什麼是 Spring
Spring 是一個輕量級的企業級應用開發框架，它於2004年釋出第一個版本，其目的是用於簡化企業級應用程式的開發。
在傳統應用程式開發中，一個完整的應用是由一組相互協作的物件組成，開發一個應用除了要開發業務邏輯之外，更多的是關注如何使這些物件協作來完成所需功能，而且要高內聚，低耦合。雖然一些設計模式可以幫我們達到這個目的，可是這又徒增了我們的負擔。如果能通過配置的方式來建立物件，管理物件之間依賴關係，那麼就能夠減少許多工作，提高開發效率。Spring 框架主要就是來完成這個功能的。
Spring 框架除了幫我們管理物件及其依賴關係之外，還提供了面向切面程式設計的能力，在此基礎上，允許我們對一些通用任務如日誌記錄、安全控制、異常處理等進行集中式管理，還能幫我們管理最頭疼的資料庫事務。此外，它還提供了粘合其他框架的能力，使我們可以方便地與各種第三方框架進行整合，而且不管是 Java SE 應用程式還是 JavaEE 應用程式都可以使用這個平臺進行開發。
Spring 是基於 IoC 和 AOP 兩大思想理論衍生而來的，可以說，Spring是一個同時實現了 IoC 和 AOP 的框架。
Spring 的整體架構
Spring 的整體架構如圖所示：
核心模組只有3個：Beans、Core、和 Context ，它們構建起了整個 Spring 的骨架，沒有它們就不可能有 AOP、Web 等上層的特性功能。如果在它們3箇中選出一個最核心的模組的話，那就非 Beans 模組莫屬了，其實 Spring 就是面向 Bean 的程式設計（BOP, Bean Oriented Programming），Bean 在 Spring 中才是真正的主角。關於 Bean 的觀念，會在後面進行介紹。
什麼是 IoC
IoC（Inverse Of Control，控制反轉）是一種設計思想，目標是實現解耦。所謂控制反轉，是指對資源的控制方式反轉了。這裡說的資源主要指我們的業務物件，物件之間往往會存在某種依賴關係，當一個物件依賴另一個物件時，傳統的做法是在它內部直接 new 一個出來，即由物件自己負責建立並管理它所依賴的資源，這是傳統的對資源的控制方式。IoC 就是將其顛倒過來，物件由主動控制所需資源變成了被動接受，由第三方（IoC 容器）對資源進行集中管理，物件需要什麼資源就從IoC容器中取，或者讓容器主動將所需資源注入進來。
IoC 之後，物件與所需資源之間不再具有強耦合性，資源可以被直接替換，而無需改動需求方的程式碼。舉個例子，董事長需要一個祕書，傳統的做法是，董事長自己去指定一個祕書，控制權在他自己手上，但是這會導致他與祕書之間的耦合性較強，一旦想換祕書了，就得修改自己的程式碼。IoC 的做法是，董事長宣告自己需要一個祕書，由IoC 容器為他指定一個祕書，至於是哪個祕書，男的還是女的，一切由容器說了算，如果要換祕書，也是修改容器的配置檔案，與董事長無關，這樣就實現了兩者間的解耦。
IoC 的兩種實現方式：
- DI（Dependency Injection，依賴注入）。所謂依賴注入，是指物件所依賴的資源通過被動注入的方式得到，換言之，容器會主動地根據預先配置的依賴關係將資源注入進來。
- DL（Dependency Lookup，依賴查詢）。依賴查詢是早先的一種 IoC 實現方式，現已過時。物件需要呼叫容器的API查詢它所依賴的資源。
Bean 的概念
- 在 Java 中，“Bean”是對用Java語言編寫的“可重用元件”的慣用叫法。可以從字面意思去理解，Java 原本指爪哇咖啡，bean 指咖啡豆，而咖啡的“可重用元件”就是咖啡豆嘛。官方並沒有說明所謂的“元件”具體指的是什麼，因為“元件”本身就是一個抽象的概念，是對軟體組成部分的抽象，因此，Bean作為可重用元件的代稱，既可指類，也可指物件。
- 在 Spring 中，Bean 的概念同上，有時也稱 Component。 由 Spring 的 IoC容器所管理的 Bean 稱作 Spring Bean。
- 擴充套件：
Java Bean 的概念不同於 Bean，Java Bean 是指符合 JavaBeans 規範的一種特殊的 Bean，即：所有屬性均為 private，提供 getter 和 setter，提供預設構造方法。JavaBean 也可以認為是遵循特定約定的POJO。
POJO（Plain Ordinary Java Object）是指簡單和普通的 Java 物件。嚴格來說，它不繼承類，不實現介面，不處理業務邏輯，僅用於封裝資料。
Spring 的基本使用
首先配置 Bean 資訊，向 Spring 的 IoC 容器（或簡稱 Spring 容器）中註冊 Bean。以 XML 方式為例，如下配置了兩個 Bean，其中第一個依賴第二個：
<bean id="John" class="Person">
<property name="lover">
<ref bean="Mary"/>
</property>
</bean>
<bean id="Mary" class="Person"/>
然後建立 Spring 容器，同時繫結配置檔案。如下：
ApplicationContext container = new ClassPathXmlApplicationContext("bean-config.xml");
然後通過容器的 getBean 方法即可得到我們在配置檔案中所配置的 Bean 的例項。如下：
Person John = container.getBean("John");
Spring 的兩種 IoC 容器
Spring 提供了兩種 IoC 容器： BeanFactory 和 ApplicationContext 。
- BeanFactory 提供基本的 IoC 服務支援。
- ApplicationContext 對 BeanFactory 進行了擴充套件與增強，除了擁有 BeanFactory 的所有能力外，還提供了許多高階特性，如事件釋出、資源載入、國際化訊息等。ApplicationContext 介面繼承了 BeanFactory 介面，它的實現類中也是直接複用了 BeanFactory，因此可以說，ApplicationContext 是 BeanFactory 的增強版。
兩者在核心功能上的區別主要是預設的載入策略不同，這點區別幾乎可以忽略不計，通常情況下，我們總是使用更為強大的 ApplicationContext，很少會直接使用 BeanFactory。
以下是幾個最常用的 ApplicationContext 實現類：
- ClassPathXmlApplicationContext
- AnnotationConfigApplicationContext
- AnnotationConfigWebApplicationContext
Spring 容器的基本工作原理
既然是容器，那它最底層肯定是一個資料結構。通過跟蹤 getBean 方法，我們發現它是從一個叫作 singletonObjects 的 Map 集合中獲取 Bean 例項的。singletonObjects 的定義如下：
可以斷定，它就是 Spring 容器的核心，凡是作用域為單例的 Bean 的例項都儲存在該 Map 集合中，我把它稱之為單例池。
那麼 getBean 方法做了哪些事情呢？
getBean 方法首先會從單例池中獲取 Bean 例項，如果取到了就直接返回，否則，如果有父容器，嘗試從父容器中獲取，如果也沒獲取到，則建立例項。建立例項之前先確保該 Bean 所依賴的 Bean 全部初始化，然後，如果是原型 Bean，建立好例項後直接返回，如果是單例 Bean，建立好例項後將其放進單例池，然後再從單例池中獲取並返回。
當 Spring 容器被建立時，它又是如何完成初始化的呢？
以 ClassPathXmlApplicationContext為例，它的構造方法主要做的事情就是呼叫 refresh() 方法。
public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
// 準備好自己
prepareRefresh();
// 建立並初始化BeanFactory
ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
// 準備好要使用的BeanFactory
prepareBeanFactory(beanFactory);
try {
// 對BeanFactory進行後置處理
postProcessBeanFactory(beanFactory);
// 呼叫BeanFactory的後置處理器
invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
// 註冊Bean的後置處理器
registerBeanPostProcessors(beanFactory);
// 初始化訊息源
initMessageSource();
// 初始化事件多播器
initApplicationEventMulticaster();
// 初始化其他特殊的bean
onRefresh();
// 檢測並註冊監聽器Bean
registerListeners();
// 例項化其餘所有（非懶載入）的單例Bean
finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
// 最後一步：釋出相應的事件
finishRefresh();
refresh() 方法的主要執行流程：
- 呼叫
refreshBeanFactory()方法，該方法會首先新建或重建 BeanFactory 物件，然後使用相應的BeanDefinitionReader讀取並解析 Bean 定義資訊，將每個 Bean 定義資訊依次封裝成BeanDefinition物件，並將這些BeanDefinition物件註冊到BeanDefinitionRegistery。這一步，完成了 BeanFactory 的建立，以及 Bean 定義資訊的載入。 - 配置 BeanFactory，對 BeanFactory 做一些後置處理，註冊 Bean 的後置處理器，初始化訊息源和事件多播器，註冊監聽器等。這一步，完成了 Spring 容器的配置工作。
- 呼叫
finishBeanFactoryInitialization()方法，該方法會遍歷之前註冊到BeanDefinitionRegistery中的所有BeanDefinition，依次例項化那些非抽象非懶載入的單例 Bean，並將其加入單例池。這一步，完成了 Bean 的例項化。
Spring 容器的幾個核心類：
DefaultListableBeanFactory是一個通用的BeanFactory實現類，它還同時實現了BeanDefinitionRegistry介面。從 ApplicationContext 實現類的原始碼中可以看到，在它內部維護著一個DefaultListableBeanFactory的例項，所有的 IoC 服務都委託給該 BeanFactory 例項來執行。BeanDefinitionRegistry負責維護BeanDefinition例項，該介面主要定義了registerBeanDefinition()、getBeanDefinition()等方法，用於註冊和獲取 Bean 資訊。BeanDefinition用於封裝 Bean 的資訊，包括類名、是否是單例Bean、構造方法引數等資訊。每一個 Spring Bean 都會有一個BeanDefinition的例項與之相對應。BeanDefinitionReader負責讀取相應配置檔案中的內容並將其對映到BeanDefinition，然後將對映後的BeanDefinition例項註冊到BeanDefinitionRegistry，由BeanDefinitionRegistry來保管它們。
Spring Bean 的註冊與裝配
個人理解，註冊與裝配是不同的兩個過程。註冊指的是將 Bean 納入 IoC 容器。裝配指的是建立 Bean 之間的依賴關係。
Bean 的註冊方式有以下三種：
- 在 XML檔案中配置
- 在 JavaConfig 中配置
- 使用
@ComponentScan、@Component等註解進行配置
Bean 的裝配分為手動裝配和自動裝配。
手動裝配同樣有三種方式：
- 在 XML檔案 中配置
- 在 JavaConfig 中配置
- 使用
@Resource等註解來配置。- 這種方式既可以算作手動裝配，也可以算作自動裝配。當我們在 @Resource 註解中明確指定注入哪一個 Bean 時，我們稱這是手動裝配，而當我們不進行指定時，則算作自動裝配。
自動裝配也稱自動注入，有兩種開啟方式：
- 開啟粗粒度的自動裝配，即開啟 Bean 的預設自動裝配。在
<bean>標籤中配置default-autowire屬性，或在@Bean註解中配置autowire屬性。開啟了預設自動裝配的 Bean，Spring 會對它的全部屬性都嘗試注入值，這種方式不安全，因此很少使用。 - 開啟細粒度的自動裝配，即在元件類中使用
@Autowired等註解對單個屬性開啟自動裝配。
Spring 支援以下四種用於自動裝配的註解：
- Spring 自帶的
@Autowired註解 - JSR-330 的
@Inject註解 - JSR-250 的
@Resource註解 - Spring 新增的
@Value註解，用於裝配 String 和基本型別的值。@Value註解經常配合 SpEL 表示式一起使用。
SpEL 表示式的主要語法：
${}，表示從 Properties 檔案中讀取相應屬性的值。通常需要同@PropertySource註解配合使用，該註解用於指定從哪個 Properties 檔案中讀取屬性。#{}，表示從 Spring Bean 中讀取相應屬性的值。如，#{user1.name}表示從名稱為 user1 的 Bean 中 讀取 name 屬性值。- 冒號
:用於指定預設值，如${server.port:80}。
Spring Bean 的作用域與生命週期
未完待續