Spring Ioc （Inversion of Control）

如下整理自http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1413846，若有侵權當即刪除。

Ioc

Ioc（Inversion of Control），即控制反轉。不是什麼技術，而是一種設計思想。在Java開發中，Ioc意味着將你設計好的對象交給容器控制，而不是傳統的在你的對象內部直接控制。 傳統Java SE程序設計，咱們直接在對象內部經過new進行建立對象，是程序主動去建立依賴對象；而IoC是有專門一個容器來建立這些對象，即由Ioc容器來控制對象的建立；IoC 容器控制了對象（主要控制了外部資源獲取，不僅是對象包括好比文件等）。
傳統應用程序是由咱們本身在對象中主動控制去直接獲取依賴對象，也就是正轉；而反轉則是由容器來幫忙建立及注入依賴對象；爲什麼是反轉？由於由容器幫咱們查找及注入依賴對象，對象只是被動的接受依賴對象，因此是反轉；哪些方面反轉了？依賴對象的獲取被反轉了。

Ioc 容器

IoC容器就是具備依賴注入功能的容器，IoC容器負責實例化、定位、配置應用程序中的對象及創建這些對象間的依賴。應用程序無需直接在代碼中new相關的對象，應用程序由IoC容器進行組裝。在Spring中BeanFactory是IoC容器的實際表明者。

Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的對象呢？這就須要配置文件，Spring IoC容器經過讀取配置文件中的配置元數據，經過元數據對應用中的各個對象進行實例化及裝配。通常使用基於xml配置文件進行配置元數據，並且Spring與配置文件徹底解耦的，可使用其餘任何可能的方式進行配置元數據，好比註解、基於java文件的、基於屬性文件的配置均可以。

Spring Ioc容器的表明就是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接口擴展了BeanFactory，還提供了與Spring AOP集成、國際化處理、事件傳播及提供不一樣層次的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 則增長了更多支持企業級功能支持。ApplicationContext徹底繼承BeanFactory，於是BeanFactory所具備的語義也適用於ApplicationContext。

容器實現一覽：

• XmlBeanFactory：BeanFactory實現，提供基本的IoC容器功能，能夠從classpath或文件系統等獲取資源；
（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);
Deprecated. as of Spring 3.1 in favor of DefaultListableBeanFactory and XmlBeanDefinitionReader

• ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從classpath獲取配置文件；
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");

• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從文件系統獲取配置文件。
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

ApplicationContext接口獲取Bean方法簡介：

• Object getBean(String name) 根據名稱返回一個Bean，客戶端須要本身進行類型轉換；
• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根據名稱和指定的類型返回一個Bean，客戶端無需本身進行類型轉換，若是類型轉換失敗，容器拋出異常；
• T getBean(Class<T> requiredType) 根據指定的類型返回一個Bean，客戶端無需本身進行類型轉換，若是沒有或有多於一個Bean存在容器將拋出異常；
• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根據指定的類型返回一個鍵值爲名字和值爲Bean對象的 Map，若是沒有Bean對象存在則返回空的Map。

示例：
項目結構圖，注意fileSystemConfig.xml的位置。用於文件系統配置的讀取

HelloApi.java和HelloImpl.java是一個簡單的接口及其實現，打印一句Hello World！，bean.xml和fileSystemConfig.xml內容相同，都只有一句簡單的對bean的配置：<bean id="hello" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl"></bean>

測試代碼演示了使用不一樣的Ioc容器實現去讀取類路徑配置文件和文件系統文件的方式：

public class HelloServiceTest {

	@SuppressWarnings("deprecation")
	@Test
	public void testXmlBeanFactoryBaseOnFileSystem() {
		// 1.準備配置文件，從文件系統獲取配置文件，默認是相對路徑，能夠指定絕對路徑
		File file = new File("fileSystemConfig.xml");
		Resource resource = new FileSystemResource(file);
		// 2.初始化容器
		BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
		// 二、從容器中獲取Bean
		HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
		// 三、執行業務邏輯
		helloApi.sayHello();
	}

	@SuppressWarnings("deprecation")
	@Test
	public void testXmlBeanFactoryBaseOnClassPath() {
		// 1.準備配置文件，從當前類加載路徑中獲取配置文件
		Resource resource = new ClassPathResource("bean.xml");
		// 2.初始化容器
		BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
		// 二、從容器中獲取Bean
		HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
		// 三、執行業務邏輯
		helloApi.sayHello();
	}

	@Test
	public void testClassPathXmlApplicationContextBaseOnClassPath() {
		// 1.準備配置文件，從當前類加載路徑中獲取配置文件
		// 2.初始化容器
		BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
		// 二、從容器中獲取Bean
		HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
		// 三、執行業務邏輯
		helloApi.sayHello();
	}

	@Test
	public void testFileSystemApplicationContextBaseOnFileSystem() {
		// 1.準備配置文件，從文件系統獲取配置文件，默認是相對路徑，能夠指定絕對路徑
		// 2.初始化容器
		BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext(
				"fileSystemConfig.xml");
		// 二、從容器中獲取Bean
		HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
		// 三、執行業務邏輯
		helloApi.sayHello();
	}
}

IoC容器究竟是如何工做。在此咱們以xml配置方式來分析一下：
1、準備配置文件：在配置文件中聲明Bean定義也就是爲Bean配置元數據。
2、由IoC容器進行解析元數據： IoC容器的Bean Reader讀取並解析配置文件，根據定義生成BeanDefinition配置元數據對象，IoC容器根據BeanDefinition進行實例化、配置及組裝Bean。
3、實例化IoC容器：也就是實例化BeanFactory的各類實現，由客戶端實例化容器，獲取須要的Bean。

XML配置文件的結構

<beans>  
    <import resource=」resource1.xml」/>  
    <bean id=」bean1」class=」」></bean>  
    <bean id=」bean2」class=」」></bean>  
    <bean name=」bean2」class=」」></bean>  
    <alias alias="bean3" name="bean2"/>  
    <import resource=」resource2.xml」/>  
</beans>

一、<bean>標籤主要用來進行Bean定義；
二、alias用於定義Bean別名的；
三、import用於導入其餘配置文件的Bean定義，這是爲了加載多個配置文件，固然也能夠把這些配置文件構造爲一個數組（new String[] {「config1.xml」, config2.xml}）傳給ApplicationContext實現進行加載多個配置文件，那一個更適合由用戶決定；這兩種方式都是經過調用Bean Definition Reader 讀取Bean定義，內部實現沒有任何區別。<import>標籤能夠放在<beans>下的任何位置，沒有順序關係。

Bean

由IoC容器管理的那些組成你應用程序的對象咱們就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、裝配及管理的對象，除此以外，bean就與應用程序中的其餘對象沒有什麼區別了。那IoC怎樣肯定如何實例化Bean、管理Bean之間的依賴關係以及管理Bean呢？這就須要配置元數據，在Spring中由BeanDefinition表明，後邊會詳細介紹，配置元數據指定如何實例化Bean、如何組裝Bean等。

Bean的配置

Spring IoC容器目的就是管理Bean，這些Bean將根據配置文件中的Bean定義進行建立，而Bean定義在容器內部由BeanDefinition對象表示，該定義主要包含如下信息：
● 全限定類名（FQN）：用於定義Bean的實現類;
● Bean行爲定義：這些定義了Bean在容器中的行爲；包括做用域（單例、原型建立）、是否惰性初始化及生命週期等；
● Bean建立方式定義：說明是經過構造器仍是工廠方法建立Bean；
● Bean之間關係定義：即對其餘bean的引用，也就是依賴關係定義，這些引用bean也能夠稱之爲同事bean 或依賴bean，也就是依賴注入。

Bean定義只有「全限定類名」在當使用構造器或靜態工廠方法進行實例化bean時是必須的，其餘都是可選的定義。難道Spring只能經過配置方式來建立Bean嗎？回答固然不是，某些SingletonBeanRegistry接口實現類實現也容許將那些非BeanFactory建立的、已有的用戶對象註冊到容器中，這些對象必須是共享的，好比使用DefaultListableBeanFactory 的registerSingleton() 方法。不過建議採用元數據定義。

BeanDefinition

spring能夠經過xml配置文件定義bean,beanFactory能夠建立、查找配置文件中定義的這些bean，spring內部是如何將配置文件中所定義的bean變成可讓beanFactory建立與管理的呢？這是依靠BeanDefinition進行實現。BeanDefinition是一個接口，它描述了一個bean的實例，保存了bean的定義信息，是bean在內存中的描述形式。xml配置文件所定義的每一個bean在內存中都有對應的Bedifinition對象進行描述。BeanFactory在查找，建立及管理bean時，會先查找其在內存中所保存的BeanDefinition,而後再根據BeanDefinition中的bean描述內容建立bean或返回所需的bean信息。

根據面向接口編程的原則，spring定義了接口BeanDefinitionRegistry註冊管理全部的Bedifinition,實現此接口就能夠管理bean的定義，DefaultListableBeanFactory類實現了此接口，所以DefaultListableBeanFactory類及其子類具備管理beanDefinition的功能。

Spring讀取分析配置文件，根據配置文件中的定義，爲這些bean建立對應的BeanDifinition，並將BeanDifinition註冊至beanFactory中(具體表現爲註冊在DefaultListableBeanFactory類型的beanFactory)。當用戶須要使用bean時，將傳入bean的名稱或類型給beanFactory，beanFactory從其所保存的beanDefinition中查找，當找到符合條件的beanDefinition後，則將根據beanDefinition中的bean信息建立bean對象，並返回給用戶。

實例化Bean

Spring IoC容器如何實例化Bean呢？
傳統應用程序能夠經過new和反射方式進行實例化Bean。而Spring IoC容器則須要根據Bean定義裏的配置元數據使用反射機制來建立Bean。在Spring IoC容器中根據Bean定義建立Bean主要有如下幾種方式：
一、使用構造器實例化Bean，這是最簡單的方式，Spring IoC容器即能使用默認空構造器也能使用有參數構造器兩種方式建立Bean
二、使用靜態工廠方式實例化Bean，使用這種方式除了指定必須的class屬性，還要指定factory-method屬性來指定實例化Bean的方法，並且使用靜態工廠方法也容許指定方法參數，spring IoC容器將調用此屬性指定的方法來獲取Bean
三、使用實例工廠方法實例化Bean，使用這種方式不能指定class屬性，此時必須使用factory-bean屬性來指定工廠Bean，factory-method屬性指定實例化Bean的方法，並且使用實例工廠方法容許指定方法參數，方式和使用構造器方式同樣

示例：
一、構造器實例化Bean:

package cn.nevo.service.impl;

import cn.nevo.service.HelloApi;

public class HelloImpl implements HelloApi {
	private String message;
	
	public HelloImpl() {
		this.message = "Hello World!";
	}
	
	public HelloImpl(String message) {
		this.message = message;
	}

    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println(message);
    }
}

bean.xml

<!-- 使用默認構造參數實例化bean -->
  <bean id="hello" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl"></bean>
  
  <!-- 使用有參構造參數實例化bean -->
  <bean id="hello2" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl">
  	<constructor-arg index="0" value="New Hello World!"/>
  </bean>

測試

public class HelloServiceTest {

	@Test
	public void testClassPathXmlApplicationContextBaseOnClassPath() {
		// 1.準備配置文件，從當前類加載路徑中獲取配置文件
		// 2.初始化容器
		BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
		// 二、從容器中獲取Bean
		HelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);
		HelloApi helloApi2 = beanFactory.getBean("hello2", HelloApi.class);
		// 三、執行業務邏輯
		helloApi.sayHello();
		helloApi2.sayHello();
	}
}

二、靜態工廠方式實例化Bean
返回HelloImpl實例的靜態工廠類HelloImplStaticFactory.java

package cn.nevo.service.impl.staticfactory;

import cn.nevo.service.HelloApi;
import cn.nevo.service.impl.HelloImpl;

public class HelloImplStaticFactory {
	public static HelloApi getInstance(String message) {
		return new HelloImpl(message);
	}
}

bean.xml

<!-- 使用靜態工廠方法實例化bean -->
  <bean id="statichello" class="cn.nevo.service.impl.staticfactory.HelloImplStaticFactory" factory-method="getInstance">
  	<constructor-arg index="0" value="static factory instance"/>
  </bean>

測試

HelloApi helloApi3 = beanFactory.getBean("statichello", HelloApi.class);
		helloApi3.sayHello();

三、實例工廠方式實例化Bean
用於產生HelloImpl實例的HelloImplInstanceFactory.java

package cn.nevo.service.impl.instancefactory;

import cn.nevo.service.HelloApi;
import cn.nevo.service.impl.HelloImpl;

public class HelloImplInstanceFactory {
	public HelloApi getInstance(String message) {
		return new HelloImpl(message);
	}
}

bean.xml

<!-- 使用實例工廠方法實例化bean -->
  <bean id="instancehello" class="cn.nevo.service.impl.instancefactory.HelloImplInstanceFactory"/>
  <bean id="instance" factory-bean="instancehello" factory-method="getInstance">
  	<constructor-arg index="0" value="instance factory"/>
  </bean>

測試

HelloApi helloApi4 = beanFactory.getBean("instance", HelloApi.class);
		helloApi4.sayHello();