Spring IoC

一、Spring IoC简单介绍

  • IoC 概念

    • 应用控制反转，对象在创建的时候，由一个调控系统内所有对象的外界实体，将其所依赖的对象的引用，传递给它。也可以说，依赖注入到对象中。所以，控制反转是，关于一个对象如何获取他所依赖的对象的引用，这个责任的反转。
    • 控制反转（Inversion of Controll）是一个重要的面向对象编程的法则，来削弱计算机程序的耦合问题，也是轻量级 Spring 框架的核心。
    • 控制反转一般分为两种类型，依赖注入（Dependency Injection，DI）和依赖查找（Dependency Lookup），依赖注入应用广泛。

  • 深入分析

    • 依赖于谁？应用程序依赖于 IoC 容器
    • 为什么要依赖？应用程序需要 IoC 容器来提供对象需要的外部资源
    • 谁注入谁？IoC容器注入应用程序某个对象，应用程序依赖的对象
    • 注入了什么？注入某个对象所需要的外部资源（包括对象、资源、常量对象）

  • 与new对象的区别

    • 正转与反转，传统应用程序是由我们将自己在对象中主动控制去直接获取依赖对象，也就是正转；而反转则是由容器来帮助创建及注入依赖对象。

  • IoC优缺点

    • 优点：实现组件之间的解耦，提供程序的灵活性和可维护性
    • 缺点：对象生成因为是使用反射编程，在效率上有损耗

Spring解决了一个非常关键的问题，它可以让你对对象之间的关系转而用配置文件来管理，或者注解，也就是它的依赖注入机制。而这个注入关系在一个叫Ioc的容器中管理。Ioc容器就是被Bean包裹的对象。Spring正是通过把对象包装在Bean中从而达到管理这些对象及做一些列额外操作的目的。

二、Ioc容器是什么

  • 概念：在每个框架中都有一个容器的概念，所谓的容器就是将常用的服务封装起来，然后，用户只需要遵循一定的规则，就可以达到统一、灵活、安全、方便、快速的目的。具有依赖注入功能的容器，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。
  • Bean的概念：由IoC容器管理的那些组成应用程序的对象就叫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什么区别了。
  • 元数据 BeanDefinition：确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系及管理Bean，就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefintion代表
  • 如何工作（以XML配置方式解释）
    • 准备配置文件：配置文件中声明 Bean 定义也就是 Bean 配置元数据。
    • 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 BeanDefintion 配置元数据对象，IoC 容器根据 BeanDefintion 进行实例化、配置及组装 Bean。
    • 实例化 IoC 容器：由客户端实例化容器，获取需要的 Bean。
IoC容器的原理

IOC容器其实就是一个大工厂，它用来管理我们所有的对象以及依赖关系。

  • 根据Bean配置信息在容器内部创建Bean定义注册表
  • 根据注册表加载、实例化bean、建立Bean与Bean之间的依赖关系
  • 将这些准备就绪的Bean放到Map缓存池中，等待应用程序调用

Spring容器(Bean工厂)可简单分成两种：

  • BeanFactory：这是最基础、面向Spring的，提供 IoC 的高级服务。
  • ApplicationContext：在BeanFactory基础之上，提供抽象的面向应用的服务。

几乎所有的应用场合都是使用ApplicationContext！

BeanFactory 和 ApplicationContext 的区别

BeanFactory的继承体系：

ApplicationContext的继承体系：

其中在ApplicationContext子类中又有一个比较重要的：WebApplicationContext，是专门为Web应用准备的。

Web应用与Spring融合：

我们看看BeanFactory的生命周期：

接下来我们再看看ApplicationContext的生命周期：

初始化的过程都是比较长，我们可以分类来对其进行解析：

  • Bean自身的方法：如调用 Bean 构造函数实例化 Bean，调用 Setter 设置 Bean 的属性值以及通过<bean>的 init-method 和 destroy-method 所指定的方法；
  • Bean级生命周期接口方法：如 BeanNameAware、 BeanFactoryAware、 InitializingBean 和 DisposableBean，这些接口方法由 Bean 类直接实现；
  • 容器级生命周期接口方法：在上图中带“★” 的步骤是由 InstantiationAwareBean PostProcessor 和 BeanPostProcessor 这两个接口实现，一般称它们的实现类为“ 后处理器” 。 后处理器接口一般不由 Bean 本身实现，它们独立于 Bean，实现类以容器附加装置的形式注册到Spring容器中并通过接口反射为Spring容器预先识别。当Spring 容器创建任何 Bean 的时候，这些后处理器都会发生作用，所以这些后处理器的影响是全局性的。当然，用户可以通过合理地编写后处理器，让其仅对感兴趣Bean 进行加工处理

ApplicationContext和BeanFactory不同之处在于：

  • ApplicationContext会利用Java反射机制自动识别出配置文件中定义的BeanPostProcessor、 InstantiationAwareBeanPostProcesso 和BeanFactoryPostProcessor后置器，并自动将它们注册到应用上下文中。而BeanFactory需要在代码中通过手工调用addBeanPostProcessor()方法进行注册
  • ApplicationContext在初始化应用上下文的时候就实例化所有单实例的Bean。而BeanFactory在初始化容器的时候并未实例化Bean，直到第一次访问某个Bean时才实例化目标Bean。

有了上面的知识点了，我们再来详细地看看Bean的初始化过程：

简要总结：

  • BeanDefinitionReader读取Resource所指向的配置文件资源，然后解析配置文件。配置文件中每一个<bean>解析成一个BeanDefinition对象，并保存到BeanDefinitionRegistry中；
  • 容器扫描BeanDefinitionRegistry中的BeanDefinition；调用InstantiationStrategy进行Bean实例化的工作；使用BeanWrapper完成Bean属性的设置工作；
  • 单例Bean缓存池：Spring 在DefaultSingletonBeanRegistry类中提供了一个用于缓存单实例 Bean 的缓存器，它是一个用HashMap实现的缓存器，单实例的Bean以beanName为键保存在这个HashMap中。

三、IOC容器装配Bean

装配bean的方式

Spring4.x开始IOC容器装配Bean有4种方式：

  • XML配置
  • 注解
  • JavaConfig
  • 基于Groovy DSL配置(这种很少见)

总的来说：我们以XML配置+注解来装配Bean得多，其中注解这种方式占大部分！

依赖注入方式

依赖注入的方式有3种方式：

  • 属性注入-->通过setter()方法注入
  • 构造函数注入
  • 工厂方法注入

总的来说使用属性注入是比较灵活和方便的，这是大多数人的选择！

对象之间的关系

<bean>对象之间有三种关系：

  • 依赖-->挺少用的(使用depends-on就是依赖关系了-->前置依赖【依赖的Bean需要初始化之后，当前Bean才会初始化】)
  • 继承-->可能会用到(指定abstract和parent来实现继承关系)
  • 引用-->最常见(使用ref就是引用关系了)
Bean的作用域

Bean的作用域：

  • 单例Singleton
  • 多例prototype
  • 与Web应用环境相关的Bean作用域
    • reqeust
    • session

使用到了Web应用环境相关的Bean作用域的话，是需要我们手动配置代理的~

原因也很简单：因为我们默认的Bean是单例的，为了适配Web应用环境相关的Bean作用域--->每个request都需要一个对象，此时我们返回一个代理对象出去就可以完成我们的需求了！

处理自动装配的歧义性

可以归纳成两种解决方案： 

  • 使用@Primary注解设置为首选的注入Bean
  • 使用@Qualifier注解设置特定名称的Bean来限定注入！
    • 也可以使用自定义的注解来标识
装配bean总结

分别的应用场景： 

 

四、Spring IOC相关面试题

什么是spring?

Spring是个java企业级应用的开源开发框架。Spring主要用来开发Java应用，但是有些扩展是针对构建J2EE平台的web应用。Spring框架目标是简化Java企业级应用开发，并通过POJO为基础的编程模型促进良好的编程习惯。

使用Spring框架的好处是什么？
  1. 轻量：Spring 是轻量的，基本的版本大约2MB。
  2. 控制反转：Spring通过控制反转实现了松散耦合，对象们给出它们的依赖，而不是创建或查找依赖的对象们。
  3. 面向切面的编程(AOP)：Spring支持面向切面的编程，并且把应用业务逻辑和系统服务分开。
  4. 容器：Spring 包含并管理应用中对象的生命周期和配置。
  5. MVC框架：Spring的WEB框架是个精心设计的框架，是Web框架的一个很好的替代品。
  6. 事务管理：Spring 提供一个持续的事务管理接口，可以扩展到上至本地事务下至全局事务（JTA）。
  7. 异常处理：Spring 提供方便的API把具体技术相关的异常（比如由JDBC，Hibernate or JDO抛出的）转化为一致的unchecked 异常。
Spring由哪些模块组成?

简单可以分成6大模块： 

  • Core
  • AOP
  • ORM
  • DAO
  • Web
  • Spring EE
BeanFactory 实现举例

Bean工厂是工厂模式的一个实现，提供了控制反转功能，用来把应用的配置和依赖从正真的应用代码中分离。

XmlBeanDefinitionReader和DefaultListableBeanFactory。

什么是Spring的依赖注入？

依赖注入，是IOC的一个方面，是个通常的概念，它有多种解释。这概念是说你不用创建对象，而只需要描述它如何被创建。你不在代码里直接组装你的组件和服务，但是要在配置文件里描述哪些组件需要哪些服务，之后一个容器（IOC容器）负责把他们组装起来。

有哪些不同类型的IOC（依赖注入）方式？
  1. 构造器依赖注入：构造器依赖注入通过容器触发一个类的构造器来实现的，该类有一系列参数，每个参数代表一个对其他类的依赖。
  2. Setter方法注入：Setter方法注入是容器通过调用无参构造器或无参static工厂 方法实例化bean之后，调用该bean的setter方法，即实现了基于setter的依赖注入。
  3. 工厂注入：这个是遗留下来的，很少用的了！
什么是Spring beans?

Spring beans 是那些形成Spring应用的主干的java对象。它们被Spring IOC容器初始化，装配，和管理。这些beans通过容器中配置的元数据创建。比如，以XML文件中<bean/> 的形式定义。

有四种重要的方法给Spring容器提供配置元数据：

  • XML配置文件。
  • 基于注解的配置。
  • 基于java的配置。
  • Groovy DSL配置
解释Spring框架中bean的生命周期
  • Spring容器 从XML 文件中读取bean的定义，并实例化bean。
  • Spring根据bean的定义填充所有的属性。
  • 如果bean实现了BeanNameAware 接口，Spring 传递bean 的ID 到 setBeanName方法。
  • 如果Bean 实现了 BeanFactoryAware 接口， Spring传递beanfactory 给setBeanFactory 方法。
  • 如果有任何与bean相关联的BeanPostProcessors，Spring会在postProcesserBeforeInitialization()方法内调用它们。
  • 如果bean实现IntializingBean了，调用它的afterPropertySet方法，如果bean声明了初始化方法，调用此初始化方法。
  • 如果有BeanPostProcessors 和bean 关联，这些bean的postProcessAfterInitialization() 方法将被调用。
  • 如果bean实现了 DisposableBean，它将调用destroy()方法。
解释不同方式的自动装配
  • no：默认的方式是不进行自动装配，通过显式设置ref 属性来进行装配。
  • byName：通过参数名 自动装配，Spring容器在配置文件中发现bean的autowire属性被设置成byname，之后容器试图匹配、装配和该bean的属性具有相同名字的bean。
  • byType:：通过参数类型自动装配，Spring容器在配置文件中发现bean的autowire属性被设置成byType，之后容器试图匹配、装配和该bean的属性具有相同类型的bean。如果有多个bean符合条件，则抛出错误。
  • constructor：这个方式类似于byType， 但是要提供给构造器参数，如果没有确定的带参数的构造器参数类型，将会抛出异常。
  • autodetect：首先尝试使用constructor来自动装配，如果无法工作，则使用byType方式。

只用注解的方式时，注解默认是使用byType的！

IOC的优点是什么？

IOC 或 依赖注入把应用的代码量降到最低。它使应用容易测试，单元测试不再需要单例和JNDI查找机制。最小的代价和最小的侵入性使松散耦合得以实现。IOC容器支持加载服务时的饿汉式初始化和懒加载。

Spring框架中的单例Beans是线程安全的么？

Spring框架并没有对单例bean进行任何多线程的封装处理。关于单例bean的线程安全和并发问题需要开发者自行去搞定。但实际上，大部分的Spring bean并没有可变的状态(比如Serview类和DAO类)，所以在某种程度上说Spring的单例bean是线程安全的。如果你的bean有多种状态的话（比如 View Model 对象），就需要自行保证线程安全。

最浅显的解决办法就是将多态bean的作用域由“singleton”变更为“prototype”

FileSystemResource和ClassPathResource有何区别？

在FileSystemResource 中需要给出spring-config.xml文件在你项目中的相对路径或者绝对路径。在ClassPathResource中spring会在ClassPath中自动搜寻配置文件，所以要把ClassPathResource文件放在ClassPath下。

如果将spring-config.xml保存在了src文件夹下的话，只需给出配置文件的名称即可，因为src文件夹是默认。

简而言之，ClassPathResource在环境变量中读取配置文件，FileSystemResource在配置文件中读取配置文件。

 

参考：

https://segmentfault.com/a/1190000014979704?utm_source=sf-related

https://segmentfault.com/a/1190000017348726?utm_source=tag-newest

 

posted @ 2020-07-14 21:57  codedot  阅读(151)  评论(0)  编辑  收藏  举报