Spring原理（二）--IOC 原理

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概念

　　Spring通过一个配置文件描述Bean及Bean之间的依赖关系，利用Java语言的反射功能实例化Bean并建立Bean之间的依赖关系。Spring的IoC容器在完成这些底层工作的基础上，还提供了Bean实例缓存、生命周期管理、Bean实例代理、事件发布、资源装载等高级服务。

Spring容器高层视图

　　Spring启动时读取应用程序提供的Bean配置信息，并在Spring容器中生成一份相应的Bean配置注册表，然后根据这张注册表实例化Bean，装配好Bean之间的依赖关系，为上层应用提供准备就绪的运行环境。其中Bean缓存池为HashMap实现。
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IOC容器实现

BeanFactory-框架基础设施

　　BeanFactory是Spring框架的基础设施，面向Spring本身；ApplicationContext面向使用Spring框架的开发者，几乎所有的应用场合我们都直接使用ApplicationContext而非底层的BeanFactory。
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BeanDefinitionRegistry注册表

　　Spring配置文件中每一个节点元素在Spring容器里都通过一个BeanDefinition对象表示，它描述了Bean的配置信息。而BeanDefinitionRegistry接口提供了向容器手工注册BeanDefinition对象的方法。

BeanFactory顶层接口

　　位于类结构树的顶端，它最主要的方法就是getBean(String beanName)，该方法从容器中返回特定名称的Bean，BeanFactory的功能通过其他的接口得到不断扩展。

ListableBeanFactory

　　该接口定义了访问容器中Bean基本信息的若干方法，如查看Bean的个数、获取某一类型Bean的配置名、查看容器中是否包括某一Bean等方法。

HierarchicalBeanFactory父子级联

　　父子级联IoC容器的接口，子容器可以通过接口方法访问父容器；通过HierarchicalBeanFactory接口，Spring的IoC容器可以建立父子层级关联的容器体系，子容器可以访问父容器中的Bean，但父容器不能访问子容器的Bean。Spring使用父子容器实现了很多功能，比如在SpringMVC中，展现层Bean位于一个子容器中，而业务层和持久层的Bean位于父容器中。这样，展现层Bean就可以引用业务层和持久层的Bean，而业务层和持久层的Bean则看不到展现层的Bean。

ConfigurableBeanFactory

　　ConfigurableBeanFactory是一个重要的接口，增强了IoC容器的可定制性，它定义了设置类装载器、属性编辑器、容器初始化后置处理器等方法；

AutowireCapableBeanFactory自动装配

　　定义了将容器中的Bean按某种规则（如按名字匹配、按类型匹配等）进行自动装配的方法。

SingletonBeanRegistry运行期间注册单例Bean

　　定义了允许在运行期间向容器注册单实例Bean的方法；对于单实例（singleton）的Bean来说，BeanFactory会缓存Bean实例，所以第二次使用getBean()获取Bean时将直接从IoC容器的缓存中获取Bean实例。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。

依赖日志框框

　　在初始化BeanFactory时，必须为其提供一种日志框架，比如使用Log4J，即在类路径下提供Log4J配置文件，这样启动Spring容器才不会报错。

ApplicationContext面向开发应用

　　ApplicationContext由BeanFactory派生而来，提供了更多面向实际应用的功能。ApplicationContext继承了HierarchicalBeanFactory和ListableBeanFactory接口，在此基础上，还通过多个其他的接口扩展了BeanFactory的功能。

  1. ClassPathXmlApplicationContext：默认从类路径加载配置文件
  2. FileSystemXmlApplicationContext：默认从文件系统中装载配置文件
  3. ApplicationEventPublisher：让容器拥有发布应用上下文事件的功能，包括容器启动事件、关闭事件等。
  4. MessageSource：为应用提供i18n国际化消息访问的功能；
  5. ResourcePatternResolver：所有ApplicationContext实现类都实现了类似于PathMatchingResourcePatternResolver的功能，可以通过带前缀的Ant风格的资源文件路径装载Spring的配置文件。
  6. LifeCycle：该接口是Spring2.0加入的，该接口提供了start()和stop()两个方法，主要用于控制异步处理过程。在具体使用时，该接口同时被 ApplicationContext实现及具体Bean实现，ApplicationContext会将start/stop的信息传递给容器中所有实现了该接口的Bean，以达到管理和控制JMX、任务调度等目的。
  7. ConfigurableApplicationContext扩展于ApplicationContext，它新增加了两个主要的方法：refresh()和close()，让ApplicationContext具有启动、刷新和关闭应用上下文的能力。在应用上下文关闭的情况下调用refresh()即可启动应用上下文，在已经启动的状态下，调用refresh()则清除缓存并重新装载配置信息，而调用close()则可关闭应用上下文。

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WebApplication体系架构

　　WebApplicationContext是专门为Web应用准备的，它允许从相对于Web根目录的路径中装载配置文件完成初始化工作。从WebApplicationContext中可以获得ServletContext的引用，整个Web应用上下文对象将作为属性放置到ServletContext中，以便Web应用环境可以访问Spring应用上下文。
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SpringBean作用域

　　Spring中为Bean定义了5种作用域，分别为singleton（单例）、prototype（原型）、request、session和global session。

singleton：单例模式（多线程下不安全）

　　singleton：单例模式，Spring IoC容器中只会存在一个共享的Bean实例，无论有多少个Bean引用它，始终指向同一对象。该模式在多线程下是不安全的。Singleton作用域是Spring中的缺省作用域，也可以显示的将Bean定义为singleton模式，配置为：

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<bean id="userDao" class="com.ioc.UserDaoImpl" scope="singleton"/>

prototype:原型模式每次使用时创建

　　prototype:原型模式，每次通过Spring容器获取prototype 定义的bean时，容器都将创建一个新的Bean实例，每个Bean实例都有自己的属性和状态，而singleton全局只有一个对象。根据经验，对有状态的bean使用prototype作用域，而对无状态的bean使用singleton作用域。

Request：一次request一个实例

　　request：在一次 Http 请求中，容器会返回该Bean的同一实例。而对不同的Http请求则会产生新的Bean，而且该bean仅在当前Http Request内有效,当前Http 请求结束，该bean实例也将会被销毁。

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<bean id="loginAction" class="com.cnblogs.Login" scope="request"/>

session

　　session：在一次Http Session中，容器会返回该Bean的同一实例。而对不同的Session请求则会创建新的实例，该bean实例仅在当前Session内有效。同Http请求相同，每一次session请求创建新的实例，而不同的实例之间不共享属性，且实例仅在自己的session请求内有效，请求结束，则实例将被销毁。

global Session

　　global Session：在一个全局的Http Session中，容器会返回该Bean的同一个实例，仅在使用portlet context时有效。

Spring Bean生命周期

  1. 实例化一个Bean，也就是我们常说的new。
  2. 按照Spring上下文对实例化的Bean进行配置，也就是IOC注入。
  3. 如果这个Bean已经实现了BeanNameAware接口，会调用它实现的setBeanName(String)方法，此处传递的就是Spring 配置文件中Bean的id值。
  4. 如果这个Bean已经实现了BeanFactoryAware接口，会调用它实现的setBeanFactory，setBeanFactory(BeanFactory)传递的是 Spring 工厂自身（可以用这个方式来获取其它 Bean，只需在Spring配置文件中配置一个普通的Bean就可以）。
  5. 如果这个Bean已经实现了ApplicationContextAware接口，会调用setApplicationContext(ApplicationContext)方法，传入Spring上下文（同样这个方式也可以实现步骤4的内容，但比4更好，因为ApplicationContext是BeanFactory的子接口，有更多的实现方法）
  6. 如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessBeforeInitialization(Object obj, String s)方法，BeanPostProcessor经常被用作是Bean内容的更改，并且由于这个是在Bean初始化结束时调用那个的方法，也可以被应用于内存或缓存技术。
  7. 如果这个Bean在Spring配置文件中配置了init-method属性会自动调用其配置的初始化方法。
  8. 如果这个Bean关联了BeanPostProcessor接口，将会调用postProcessAfterInitialization(Object obj, String s)方法。
    注：以上工作完成以后就可以应用这个Bean了，那这个Bean是一个Singleton的，所以一般情况下我们调用同一个id的Bean会是在内容地址相同的实例，当然在Sprin 配置文件中也可以配置非Singleton。
  9. 当Bean不再需要时，会经过清理阶段，如果Bean实现了DisposableBean这个接口，会调用那个其实现的destroy()方法；
  10. 最后，如果这个Bean的Spring配置中配置了destroy-method属性，会自动调用其配置的销毁方法。
  11. bean标签有两个重要的属性（init-method 和destroy-method）。用它们你可以自己定制初始化和注销方法。它们也有相应的注解（@PostConstruct和@PreDestroy）。
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    <bean id="" class="" init-method="初始化方法" destroy-method="销毁方法">

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Spring依赖注入四种方式

  1. 构造器注入

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    /*带参数，方便利用构造器进行注入*/
    public CatDaoImpl(String message){
    	this. message = message;
    } 
    <bean id="CatDaoImpl" class="com.CatDaoImpl">
    	<constructor-arg value=" message "></constructor-arg>
    </bean>

  2. setter方法注入

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    public class Id {
    	private int id;
    	public int getId() { return id; }
    	public void setId(int id) { this.id = id; }
    }
    <bean id="id" class="com.id "> <property name="id" value="123"></property> </bean>

  3. 静态工厂注入
    　　静态工厂顾名思义，就是通过调用静态工厂的方法来获取自己需要的对象，为了让spring管理所有对象，我们不能直接通过”工程类.静态方法()”来获取对象，而是依然通过spring注入的形式获取。

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    public class DaoFactory { //静态工厂
    	public static final FactoryDao getStaticFactoryDaoImpl(){
    		return new StaticFacotryDaoImpl();
    	}
    }
    public class SpringAction {
    	private FactoryDao staticFactoryDao; //注入对象
    	//注入对象的 set 方法
    	public void setStaticFactoryDao(FactoryDao staticFactoryDao) {
    		this.staticFactoryDao = staticFactoryDao;
    	}
    }
    //factory-method="getStaticFactoryDaoImpl"指定调用哪个工厂方法
    <bean name="springAction" class=" SpringAction" >
    	<!--使用静态工厂的方法注入对象,对应下面的配置文件-->
    	<property name="staticFactoryDao" ref="staticFactoryDao"></property>
    </bean>
    <!--此处获取对象的方式是从工厂类中获取静态方法-->
    <bean name="staticFactoryDao" class="DaoFactory" factory-method="getStaticFactoryDaoImpl"></bean>

  4. 实例工厂
    　　实例工厂的意思是获取对象实例的方法不是静态的，所以你需要首先new工厂类，再调用普通的实例方法。

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    public class DaoFactory { //实例工厂
    	public FactoryDao getFactoryDaoImpl(){
    		return new FactoryDaoImpl(); 
    	}
    }
    public class SpringAction {
    	private FactoryDao factoryDao; //注入对象
    	public void setFactoryDao(FactoryDao factoryDao) {
    		this.factoryDao = factoryDao;
    	}
    }
    <bean name="springAction" class="SpringAction">
    	<!--使用实例工厂的方法注入对象,对应下面的配置文件-->
    	<property name="factoryDao" ref="factoryDao"></property>
    </bean>
    <!--此处获取对象的方式是从工厂类中获取实例方法-->
    <bean name="daoFactory" class="com.DaoFactory"></bean>
    <bean name="factoryDao" factory-bean="daoFactory" factory-method="getFactoryDaoImpl"></bean>

5种不同方式的自动装配

　　Spring装配包括手动装配和自动装配，手动装配是有基于xml装配、构造方法、setter方法等自动装配有五种自动装配的方式，可以用来指导Spring容器用自动装配方式来进行依赖注入。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。