Spring IOC知識點一網打盡！

Java3y發表於2018-05-22

前言

只有光頭才能變強

回顧前面：

在刷Spring書籍的時候花了點時間去學習了單例模式和工廠模式，總的來說還是非常值得的！

本來想的是刷完《Spring 實戰 (第4版)》和《精通Spring4.x 企業應用開發實戰》的IOC章節後來重新編寫一篇IOC的文章的，看了一下之前已經寫過的入門系列Spring入門這一篇就夠了和Spring【依賴注入】就是這麼簡單。最主要的知識點都已經講過了，所以感覺就沒必要重新來編寫這些知識點了...

我個人又不喜歡將寫過的東西複製到新的文章中，所以建議大家可以先去閱讀上面兩篇文章再來看這篇(工廠模式那篇如果沒有看過的同學也有必要去看看)~~

為了這篇文章知識點的完整性，重要的知識點(IOC概念理解，建立Bean、注入的三種方式等)還是會出現，但是不會將上面兩篇博文的程式碼摘抄過來了。

這篇文章主要是補充和強化一些比較重要的知識點，並會把上面的兩本書關於IOC的知識點整理出來並畫成一個思維導圖來全面瞭解Spring IOC的知識點！

那麼接下來就開始吧，如果有錯的地方希望能多多包涵，並不吝在評論區指正！

一、Spring IOC全面認知

結合《Spring 實戰 (第4版)》和《精通Spring4.x 企業應用開發實戰》兩本書的IOC章節將其知識點整理起來~

1.1IOC和DI概述

在《精通Spring4.x 企業應用開發實戰》中對IOC的定義是這樣的：

IoC(Inversion of Control)控制反轉，包含了兩個方面：一、控制。二、反轉

我們可以簡單認為：

控制指的是：當前物件對內部成員的控制權。
反轉指的是：這種控制權不由當前物件管理了，由其他(類,第三方容器)來管理。

IOC不夠開門見山，於是Martin Fowler提出了DI(dependency injection)來替代IoC，即讓呼叫類對某一介面實現類的依賴關係由第三方(容器或協作類)注入，以移除呼叫類對某一介面實現類的依賴。

在《Spring 實戰 (第4版)》中並沒有提及到IOC，而是直接來說DI的：

通過DI，物件的依賴關係將由系統中負責協調各物件的第三方元件在建立物件的時候進行設定，物件無需自行建立或管理它們的依賴關係，依賴關係將被自動注入到需要它們的物件當中去

從書上我們也可以發現：IoC和DI的定義(區別)並不是如此容易就可以說得清楚的了。這裡我就簡單摘抄一下：

IoC(思想，設計模式)主要的實現方式有兩種：依賴查詢，依賴注入。
依賴注入是一種更可取的方式(實現的方式)

對我們而言，其實也沒必要分得那麼清，混合一談也不影響我們的理解...

再通過昨天寫過的工廠模式理解了沒有？，我們現在就可以很清楚的發現，其實所謂的IOC容器就是一個大工廠【第三方容器】(Spring實現的功能很強大！比我們自己手寫的工廠要好很多)。

使用IOC的好處(知乎@Intopass的回答)：

不用自己組裝，拿來就用。
享受單例的好處，效率高，不浪費空間。
便於單元測試，方便切換mock元件。
便於進行AOP操作，對於使用者是透明的。
統一配置，便於修改。

參考資料：

www.zhihu.com/question/23…--Spring IoC有什麼好處呢？

1.2IOC容器的原理

從上面就已經說了：IOC容器其實就是一個大工廠，它用來管理我們所有的物件以及依賴關係。

原理就是通過Java的反射技術來實現的！通過反射我們可以獲取類的所有資訊(成員變數、類名等等等)！
再通過配置檔案(xml)或者註解來描述類與類之間的關係
我們就可以通過這些配置資訊和反射技術來構建出對應的物件和依賴關係了！

上面描述的技術只要學過點Java的都能說出來，這一下子可能就會被面試官問倒了，我們簡單來看看實際Spring IOC容器是怎麼實現物件的建立和依賴的：

根據Bean配置資訊在容器內部建立Bean定義登錄檔
根據登錄檔載入、例項化bean、建立Bean與Bean之間的依賴關係
將這些準備就緒的Bean放到Map快取池中，等待應用程式呼叫

Spring容器(Bean工廠)可簡單分成兩種：

BeanFactory
- 這是最基礎、面向Spring的
ApplicationContext
- 這是在BeanFactory基礎之上，面向使用Spring框架的開發者。提供了一系列的功能！

幾乎所有的應用場合都是使用ApplicationContext！

BeanFactory的繼承體系：

ApplicationContext的繼承體系：

其中在ApplicationContext子類中又有一個比較重要的：WebApplicationContext

專門為Web應用準備的

Web應用與Spring融合：

我們看看BeanFactory的生命週期：

接下來我們再看看ApplicationContext的生命週期：

初始化的過程都是比較長，我們可以分類來對其進行解析：

Bean自身的方法：如呼叫 Bean 建構函式例項化 Bean，呼叫 Setter 設定 Bean 的屬性值以及通過的 init-method 和 destroy-method 所指定的方法；
Bean級生命週期介面方法：如 BeanNameAware、 BeanFactoryAware、 InitializingBean 和 DisposableBean，這些介面方法由 Bean 類直接實現；
容器級生命週期介面方法：在上圖中帶“★” 的步驟是由 InstantiationAwareBean PostProcessor 和 BeanPostProcessor 這兩個介面實現，一般稱它們的實現類為“ 後處理器” 。後處理器介面一般不由 Bean 本身實現，它們獨立於 Bean，實現類以容器附加裝置的形式註冊到Spring容器中並通過介面反射為Spring容器預先識別。當Spring 容器建立任何 Bean 的時候，這些後處理器都會發生作用，所以這些後處理器的影響是全域性性的。當然，使用者可以通過合理地編寫後處理器，讓其僅對感興趣Bean 進行加工處理

ApplicationContext和BeanFactory不同之處在於：

ApplicationContext會利用Java反射機制自動識別出配置檔案中定義的BeanPostProcessor、 InstantiationAwareBeanPostProcesso 和BeanFactoryPostProcessor後置器，並自動將它們註冊到應用上下文中。而BeanFactory需要在程式碼中通過手工呼叫addBeanPostProcessor()方法進行註冊
ApplicationContext在初始化應用上下文的時候就例項化所有單例項的Bean。而BeanFactory在初始化容器的時候並未例項化Bean，直到第一次訪問某個Bean時才例項化目標Bean。

有了上面的知識點了，我們再來詳細地看看Bean的初始化過程：

簡要總結：

BeanDefinitionReader讀取Resource所指向的配置檔案資源，然後解析配置檔案。配置檔案中每一個<bean>解析成一個BeanDefinition物件，並儲存到BeanDefinitionRegistry中；
容器掃描BeanDefinitionRegistry中的BeanDefinition；呼叫InstantiationStrategy進行Bean例項化的工作；使用BeanWrapper完成Bean屬性的設定工作；
單例Bean快取池：Spring 在DefaultSingletonBeanRegistry類中提供了一個用於快取單例項 Bean 的快取器，它是一個用HashMap實現的快取器，單例項的Bean以beanName為鍵儲存在這個HashMap中。

1.3IOC容器裝配Bean

1.3.1裝配Bean方式

Spring4.x開始IOC容器裝配Bean有4種方式：

XML配置
註解
JavaConfig
基於Groovy DSL配置(這種很少見)

總的來說：我們以XML配置+註解來裝配Bean得多，其中註解這種方式佔大部分！

1.3.2依賴注入方式

依賴注入的方式有3種方式：

屬性注入-->通過setter()方法注入
建構函式注入
工廠方法注入

總的來說使用屬性注入是比較靈活和方便的，這是大多數人的選擇！

1.3.3物件之間關係

<bean>物件之間有三種關係：

依賴-->挺少用的(使用depends-on就是依賴關係了-->前置依賴【依賴的Bean需要初始化之後，當前Bean才會初始化】)
繼承-->可能會用到(指定abstract和parent來實現繼承關係)
引用-->最常見(使用ref就是引用關係了)

1.3.4Bean的作用域

Bean的作用域：

單例Singleton
多例prototype
與Web應用環境相關的Bean作用域
- reqeust
- session

使用到了Web應用環境相關的Bean作用域的話，是需要我們手動配置代理的~

原因也很簡單：因為我們預設的Bean是單例的，為了適配Web應用環境相關的Bean作用域--->每個request都需要一個物件，此時我們返回一個代理物件出去就可以完成我們的需求了！

將Bean配置單例的時候還有一個問題：

如果我們的Bean配置的是單例，而Bean物件裡邊的成員物件我們希望是多例的話。那怎麼辦呢？？
預設的情況下我們的Bean單例，返回的成員物件也預設是單例的(因為物件就只有那麼一個)！

此時我們需要用到了lookup方法注入，使用也很簡單，看看例子就明白了：

1.3.6處理自動裝配的歧義性

昨天在刷書的時候剛好看到了有人在知乎邀請我回答這個問題：

結合兩本書的知識點，可以歸納成兩種解決方案：

使用@Primary註解設定為首選的注入Bean
使用@Qualifier註解設定特定名稱的Bean來限定注入！
- 也可以使用自定義的註解來標識

1.3.7引用屬性檔案以及Bean屬性

之前在寫配置檔案的時候都是直接將我們的資料庫配置資訊在裡面寫死的了：

其實我們有更優雅的做法：將這些配置資訊寫到配置檔案上(因為這些配置資訊很可能是會變的，而且有可能被多個配置檔案引用).

如此一來，我們改的時候就十分方便了。

引用配置檔案的資料使用的是${}

除了引用配置檔案上的資料，我們還可以引用Bean的屬性：

引用Bean的屬性使用的是#{}

在這種技術在《Spring 實戰第四版》稱之為Spring EL，跟我們之前學過的EL表示式是類似的。主要的功能就是上面的那種，想要更深入瞭解可參考下面的連結：

www.cnblogs.com/leiOOlei/p/…

1.3.8組合配置檔案

xml檔案之間組合：

xml和javaconfig互相組合的方式：


	public static void main(String[] args) {
		
        //1.通過建構函式載入配置類
         ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConf.class);

        //2.通過編碼方式註冊配置類
		 AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
		 ctx.register(DaoConfig.class);
		 ctx.register(ServiceConfig.class);
		 ctx.refresh();

        //3.通過XML組裝@Configuration配置類所提供的配置資訊
		 ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("com/smart/conf/beans2.xml");

        //4.通過@Configuration組裝XML配置所提供的配置資訊
		 ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(LogonAppConfig.class);

		 //5.@Configuration的配置類相互引用
		 ApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(DaoConfig.class,ServiceConfig.class);
         LogonService logonService = ctx.getBean(LogonService.class);
         System.out.println((logonService.getLogDao() !=null));
         logonService.printHelllo();   
	}
複製程式碼

第一種的例子：

第二種的例子：

第三種的例子：

第四種的例子：

第五種的例子：

程式碼由上可見

1.3.9裝配Bean總結

總的來說，Spring IOC容器就是在建立Bean的時候有很多的方式給了我們實現，其中也包括了很多關於Bean的配置~

對於Bean相關的注入教程程式碼和簡化配置(p和c名稱空間)我就不一一說明啦，你們去看Spring入門這一篇就夠了和Spring【依賴注入】就是這麼簡單就行了。

總的對比圖：

分別的應用場景：

至於一些小的知識點：

方法替換
- 使用某個Bean的方法替換成另一個Bean的方法
屬性編輯器
- Spring可以對基本型別做轉換就歸結於屬性編輯器的功勞！
國際化
- 使用不同語言(英語、中文)的作業系統去顯式不同的語言
profile與條件化的Bean
- 滿足了某個條件才初始化Bean，這可以方便切換生產環境和開發環境~
容器事件
- 類似於我們的Servlet的監聽器，只不過它是在Spring中實現了~

上面這些小知識點比較少情況會用到，這也不去講解啦。知道有這麼一回事，到時候查查就會用啦~~~

二、Spring IOC相關面試題

將SpringIOC相關知識點整理了一遍，要想知道哪些知識點是比較重要的。很簡單，我們去找找相關的面試題就知道了，如果該面試題是常見的，那麼說明這個知識點還是相對比較重要的啦！

以下的面試題從各種部落格上摘抄下來，摘抄量較大的會註明出處的~

2.1什麼是spring?

什麼是spring?

Spring 是個java企業級應用的開源開發框架。Spring主要用來開發Java應用，但是有些擴充套件是針對構建J2EE平臺的web應用。Spring框架目標是簡化Java企業級應用開發，並通過POJO為基礎的程式設計模型促進良好的程式設計習慣。

2.2使用Spring框架的好處是什麼？

使用Spring框架的好處是什麼？

輕量：Spring 是輕量的，基本的版本大約2MB。
控制反轉：Spring通過控制反轉實現了鬆散耦合，物件們給出它們的依賴，而不是建立或查詢依賴的物件們。
面向切面的程式設計(AOP)：Spring支援面向切面的程式設計，並且把應用業務邏輯和系統服務分開。
容器：Spring 包含並管理應用中物件的生命週期和配置。
MVC框架：Spring的WEB框架是個精心設計的框架，是Web框架的一個很好的替代品。
事務管理：Spring 提供一個持續的事務管理介面，可以擴充套件到上至本地事務下至全域性事務（JTA）。
異常處理：Spring 提供方便的API把具體技術相關的異常（比如由JDBC，Hibernate or JDO丟擲的）轉化為一致的unchecked 異常。

2.3Spring由哪些模組組成?

Spring由哪些模組組成?

簡單可以分成6大模組：

Core
AOP
ORM
DAO
Web
Spring EE

2.4BeanFactory 實現舉例

BeanFactory 實現舉例

Bean工廠是工廠模式的一個實現，提供了控制反轉功能，用來把應用的配置和依賴從正真的應用程式碼中分離。

在spring3.2之前最常用的是XmlBeanFactory的，但現在被廢棄了，取而代之的是：XmlBeanDefinitionReader和DefaultListableBeanFactory

2.5什麼是Spring的依賴注入？

什麼是Spring的依賴注入？

依賴注入，是IOC的一個方面，是個通常的概念，它有多種解釋。這概念是說你不用建立物件，而只需要描述它如何被建立。你不在程式碼裡直接組裝你的元件和服務，但是要在配置檔案裡描述哪些元件需要哪些服務，之後一個容器（IOC容器）負責把他們組裝起來。

2.6有哪些不同型別的IOC（依賴注入）方式？

有哪些不同型別的IOC（依賴注入）方式？

構造器依賴注入：構造器依賴注入通過容器觸發一個類的構造器來實現的，該類有一系列引數，每個引數代表一個對其他類的依賴。
Setter方法注入：Setter方法注入是容器通過呼叫無參構造器或無參static工廠方法例項化bean之後，呼叫該bean的setter方法，即實現了基於setter的依賴注入。
工廠注入：這個是遺留下來的，很少用的了！

2.7哪種依賴注入方式你建議使用，構造器注入，還是 Setter方法注入？

哪種依賴注入方式你建議使用，構造器注入，還是 Setter方法注入？

你兩種依賴方式都可以使用，構造器注入和Setter方法注入。最好的解決方案是用構造器引數實現強制依賴，setter方法實現可選依賴。

2.8什麼是Spring beans?

什麼是Spring beans?

Spring beans 是那些形成Spring應用的主幹的java物件。它們被Spring IOC容器初始化，裝配，和管理。這些beans通過容器中配置的後設資料建立。比如，以XML檔案中<bean/>的形式定義。

這裡有四種重要的方法給Spring容器提供配置後設資料。

XML配置檔案。
基於註解的配置。
基於java的配置。
Groovy DSL配置

2.9解釋Spring框架中bean的生命週期

解釋Spring框架中bean的生命週期

Spring容器從XML 檔案中讀取bean的定義，並例項化bean。
Spring根據bean的定義填充所有的屬性。
如果bean實現了BeanNameAware 介面，Spring 傳遞bean 的ID 到 setBeanName方法。
如果Bean 實現了 BeanFactoryAware 介面， Spring傳遞beanfactory 給setBeanFactory 方法。
如果有任何與bean相關聯的BeanPostProcessors，Spring會在postProcesserBeforeInitialization()方法內呼叫它們。
如果bean實現IntializingBean了，呼叫它的afterPropertySet方法，如果bean宣告瞭初始化方法，呼叫此初始化方法。
如果有BeanPostProcessors 和bean 關聯，這些bean的postProcessAfterInitialization() 方法將被呼叫。
如果bean實現了 DisposableBean，它將呼叫destroy()方法。

2.10解釋不同方式的自動裝配

解釋不同方式的自動裝配

no：預設的方式是不進行自動裝配，通過顯式設定ref 屬性來進行裝配。
byName：通過引數名自動裝配，Spring容器在配置檔案中發現bean的autowire屬性被設定成byname，之後容器試圖匹配、裝配和該bean的屬性具有相同名字的bean。
byType:：通過引數型別自動裝配，Spring容器在配置檔案中發現bean的autowire屬性被設定成byType，之後容器試圖匹配、裝配和該bean的屬性具有相同型別的bean。如果有多個bean符合條件，則丟擲錯誤。
constructor：這個方式類似於byType，但是要提供給構造器引數，如果沒有確定的帶引數的構造器引數型別，將會丟擲異常。
autodetect：首先嚐試使用constructor來自動裝配，如果無法工作，則使用byType方式。

只用註解的方式時，註解預設是使用byType的！

2.11IOC的優點是什麼？

IOC的優點是什麼？

IOC 或依賴注入把應用的程式碼量降到最低。它使應用容易測試，單元測試不再需要單例和JNDI查詢機制。最小的代價和最小的侵入性使鬆散耦合得以實現。IOC容器支援載入服務時的餓漢式初始化和懶載入。

2.12哪些是重要的bean生命週期方法？你能過載它們嗎？

哪些是重要的bean生命週期方法？你能過載它們嗎？

有兩個重要的bean 生命週期方法，第一個是setup，它是在容器載入bean的時候被呼叫。第二個方法是 teardown 它是在容器解除安裝類的時候被呼叫。

The bean 標籤有兩個重要的屬性（init-method和destroy-method）。用它們你可以自己定製初始化和登出方法。它們也有相應的註解（@PostConstruct和@PreDestroy）。

2.13怎麼回答面試官：你對Spring的理解？

怎麼回答面試官：你對Spring的理解？

來源：

www.zhihu.com/question/48…

下面我就截幾個答案：

一、

二、

2.14Spring框架中的單例Beans是執行緒安全的麼？

Spring框架中的單例Beans是執行緒安全的麼？

Spring框架並沒有對單例bean進行任何多執行緒的封裝處理。關於單例bean的執行緒安全和併發問題需要開發者自行去搞定。但實際上，大部分的Spring bean並沒有可變的狀態(比如Serview類和DAO類)，所以在某種程度上說Spring的單例bean是執行緒安全的。如果你的bean有多種狀態的話（比如 View Model 物件），就需要自行保證執行緒安全。

最淺顯的解決辦法就是將多型bean的作用域由“singleton”變更為“prototype”

2.15FileSystemResource和ClassPathResource有何區別？

FileSystemResource和ClassPathResource有何區別？

在FileSystemResource 中需要給出spring-config.xml檔案在你專案中的相對路徑或者絕對路徑。在ClassPathResource中spring會在ClassPath中自動搜尋配置檔案，所以要把ClassPathResource檔案放在ClassPath下。

如果將spring-config.xml儲存在了src資料夾下的話，只需給出配置檔案的名稱即可，因為src資料夾是預設。

簡而言之，ClassPathResource在環境變數中讀取配置檔案，FileSystemResource在配置檔案中讀取配置檔案。

三、總結

這篇文章的主要知識點我畫了一張思維導圖來總結啦，當學習到AOP的時候，這張思維導圖會繼續補充的哦~~~