Spring IOC容器基本原理

Ruthless發表於2013-11-04
Spring

2.2.1 IOC容器的概念
IOC容器就是具有依賴注入功能的容器，IOC容器負責例項化、定位、配置應用程式中的物件及建立這些物件間的依賴。應用程式無需直接在程式碼中new相關的物件，應用程式由IOC容器進行組裝。在Spring中BeanFactory是IOC容器的實際代表者。

Spring IOC容器如何知道哪些是它管理的物件呢？這就需要配置檔案，Spring IOC容器通過讀取配置檔案中的配置後設資料，通過後設資料對應用中的各個物件進行例項化及裝配。一般使用基於xml配置檔案進行配置後設資料，而且Spring與配置檔案完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式進行配置後設資料，比如註解、基於java檔案的、基於屬性檔案的配置都可以。
那Spring IOC容器管理的物件叫什麼呢？

2.2.2 Bean的概念
由IOC容器管理的那些組成你應用程式的物件我們就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、裝配及管理的物件，除此之外，bean就與應用程式中的其他物件沒有什麼區別了。那IOC怎樣確定如何例項化Bean、管理Bean之間的依賴關係以及管理Bean呢？這就需要配置後設資料，在Spring中由BeanDefinition代表，後邊會詳細介紹，配置後設資料指定如何例項化Bean、如何組裝Bean等。概念知道的差不多了，讓我們來做個簡單的例子。

2.2.3 開始Spring Hello World之旅
1、準備需要的jar包
核心jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip中dist目錄查詢如下jar包
org.springframework.asm-3.0.5.RELEASE.jar
org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar
org.springframework.beans-3.0.5.RELEASE.jar
org.springframework.context-3.0.5.RELEASE.jar
org.springframework.expression-3.0.5.RELEASE.jar

依賴的jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中查詢如下依賴jar包
com.springsource.org.apache.log4j-1.2.15.jar
com.springsource.org.apache.commons.logging-1.1.1.jar
com.springsource.org.apache.commons.collections-3.2.1.jar

2、建立標準Java工程：

3、專案搭建好了，讓我們來開發介面，此處我們只需實現列印“Hello World!”，所以我們定義一個“sayHello”介面，程式碼如下：

package com.ljq.test;
 
public interface HelloService {
    public void sayHello();  
}

 

4、介面開發好了，讓我們來通過實現介面來完成列印“Hello World!”功能；

package com.ljq.test;
 
public class HelloServiceImpl implements HelloService{
    public void sayHello(){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

 

5、介面和實現都開發好了，那如何使用Spring IOC容器來管理它們呢？這就需要配置檔案，讓IOC容器知道要管理哪些物件。讓我們來看下配置檔案helloworld.xml（放到src目錄下）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<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-3.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context                
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
    
    <!-- id 表示元件的名字，class表示元件類 -->
    <bean id="helloService" class="com.ljq.test.HelloServiceImpl" />
    
</beans>

 

6、現在萬一具備，那如何獲取IOC容器並完成我們需要的功能呢？首先應該例項化一個IOC容器，然後從容器中獲取需要的物件，然後呼叫介面完成我們需要的功能，程式碼示例如下：

package com.ljq.test;

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * 測試
 * 
 * @author 林計欽
 * @version 1.0 2013-11-4 下午10:56:04
 */
public class HelloServiceTest {
    @Test
    public void testHelloWorld() {
        // 1、讀取配置檔案例項化一個IOC容器
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
        // 2、從容器中獲取Bean，注意此處完全“面向介面程式設計，而不是面向實現”
        HelloService helloService = context.getBean("helloService", HelloService.class);
        // 3、執行業務邏輯
        helloService.sayHello();
    }
}

 

7、自此一個完整的Spring Hello World已完成，是不是很簡單，讓我們深入理解下容器和Bean吧。

2.2.4 詳解IOC容器
在Spring IOC容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory介面，BeanFactory介面提供了IOC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext介面擴充套件了BeanFactory，還提供了與Spring AOP整合、國際化處理、事件傳播及提供不同層次的context實現 (如針對web應用的WebApplicationContext)。簡單說， BeanFactory提供了IOC容器最基本功能，而 ApplicationContext 則增加了更多支援企業級功能支援。ApplicationContext完全繼承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的語義也適用於ApplicationContext。
容器實現一覽：
• XmlBeanFactory：BeanFactory實現，提供基本的IOC容器功能，可以從classpath或檔案系統等獲取資源；
（1）File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
（2）
Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

• ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從classpath獲取配置檔案；
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");
• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從檔案系統獲取配置檔案。
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

ApplicationContext介面獲取Bean方法簡介：
• Object getBean(String name) 根據名稱返回一個Bean，客戶端需要自己進行型別轉換；
• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根據名稱和指定的型別返回一個Bean，客戶端無需自己進行型別轉換，如果型別轉換失敗，容器丟擲異常；
• T getBean(Class<T> requiredType) 根據指定的型別返回一個Bean，客戶端無需自己進行型別轉換，如果沒有或有多於一個Bean存在容器將丟擲異常；
• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根據指定的型別返回一個鍵值為名字和值為Bean物件的Map，如果沒有Bean物件存在則返回空的Map。

讓我們來看下IOC容器到底是如何工作。在此我們以xml配置方式來分析一下：
一、準備配置檔案：就像前邊Hello World配置檔案一樣，在配置檔案中宣告Bean定義也就是為Bean配置後設資料。
二、由IOC容器進行解析後設資料： IOC容器的Bean Reader讀取並解析配置檔案，根據定義生成BeanDefinition配置後設資料物件，IOC容器根據BeanDefinition進行例項化、配置及組裝Bean。
三、例項化IOC容器：由客戶端例項化容器，獲取需要的Bean。

整個過程是不是很簡單，執行過程如下，其實IOC容器很容易使用，主要是如何進行Bean定義。下一章我們詳細介紹定義Bean。

2.2.5 小結
除了測試程式的程式碼外，也就是程式入口，所有程式碼都沒有出現Spring任何元件，而且所有我們寫的程式碼沒有實現框架擁有的介面，因而能非常容易的替換掉Spring，是不是非入侵。
客戶端程式碼完全面向介面程式設計，無需知道實現類，可以通過修改配置檔案來更換介面實現，客戶端程式碼不需要任何修改。是不是低耦合。
如果在開發初期沒有真正的實現，我們可以模擬一個實現來測試，不耦合程式碼，是不是很方便測試。
Bean之間幾乎沒有依賴關係，是不是很容易重用。

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