2.IOC

2.IOC

什么是 IoC

IoC （Inversion of control ）控制反转/反转控制。它是一种思想不是一个技术实现。描述的是：Java 开发领域对象的创建以及管理的问题。

控制 ：指的是对象创建（实例化、管理）的权力

反转 ：控制权交给外部环境（Spring 框架、IoC 容器）

导入使用ioc

oC 容器是 Spring 的核心，也可以称为 Spring 容器。Spring 通过 IoC 容器来管理对象的实例化和初始化，以及对象从创建到销毁的整个生命周期。

Spring 中使用的对象都由 IoC 容器管理，不需要我们手动使用 new 运算符创建对象。由 IoC 容器管理的对象称为 Spring Bean，Spring Bean 就是 Java 对象，和使用 new 运算符创建的对象没有区别。

Spring 通过读取 XML 或 Java 注解中的信息来获取哪些对象需要实例化。

Spring 提供 2 种不同类型的 IoC 容器，即 BeanFactory 和 ApplicationContext 容器。

BeanFactory 容器

BeanFactory 是最简单的容器，由 org.springframework.beans.factory.BeanFactory 接口定义，采用懒加载（lazy-load），所以容器启动比较快。BeanFactory 提供了容器最基本的功能。

为了能够兼容 Spring 集成的第三方框架（如 BeanFactoryAware、InitializingBean、DisposableBean），所以目前仍然保留了该接口。

简单来说，BeanFactory 就是一个管理 Bean 的工厂，它主要负责初始化各种 Bean，并调用它们的生命周期方法。

BeanFactory 接口有多个实现类，最常见的是 org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory。使用 BeanFactory 需要创建 XmlBeanFactory 类的实例，通过 XmlBeanFactory 类的构造函数来传递 Resource 对象。如下所示。

Resource resource = new ClassPathResource("applicationContext.xml"); 
BeanFactory factory = new XmlBeanFactory(resource); 

ApplicationContext 容器

ApplicationContext 继承了 BeanFactory 接口，由 org.springframework.context.ApplicationContext 接口定义，对象在启动容器时加载。ApplicationContext 在 BeanFactory 的基础上增加了很多企业级功能，例如 AOP、国际化、事件支持等。

ApplicationContext 接口有两个常用的实现类，具体如下。

1）ClassPathXmlApplicationContext

该类从类路径 ClassPath 中寻找指定的 XML 配置文件，并完成 ApplicationContext 的实例化工作，具体如下所示。

pplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(String configLocation);

2）FileSystemXmlApplicationContext

该类从指定的文件系统路径中寻找指定的 XML 配置文件，并完成 ApplicationContext 的实例化工作，具体如下所示。

• ApplicationContext applicationContext = new FileSystemXmlApplicationContext(String configLocation);

  它与 ClassPathXmlApplicationContext 的区别是：在读取 Spring 的配置文件时，FileSystemXmlApplicationContext 不会从类路径中读取配置文件，而是通过参数指定配置文件的位置。即 FileSystemXmlApplicationContext 可以获取类路径之外的资源，如“F:/workspaces/Beans.xml”。

  通常在 Java 项目中，会采用 ClassPathXmlApplicationContext 类实例化 ApplicationContext 容器的方式，而在 Web 项目中，ApplicationContext 容器的实例化工作会交由 Web 服务器完成。Web 服务器实例化 ApplicationContext 容器通常使用基于 ContextLoaderListener 实现的方式，它只需要在 web.xml 中添加如下代码：

  <!--指定Spring配置文件的位置，有多个配置文件时，以逗号分隔-->
  <context-param>
      <param-name>contextConfigLocation</param-name>
      <!--spring将加载spring目录下的applicationContext.xml文件-->
      <param-value>
          classpath:spring/applicationContext.xml
      </param-value>
  </context-param>
  <!--指定以ContextLoaderListener方式启动Spring容器-->
  <listener>
      <listener-class>
          org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
      </listener-class>
  </listener>
  

  二者的主要区别在于，如果 Bean 的某一个属性没有注入，使用 BeanFacotry 加载后，第一次调用 getBean() 方法时会抛出异常，而 ApplicationContext 则会在初始化时自检，这样有利于检查所依赖的属性是否注入。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    </bean>

由 Spring IoC 容器管理的对象称为 Bean，Bean 根据 Spring 配置文件中的信息创建。

可以把 Spring IoC 容器看作是一个大工厂，Bean 相当于工厂的产品，如果希望这个大工厂生产和管理 Bean，则需要告诉容器需要哪些 Bean，以及需要哪种方式装配 Bean。

Spring 配置文件支持两种格式，即 XML 文件格式和 Properties 文件格式。

• Properties 配置文件主要以 key-value 键值对的形式存在，只能赋值，不能进行其他操作，适用于简单的属性配置。
• XML 配置文件是树形结构，相对于 Properties 文件来说更加灵活。XML 配置文件结构清晰，但是内容比较繁琐，适用于大型复杂的项目。

通常情况下，Spring 的配置文件使用 XML 格式。XML 配置文件的根元素是 ，该元素包含了多个子元素 。每一个 元素都定义了一个 Bean，并描述了该 Bean 如何被装配到 Spring 容器中。

创建bean

       <!--第一种有参构造，通过下标进行赋值-->
        <bean id="user" class="com.yuan.entity.User">
            <constructor-arg index="0" value="小黑"/>
        </bean>

       <!--第二种 不推荐使用 通过类型创建-->
    <bean id="user" class="com.yuan.entity.User">
      <constructor-arg type="java.lang.String" value="兄白"/>
    </bean>

        <!--第三种通过参数名来设置-->
    <bean id="user" class="com.yuan.entity.User">
        <constructor-arg name="name" value="xiaobai"/>
    </bean>

​ 元素的常用属性

属性名称	描述
id	Bean 的唯一标识符，Spring 容器对 Bean 的配置和管理都通过该属性完成。id 的值必须以字母开始，可以使用字母、数字、下划线等符号。
name	name 属性中可以为 Bean 指定多个名称，每个名称之间用逗号或分号隔开。Spring 容器可以通过 name 属性配置和管理容器中的 Bean。
class	该属性指定了 Bean 的具体实现类，它必须是一个完整的类名，即类的全限定名。
scope	用于设定 Bean 实例的作用域，属性值可以为 singleton（单例）、prototype（原型）、request、session 和 global Session。其默认值是 singleton
constructor-arg	元素的子元素，可以使用此元素传入构造参数进行实例化。该元素的 index 属性指定构造参数的序号（从 0 开始），type 属性指定构造参数的类型
property	元素的子元素，用于调用 Bean 实例中的 setter 方法来属性赋值，从而完成依赖注入。该元素的 name 属性用于指定 Bean 实例中相应的属性名
ref	和 等元素的子元索，该元素中的 bean 属性用于指定对某个 Bean 实例的引用
value	和 等元素的子元素，用于直接指定一个常量值
list	用于封装 List 或数组类型的依赖注入
set	用于封装 Set 类型的依赖注入
map	用于封装 Map 类型的依赖注入
entry	元素的子元素，用于设置一个键值对。其 key 属性指定字符串类型的键值，ref 或 value 子元素指定其值
init-method	容器加载 Bean 时调用该方法，类似于 Servlet 中的 init() 方法
destroy-method	容器删除 Bean 时调用该方法，类似于 Servlet 中的 destroy() 方法。该方法只在 scope=singleton 时有效
lazy-init	懒加载，值为 true，容器在首次请求时才会创建 Bean 实例；值为 false，容器在启动时创建 Bean 实例。该方法只在 scope=singleton 时有效

Spring Bean作用域

作用域的种类

Spring 容器在初始化一个 Bean 实例时，同时会指定该实例的作用域。Spring 5 支持以下 6 种作用域。

1）singleton

默认值，单例模式，表示在 Spring 容器中只有一个 Bean 实例，Bean 以单例的方式存在。

2）prototype

原型模式，表示每次通过 Spring 容器获取 Bean 时，容器都会创建一个 Bean 实例。

3）request

每次 HTTP 请求，容器都会创建一个 Bean 实例。该作用域只在当前 HTTP Request 内有效。

4）session

同一个 HTTP Session 共享一个 Bean 实例，不同的 Session 使用不同的 Bean 实例。该作用域仅在当前 HTTP Session 内有效。

5）application

同一个 Web 应用共享一个 Bean 实例，该作用域在当前 ServletContext 内有效。

类似于 singleton，不同的是，singleton 表示每个 IoC 容器中仅有一个 Bean 实例，而同一个 Web 应用中可能会有多个 IoC 容器，但一个 Web 应用只会有一个 ServletContext，也可以说 application 才是 Web 应用中货真价实的单例模式。

6）websocket

websocket 的作用域是 WebSocket ，即在整个 WebSocket 中有效。

Spring Bean生命周期

在传统的 Java 应用中，Bean 的生命周期很简单，使用关键字 new 实例化 Bean，当不需要该 Bean 时，由 Java 自动进行垃圾回收。

Spring 中 Bean 的生命周期较复杂，可以表示为：Bean 的定义 -> Bean 的初始化 -> Bean 的使用 -> Bean 的销毁。

Spring 根据 Bean 的作用域来选择管理方式。对于 singleton 作用域的 Bean，Spring 能够精确地知道该 Bean 何时被创建，何时初始化完成，以及何时被销毁；而对于 prototype 作用域的 Bean，Spring 只负责创建，当容器创建了 Bean 的实例后，Bean 的实例就交给客户端代码管理，Spring 容器将不再跟踪其生命周期。

Bean 生命周期的整个执行过程描述如下。

1. Spring 启动，查找并加载需要被 Spring 管理的 Bean，并实例化 Bean。
2. 利用依赖注入完成 Bean 中所有属性值的配置注入。
3. 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口，则 Spring 调用 Bean 的 setBeanName() 方法传入当前 Bean 的 id 值。
4. 如果 Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口，则 Spring 调用 setBeanFactory() 方法传入当前工厂实例的引用。
5. 如果 Bean 实现了 ApplicationContextAware 接口，则 Spring 调用 setApplicationContext() 方法传入当前 ApplicationContext 实例的引用。
6. 如果 Bean 实现了 BeanPostProcessor 接口，则 Spring 调用该接口的预初始化方法 postProcessBeforeInitialzation() 对 Bean 进行加工操作，此处非常重要，Spring 的 AOP 就是利用它实现的。
7. 如果 Bean 实现了 InitializingBean 接口，则 Spring 将调用 afterPropertiesSet() 方法。
8. 如果在配置文件中通过 init-method 属性指定了初始化方法，则调用该初始化方法。
9. 如果 BeanPostProcessor 和 Bean 关联，则 Spring 将调用该接口的初始化方法 postProcessAfterInitialization()。此时，Bean 已经可以被应用系统使用了。
10. 如果在 中指定了该 Bean 的作用域为 singleton，则将该 Bean 放入 Spring IoC 的缓存池中，触发 Spring 对该 Bean 的生命周期管理；如果在 中指定了该 Bean 的作用域为 prototype，则将该 Bean 交给调用者，调用者管理该 Bean 的生命周期，Spring 不再管理该 Bean。
11. 如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口，则 Spring 会调用 destory() 方法销毁 Bean；如果在配置文件中通过 destory-method 属性指定了 Bean 的销毁方法，则 Spring 将调用该方法对 Bean 进行销毁。

Spring 为 Bean 提供了细致全面的生命周期过程，实现特定的接口或设置 的属性都可以对 Bean 的生命周期过程产生影响。建议不要过多的使用 Bean 实现接口，因为这样会导致代码的耦合性过高。

了解 Spring 生命周期的意义就在于，可以利用 Bean 在其存活期间的指定时刻完成一些相关操作。一般情况下，会在 Bean 被初始化后和被销毁前执行一些相关操作。

Spring 官方提供了 3 种方法实现初始化回调和销毁回调：

1. 实现 InitializingBean 和 DisposableBean 接口；

2. 在 XML 中配置 init-method 和 destory-method；

3. 使用 @PostConstruct 和 @PreDestory 注解。

4. 在一个 Bean 中有多种生命周期回调方法时，优先级为：注解 > 接口 > XML。

   初始化回调

   1. 使用接口

      org.springframework.beans.factory.InitializingBean 接口提供了以下方法：

      void afterPropertiesSet() throws Exception;
      

      <bean id="..." class="..." />
      public class User implements InitializingBean {
          @Override
          public void afterPropertiesSet() throws Exception {
              System.out.println("调用接口：InitializingBean，方法：afterPropertiesSet，无参数");
          }
      }
      

      2. 配置xml

      可以通过 init-method 属性指定 Bean 初始化后执行的方法。

      <bean id="..." class="..." init-method="init"/>
      public class User {
          public void init() {
              System.out.println("调用init-method指定的初始化方法:init" );
          }
      }
      

      3. 使用注解

      使用 @PostConstruct 注解标明该方法为 Bean 初始化后的方法。

      public class ExampleBean {
          @PostConstruct
          public void init() {
              System.out.println("@PostConstruct注解指定的初始化方法:init" );
          }
      }
      

      销毁回调

      1. 使用接口

      org.springframework.beans.factory.DisposableBean 接口提供了以下方法：

      void destroy() throws Exception;
      

      bean id="..." class="..." />
      public class User implements InitializingBean {
          @Override
          public void afterPropertiesSet() throws Exception {
              System.out.println("调用接口：InitializingBean，方法：afterPropertiesSet，无参数");
          }
      }
      

      2配置xml

      可以通过 destroy-method 属性指定 Bean 销毁后执行的方法。

      <bean id="..." class="..." destroy-method="destroy"/>
      public class User {
          public void destroy() {
              System.out.println("调用destroy-method指定的销毁方法:destroy" );
          }
      }
      

      3. 使用注解

      使用 @PreDestory 注解标明该方法为 Bean 销毁前执行的方法。

      public class ExampleBean {
          @PreDestory 
          public void destroy() {
              System.out.println("@PreDestory注解指定的初始化方法:destroy" );
          }
      }
      

      列如：

      public class HelloWorld {
          private String message;
          public void setMessage(String message) {
              this.message = message;
          }
          public void getMessage() {
              System.out.println("message : " + message);
          }
          public void init() {
              System.out.println("Bean正在进行初始化");
          }
          public void destroy() {
              System.out.println("Bean将要被销毁");
          }
      }
      

      MainApp 类代码如下，该类中我们使用 AbstractApplicationContext 类的 registerShutdownHook() 方法，来确保正常关机并调用相关的 destroy() 方法。

      import org.springframework.context.support.AbstractApplicationContext;
      import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
      public class MainApp {
          public static void main(String[] args) {
              AbstractApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("Beans.xml");
              HelloWorld obj = (HelloWorld) context.getBean("helloWorld");
              obj.getMessage();
              context.registerShutdownHook();
          }
      }
      

      Beans.xml

      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
      <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">
          <bean id="helloWorld" class="net.biancheng.HelloWorld"
              init-method="init" destroy-method="destroy">
              <property name="message" value="Hello World！" />
          </bean>
      </beans>
      

      初始话默认执行销毁方法

      如果多个 Bean 需要使用相同的初始化或者销毁方法，不用为每个 bean 声明初始化和销毁方法，可以使用 default-init-method 和 default-destroy-method 属性，如下所示。

      <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd"
          default-init-method="init"
          default-destroy-method="destroy">
          <bean id="..." class="...">
              ...
          </bean>
      </beans>