Spring IOC容器基本原理

IOC容器的概念

IOC容器就是具有依赖注入功能的容器，IOC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，应用程序由IOC容器进行组装。在Spring中BeanFactory是IOC容器的实际代表者。

Spring IOC容器如何知道哪些是它管理的对象呢？这就需要配置文件，Spring IOC容器通过读取配置文件中的配置元数据，通过元数据对应用中的各个对象进行实例化及装配。一般使用基于xml配置文件进行配置元数据，而且Spring与配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式进行配置元数据，比如注解、基于java文件的、基于属性文件的配置都可以。

那Spring IOC容器管理的对象叫什么呢？

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Bean的概念

由IOC容器管理的那些组成你应用程序的对象我们就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。那IOC怎样确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean呢？这就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefinition代表，后边会详细介绍，配置元数据指定如何实例化Bean、如何组装Bean等。概念知道的差不多了，让我们来做个简单的例子。

开始Spring Hello World之旅

1、准备需要的jar包

核心jar包：从下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip中dist目录查找如下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

依赖的jar包：从下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中查找如下依赖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、创建标准Java工程：

3、项目搭建好了，让我们来开发接口，此处我们只需实现打印“Hello World!”，所以我们定义一个“sayHello”接口，代码如下：

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

4、接口开发好了，让我们来通过实现接口来完成打印“Hello World!”功能；

package com.ljq.test;

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

5、接口和实现都开发好了，那如何使用Spring IOC容器来管理它们呢？这就需要配置文件，让IOC容器知道要管理哪些对象。让我们来看下配置文件helloworld.xml（放到src目录下）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="https://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="https://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:context="https://www.springframework.org/schema/context"
    xsi:schemaLocation="
        https://www.springframework.org/schema/beans        
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
        https://www.springframework.org/schema/context                
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
    
    <!-- id 表示组件的名字，class表示组件类 -->
    <bean id="helloService" class="com.ljq.test.HelloServiceImpl" />
    
</beans>

6、现在万一具备，那如何获取IOC容器并完成我们需要的功能呢？首先应该实例化一个IOC容器，然后从容器中获取需要的对象，然后调用接口完成我们需要的功能，代码示例如下：

package com.ljq.test;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
/**
 * 测试
 * 
 * @author 林计钦
 * @version 1.0 2013-11-4 下午10:56:04
 */
public class HelloServiceTest {
    @Test
    public void testHelloWorld() {
        // 1、读取配置文件实例化一个IOC容器
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
        // 2、从容器中获取Bean，注意此处完全“面向接口编程，而不是面向实现”
        HelloService helloService = context.getBean("helloService", HelloService.class);
        // 3、执行业务逻辑
        helloService.sayHello();
    }
}

7、自此一个完整的Spring Hello World已完成，是不是很简单，让我们深入理解下容器和Bean吧。

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详解IOC容器

在Spring IOC容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory接口，BeanFactory接口提供了IOC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext接口扩展了BeanFactory，还提供了与Spring AOP集成、国际化处理、事件传播及提供不同层次的context实现 (如针对web应用的WebApplicationContext)。简单说， BeanFactory提供了IOC容器最基本功能，而 ApplicationContext 则增加了更多支持企业级功能支持。ApplicationContext完全继承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的语义也适用于ApplicationContext。

容器实现一览：

1、XmlBeanFactory：BeanFactory实现，提供基本的IOC容器功能，可以从classpath或文件系统等获取资源；

方式一：

File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

方式二：

Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml"); 
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

2、ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从classpath获取配置文件；

BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");

3、FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从文件系统获取配置文件。

BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

ApplicationContext接口获取Bean方法简介：

a、Object getBean(String name) 根据名称返回一个Bean，客户端需要自己进行类型转换；

b、T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根据名称和指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果类型转换失败，容器抛出异常；

c、T getBean(Class<T> requiredType) 根据指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果没有或有多于一个Bean存在容器将抛出异常；

d、Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根据指定的类型返回一个键值为名字和值为Bean对象的Map，如果没有Bean对象存在则返回空的Map。

让我们来看下IOC容器到底是如何工作。在此我们以xml配置方式来分析一下：

a、准备配置文件：就像前边Hello World配置文件一样，在配置文件中声明Bean定义也就是为Bean配置元数据。

b、由IOC容器进行解析元数据： IOC容器的Bean Reader读取并解析配置文件，根据定义生成BeanDefinition配置元数据对象，IOC容器根据BeanDefinition进行实例化、配置及组装Bean。

c、实例化IOC容器：由客户端实例化容器，获取需要的Bean。

整个过程是不是很简单，执行过程如下，其实IOC容器很容易使用，主要是如何进行Bean定义。下一章我们详细介绍定义Bean。

小结

除了测试程序的代码外，也就是程序入口，所有代码都没有出现Spring任何组件，而且所有我们写的代码没有实现框架拥有的接口，因而能非常容易的替换掉Spring，是不是非入侵。

客户端代码完全面向接口编程，无需知道实现类，可以通过修改配置文件来更换接口实现，客户端代码不需要任何修改。是不是低耦合。

如果在开发初期没有真正的实现，我们可以模拟一个实现来测试，不耦合代码，是不是很方便测试。

Bean之间几乎没有依赖关系，是不是很容易重用。