beanFactory的getBean()时才进行的。

Spring Ioc在初始化完成之后，给了我们提供一些方法，让我们来改变一些bean的定义

org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer：使我们可能通过配置文件的形式，配置一些参数

PropertyOverrideConfigurer ：则可以覆盖原本的bean参数

CustomEditorConfigurer ：则提供类型转换支持（配置文件都是string,它需要知道转换成何种类型）

Bean的初始化过程：

如果你认为实例化的对象就是通过我们定义的类new 出来的，那就大错特错了，其实这里用到了AOP机制，生成了其代理对象（通过反射机制生成接口对象，或者是通过CGLIB生成子对象）

bean的具体装载过程是由beanWrapper实现的，它继承了PropertyAccessor （可以对属性进行访问）、PropertyEditorRegistry 和TypeConverter接口（实现类型转换，就上前面说的）。

完成设置对象属性之后，则会检查是否实现了Aware类型的接口，如果实现了，则主动加载

BeanPostprocessor 可以帮助完成在初始化bean之前或之后帮我们完成一些必要工作，比如我们在连接数据库之前将密码存放在一个加密文件，当我们连接数据库之前，需要将密码进行加载解密。只要实现相应的接口即可

public interface BeanPostProcessor {

   /**
    * Apply this BeanPostProcessor to the given new bean instance <i>before</i> any bean
    * initialization callbacks (like InitializingBean's {@code afterPropertiesSet}
    * or a custom init-method). The bean will already be populated with property values.
    * The returned bean instance may be a wrapper around the original.
    * @param bean the new bean instance
    * @param beanName the name of the bean
    * @return the bean instance to use, either the original or a wrapped one; if
    * {@code null}, no subsequent BeanPostProcessors will be invoked
    * @throws org.springframework.beans.BeansException in case of errors
    * @see org.springframework.beans.factory.InitializingBean#afterPropertiesSet
    */
   Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;

   /**
    * Apply this BeanPostProcessor to the given new bean instance <i>after</i> any bean
    * initialization callbacks (like InitializingBean's {@code afterPropertiesSet}
    * or a custom init-method). The bean will already be populated with property values.
    * The returned bean instance may be a wrapper around the original.
    * <p>In case of a FactoryBean, this callback will be invoked for both the FactoryBean
    * instance and the objects created by the FactoryBean (as of Spring 2.0). The
    * post-processor can decide whether to apply to either the FactoryBean or created
    * objects or both through corresponding {@code bean instanceof FactoryBean} checks.
    * <p>This callback will also be invoked after a short-circuiting triggered by a
    * {@link InstantiationAwareBeanPostProcessor#postProcessBeforeInstantiation} method,
    * in contrast to all other BeanPostProcessor callbacks.
    * @param bean the new bean instance
    * @param beanName the name of the bean
    * @return the bean instance to use, either the original or a wrapped one; if
    * {@code null}, no subsequent BeanPostProcessors will be invoked
    * @throws org.springframework.beans.BeansException in case of errors
    * @see org.springframework.beans.factory.InitializingBean#afterPropertiesSet
    * @see org.springframework.beans.factory.FactoryBean
    */
   Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;

}

在完成postProcessor之后，则会看对象是否定义了InitializingBean 接口，如果是，则会调用其afterProper- tiesSet()方法进一步调整对象实例的状态，这种方式并不常见。spring还提供了另外一种指定初始化的方式，即在bean定义中指定init-method 。

当这一切完成之后，还可以指定对象销毁的一些回调，比如数据库的连接池的配置，则销毁前需要关闭连接等。相应的可以实现DisposableBean 接口或指定destroy-method

3.2 ApplicationContext

ApplicationContext 容器建立BeanFactory之上，拥有BeanFactory的所有功能，但在实现上会有所差别。我认为差别主要体现在两个方面：1.bean的生成方式；2.扩展了BeanFactory的功能，提供了更多企业级功能的支持。

1.bean的加载方式

BeanFactory提供BeanReader来从配置文件中读取bean配置。相应的ApplicationContext也提供几个读取配置文件的方式：

FileSystemXmlApplicationContext：该容器从 XML 文件中加载已被定义的 bean。在这里，你需要提供给构造器 XML 文件的完整路径
ClassPathXmlApplicationContext：该容器从 XML 文件中加载已被定义的 bean。在这里，你不需要提供 XML 文件的完整路径，只需正确配置 CLASSPATH 环境变量即可，因为，容器会从 CLASSPATH 中搜索 bean 配置文件。
WebXmlApplicationContext：该容器会在一个 web 应用程序的范围内加载在 XML 文件中已被定义的 bean。
AnnotationConfigApplicationContext
ConfigurableWebApplicationContext
另外一个比较重要的是，ApplicationContext采用的非懒加载方式。它会在启动阶段完成所有的初始化，并不会等到getBean()才执行。所以，相对于BeanFactory来说，ApplicationContext要求更多的系统资源，同时，因为在启动时就完成所有初始化，容器启动时间较之BeanFactory也会长一些。在那些系统资源充足，并且要求更多功能的场景中， ApplicationContext类型的容器是比较合适的选择。

ApplicationContext 还额外增加了三个历能：ApplicationEventPublisher,ResourceLoader,MessageResource

ResourceLoader

ResourceLoader并不能将其看成是Spring独有的功能，spring Ioc只是借助于ResourceLoader来实现资源加载。也提供了各种各样的资源加载方式：

DefaultResourceLoader 首先检查资源路径是否以classpath:前缀打头，如果是，则尝试构造ClassPathResource类型资源并返回。否则，尝试通过URL，根据资源路径来定位资源
FileSystemResourceLoader 它继承自Default-ResourceLoader，但覆写了getResourceByPath(String)方法，使之从文件系统加载资源并以 FileSystemResource类型返回
- ResourcePatternResolver 批量查找的ResourceLoader
  
  spring与ResourceLoader之间的关系
  
  所有ApplicationContext的具体实现类都会直接或者间接地实现AbstractApplicationContext,AbstactApplicationContext 依赖了了DeffaultResourceLoader, ApplicationContext 继承了ResourcePatternResolver,所到头来ApplicationContext的具体实现类都会具有DefaultResourceLoader 和 PathMatchingResourcePatterResolver的功能。这也就是会什么ApplicationContext可以实现统一资源定位。

ApplicationEventPublisher（在介绍spring事件的时候再详细讲）

ApplicationEvent：继承自EventObject，同时是spring的application中事件的父类，需要被自定义的事件继承。
ApplicationListener：继承自EventListener，spring的application中的监听器必须实现的接口，需要被自定义的监听器实现其onApplicationEvent方法
ApplicationEventPublisherAware：在spring的context中希望能发布事件的类必须实现的接口，该接口中定义了设置ApplicationEventPublisher的方法，由ApplicationContext调用并设置。在自己实现的ApplicationEventPublisherAware子类中，需要有ApplicationEventPublisher属性的定义。
ApplicationEventPublisher：spring的事件发布者接口，定义了发布事件的接口方法publishEvent。因为ApplicationContext实现了该接口，因此spring的ApplicationContext实例具有发布事件的功能(publishEvent方法在AbstractApplicationContext中有实现)。在使用的时候，只需要把ApplicationEventPublisher的引用定义到ApplicationEventPublisherAware的实现中，spring容器会完成对ApplicationEventPublisher的注入。

MessageSource

提供国际化支持，不讲了，有需要请转至： http://blog.sina.com.cn/s/blog_85d71fb70101cyp5.html

#四、最佳实践

注解扫描

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd">
<context:component-scan base-package="org.spring21"/>


</beans>

component/service/controller注解

@Component
public class Person {
    @Resource
    private Food food;

    public void setFood(Food food) {
        this.food = food;
    }
}

bean的前置后置

@Component
public class Person {
    @Resource
    private Food food;

    public setFood(Food food) {
        this.food = food;
    }

    @PostConstruct
    public void wash() {
        System.out.println("饭前洗手");
    }

    @PreDestroy
    public void brush() {
        System.out.println("饭后刷牙");
    }
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持码农网