Spring IoC

作者: SheHuan | 来源:发表于2019-10-17 22:21 被阅读0次

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spring ioc
Spring_IOC_04——Bean的作用域
JAVA之Spring Bean
spring IOC&DI
Spring框架-2(IOC上)
Spring框架-5(JDBC模板&Spring事务管理)
Spring框架-8（SpringMVC2）

IoC（Inversion of Control），即控制反转，在 Spring 中实现控制反转的是 IoC 容器，Spring 实现 IoC 容器的方式主要是 DI（Dependency Inject），即依赖注入。怎么理解呢？举个例子，要使用一个对象时我们可以通过new的方式自己创建，如果按照 Spring IoC 的思想，则我们不需要自己创建对象，只需要告诉 IoC 容器你要给我创建哪些对象，按照什么规则创建，在我需要使用对象的时候把创建好的对象给我，这样对象将由 Spring IoC 来管理，可以减少代码中类似new方式创建对象的硬编码，降低类之间的耦合。

所以如何将我们自己开发的类的对象交给 Spring IoC 容器来管理，即如何把对象装配到 IoC 容器中，这是我们重点要关注的问题。在 Spring 通常可以选择如下几类配置方式：

基于 XML 的配置（<bean>）
基于 XML + 注解的配置（XML + <context:component-scan> + @Component）
基于 Java 配置类 + 注解的配置（@Configuration + @Component + @ComponentScan）
基于纯 Java 配置类的配置（@Configuration + @Bean）
混合配置

前边说过 Spring 实现 IoC 容器的方式主要是依赖注入，Spring 中主要支持以下两种依赖注入方式：

setter 注入
构造器注入
这样 Spring 就知道如何创建对象、组织对象的的依赖关系了，其中 setter 注入更加灵活常用。

接下来就是具体的学了，测试代码是银行转账的场景的例子，其中AccountDao代表持久层，模拟转账的数据库操作；AccountService代表业务层，模拟具体的转账业务。表现层用单元测试模拟。

需要使用的Maven依赖：

<!--单元测试-->
<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.12</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>
<!--IoC必须的-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>4.3.23.RELEASE</version>
</dependency>

一、基于 XML 的配置

AccountServiceImpl中的transfer用来模拟转账流程，要使用对象AccountDao，即依赖关系，接下来就是如何把AccountServiceImpl对象创建交给 IoC 容器来管理了。

public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    private AccountDao accountDao;
    // setter方式注入accountDao
    public void setAccountDao(AccountDao accountDao) {
        this.accountDao = accountDao;
    }
    // 模拟转账流程
    public void transfer(int accountId1, int accountId2, float money) {
        // 1.查询转出账户
        Account account1 = accountDao.findAccountById(accountId1);
        // 2.查询转入账户
        Account account2 = accountDao.findAccountById(accountId2);
        // 3.转出账户减少钱
        account1.setMoney(account1.getMoney() - money);
        // 4.转入账户增加钱
        account2.setMoney(account2.getMoney() + money);
        // 5.更新转出账户
        accountDao.updateAccount(account1);
        // 6.更新转入账户
        accountDao.updateAccount(account2);
    }
}

定义bean.xml文件，其中<bean>标签的作用是描述要将那个类的对象交给 Spring IoC 容器来管理，其中id属性是对象在 IoC 容器的唯一标识，class属性就是具体的类路径。

<?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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <bean id="accountService" class="com.shh.service.impl.AccountServiceImpl">
        <property name="accountDao" ref="accountDao"/>
    </bean>
    <bean id="accountDao" class="com.shh.dao.impl.AccountDaoImpl"/>
</beans>

这样AccountServiceImpl、AccountDaoImpl对象的创建将由 IoC 容器管理。之前在AccountServiceImpl中需要依赖AccountDao，并提供了setter方法，这里通过<property>标签为依赖对象赋值，即通过 setter 方式完成依赖注入。

通过构造器注入也很好实现，修改AccountServiceImpl类：

public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    private AccountDao accountDao;
    // 构造器方式注入accountDao
    public AccountServiceImpl(AccountDao accountDao) {
        this.accountDao = accountDao;
    }
}

修改bean.xml：

<bean id="accountService" class="com.shh.service.impl.AccountServiceImpl">
    <constructor-arg name="accountDao" ref="accountDao"/>
</bean>

所以大致的流程如下：

在类中定义好对象的依赖关系，确定注入方式（setter或构造器），推荐 setter 方式。
在 XML 文件中配置要管理的对象，及其依赖关系。

已经将对象交给 IoC 容器来管理，那么就可以根据id从 IoC 容器中获得对象。单元测试类如下：

public class AccountServiceTest {
    @Test
    public void transfer() {
        // 加载配置文件来创建容器
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        // 根据id取出对象
        AccountService accountService = (AccountService) context.getBean("accountService");
        accountService.transfer(1, 2, 100);
    }
}

ClassPathXmlApplicationContext是ApplicationContext接口的实现类，可以通过加载 XML 配置文件来创建 IoC 容器，并创建<bean>配置的对象保存到容器中。

其实在AccountServiceImpl中我们已经明确知道要依赖AccountDao，但在 XML 中还需通过<constructor>或<property>来描述依赖关系，未免有些重复，可以通过给<beans>配置default-autowire属性来完成自动装配，这属于全局配置，容器中所有对象都会采用自动装配。或者给<bean>配置autowire属性实现自动装配，这样就不用配置<constructor>或<property>了，例如：

<bean id="accountService" class="com.shh.service.impl.AccountServiceImpl" autowire="byName"/>
<bean id="accountDao" class="com.shh.dao.impl.AccountDaoImpl"/>

可选的自动装配方式有如下几种：

byName
byType
constructor
no

此外还有几点需要注意下：

IoC 容器默认在创建时就会创建其管理的对象，可通过<beans>的default-lazy-init属性修改
IoC 容器创建的对象是默认是单例的，可以通过<bean>的scope属性修改

二、基于 XML + 注解的配置

其实用 XML 的方式配置要管理的对象，及其依赖关系，还是有些繁琐的，每个需要 IoC 容器管理的对象都要配置<bean>标签，所以更简单的注解配置来了，可以在类上使用@Component注解，作用相当于<bean>标签，都是告诉 IoC 容器创建这个类的对象：

@Component("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    public void transfer(int accountId1, int accountId2, float money) {
    }
}

注解的value属性值accountService表示这个类的对象在 IoC 容器中的id，如果不配置则会将类名首字母小写作为在容器中的id，即accountServiceImpl，同样给AccountDaoImpl类也加上注解，由于没有配置value属性，则该对象在容器中的id为accountDaoImpl：

@Component
public class AccountDaoImpl implements AccountDao {
    public Account findAccountById(int id) {
    }
    public void updateAccount(Account account) {
    }
}

按照之前的业务需求，AccountServiceImpl需要依赖AccountDao实现类的对象，在基于 XML 的配置中，我们可以配置依赖注入或自动装配的方式完成对象的初始化，此时可以使用@Autowired注解实现自动装配，可选的装配方式和 XML 配置中提到的类似：

@Component("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    @Autowired
    private AccountDao accountDao;

    public void transfer(int accountId1, int accountId2, float money) {
    }
}

@Autowired注解默认按照对象的类型完成装配，Sping 会在 IoC 容器查找AccountDao的实现类的对象，找到则装配成功，那么问题来了，如果在容器中AccountDao还有一个实现类AccountDaoImpl2的对象，则会产生冲突，Spring 不知道使用哪个对象来装配而产生异常。

@Component
public class AccountDaoImpl2 implements AccountDao {
    public Account findAccountById(int id) {
    }
    public void updateAccount(Account account) {
    }
}

要解决这个问题，可以在AccountServiceImpl指定要依赖的AccountDao对象名为容器中已存在的对象id，例如accountDaoImpl：

@Component("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    @Autowired
    private AccountDao accountDaoImpl;
}

但这样显然有些生硬，我就想在AccountServiceImpl中使用accountDao作为名称，这里有两种解决方案：

使用@Primary，告诉 Spring 优先使用哪个类的对象，例如产生冲突时优先使用AccountDaoImpl2的对象：

@Primary
@Component
public class AccountDaoImpl2 implements AccountDao {
}

使用@Qualifier，有冲突时，直接指定使用容器中哪个对象即可

@Component("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    @Autowired
    @Qualifier("accountDaoImpl")
    private AccountDao accountDao;
}

除了@Component，还可以使用@Service、@Repository，作用都是一致的，在开发中我们习惯在业务层的类上使用@Service，在持久层的类上使用@Repository。

到这里已经用注解的方式替换掉了<bean>标签配置，则可以删掉 XML 中的<bean>标签：

<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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    
</beans>

<beans>标签空空如也，那么执行单元测试时：

public class AccountServiceTest {
    @Test
    public void transfer() {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");
        AccountService accountService = (AccountService) context.getBean("accountService");
        accountService.transfer(1, 2, 100);
    }
}

相当于加载了一个空的配置文件，没有了<bean>标签自然不会创建对象并保存到容器，无法从容器得到id为accountService的对象。所以现在需要做的就是告诉 Spring 去哪里找配置了@Component注解的类，来创建对象并保存到容器，这就相当于在 XML 中配置了<bean>，很简单一行配置搞定：

<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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.shh"/>

</beans>

作用就是让 Spring 具备解析注解的功能，并去com.shh包下扫描、解析使用了@Component注解的类。

使用<context:component-scan/>之所以能让 Spring 具备解析注解的功能，因为它隐式的启用了<context:annotation-config>配置。

到这里我们已经成功的将 XML 配置文件中的<bean>拿掉了，但是又多了一行<context:component-scan base-package="com.shh"/>配置，能否把它也拿掉，用纯注解的方式实现功能呢？

三、基于 Java 配置类 + 注解的配置

要拿掉<context:component-scan base-package="com.shh"/>，就要找到一个注解能够实现扫描、解析使用了@Component注解的类，在 Spring 中可以使用@ComponentScan注解实现这个功能，这样就从 XML 配置文件移除了所有的配置项。

但是有问题了，由于我们此时的目标是采用纯注解配置，自然不能使用bean.xml了，所以需要定义一个配置类来充当bean.xml的角色，这个配置类需要使用@Configuration注解标注，配置类的定义如下：

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.shh")
public class BeanConfig {
}

我们之前使用的ClassPathXmlApplicationContext初始化时需要的参数就是 XML 配置文件，现在没有了 XML 配置文件，自然不能使用这个类了，其实ApplicationContext接口还有另一个实现类AnnotationConfigApplicationContext，可应用于纯注解得 IoC 开发，来加载配置类：

public void transfer2() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(BeanConfig.class);
    AccountService accountService = (AccountService) context.getBean("accountService");
    accountService.transfer(1, 2, 100);
}

这样顺利的从XML配置、XML+注解的配置过渡到了没有 XML 的配置，解决的核心问题就是如何用注解替换掉 XML

四、基于纯 Java 配置类的配置

其实当我们使用@Configuration注解时还有新的玩法，看代码：

@Configuration
public class BeanConfig2 {
    @Bean
    public AccountService accountService(AccountDao accountDao){
        return new AccountServiceImpl();
    }

    @Bean("accountDao")
    public AccountDao getAccountDao(){
        return new AccountDaoImpl();
    }
}

相比BeanConfig类，去掉了@ComponentScan，这样就不用了扫描、解析指定包下使用了@Component的类，可以无需添加@Component注解。

同时有多了两个用@Bean注解标注的方法，这样当配置类被加载时会将方法的返回对象保存到 IoC 容器中，对象在容器中的id默认为方法名，也可以通过@Bean的属性修改。

五、混合配置

Spring IoC 的各种配置方式相互兼容，不会冲突，这次我们尝试将上边所有的配置方式融合到一起，即 XML + 注解 + Java 配置类。
首先看bean.xml配置文件的部分，它的职责就是创建accountDao对象：

<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
        https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <bean id="accountDao" class="com.shh.dao.impl.AccountDaoImpl"/>

</beans>

上边通过 XML 配置的AccountDaoImpl又要依赖Account，但是我们并没有在 XML 中配置依赖关系，后边会通过@Bean注解提供依赖对象：

public class AccountDaoImpl implements AccountDao {
    private Account account;

    public Account getAccount() {
        return account;
    }

    public Account findAccountById(int id) {
        return account;
    }

    public void updateAccount(Account account) {
    }
}

接下来是使用@Component类，后边我们通过@ComponentScan来扫描它，这个类又通过自动装配的方式依赖AccountDao：

@Component("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService {

    @Autowired
    private AccountDao accountDao;

    public void transfer(int accountId1, int accountId2, float money) {
        .......
    }
}

最后就是 Java 配置类了，这里用到了一个新的注解@ImportResourc来引入bean.xml，这样当加载BeanConfig3时 XML 配置文件也会加载：

@Configuration
@ImportResource("bean.xml")
@ComponentScan(basePackages = "com.shh")
public class BeanConfig3 {
    @Bean("account")
    public Account getAccount() {
        return new Account();
    }
}

经测试所有需要的对象都能被正常创建，所以不管我们有多复杂的需求场景，Spring IoC 都能应对，但一般我们也不会这样做，毕竟太复杂，何必自己为难自己呢。

四、小结

以上就是 Spring IoC 常用的配置方式，一般都会根据项目实际情况组合使用，例如 XML + 注解、Java 配置类 + 注解，混合配置的场景并不多见。我们自己开发的类，优先考虑使用@Component + @Autowired实现自动化装配。第三方开发的类，我们无法修改时，优先考虑在 XML 中通过<bean>配置。

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