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1、IOC容器

• 本章对Spring Framework的IOC实现。IoC也就是依赖注入（DI）。依赖注入的过程是这样的，对象只通过构造函数参数、工厂方法参数或者属性来定义它们的依赖；当容器创建好一个对象之后，它会注入对象定义的这些依赖。这个过程就是控制反转，因为它相对于bean自己控制实例化或自己调用依赖类的构造函数（或者使用Service Locator之类的模式）来说是相反的。
• 包org.springframework.beans和org.springframework.context是Spring 框架IoC容器的基础。BeanFactory接口提供了一个能够管理任何类型对象的可配置高级机制。ApplicationContext接口（BeanFactory的子接口）；它增加了同Spring AOP特性进行集成，消息资源处理（为了使用国际化），事件发布，以及和特定应用层相关的Context，比如：和web应用相关的WebApplicationContext。
• 一句话：BeanFactory提供了配置框架和基础功能，而ApplicationContext则增加了更多企业化的功能。ApplicationContext是BeanFactory的超集，在本章都是使用ApplicationContext来描述Spring的IoC容器。
• 在Spring中，组成应用程序骨架，并被Spring IoC容器进行管理的对象，被称为beans；一个bean就是被Spring IoC容器进行初始化、组装和管理的对象。Beans和dependencies是通过容器使用的configuration metadata反映出来的。

1.1容器概述

• 接口org.springframework.context.ApplicationContext代表了Spring IoC容器，负责对beans进行实例化、配置和组装。容器通过读取configuration metadata来得到它需要实例化、配置和组装什么样的对象。configuration metadata通过XML、Java注解或Java代码来表示，它们允许我们定义组成应用的对象以及对象之间的复杂依赖关系。
• 在Spring中已经默认提供了多个ApplicationContext接口的实现；在独立的应用当中，经常会使用类ClassPathXmlApplicationContext 或 FileSystemXmlApplicationContext。虽然定义Configuration metadata的传统格式还是XML，但是现在我们可以使用Java 注解或Java 代码，然后提供少量的XML配置来让Spring来支持这两种形式就可以了。
• 在大多数的场景下， 使用显示的用户代码来初始化Spring IoC容器是不需要的；比如：在web应用中，使用几行模板似的XML（在web.xml当中）就可以了。如果你使用Spring Tool Suite Eclipse增强开发环境，要得到这些模板配置，只需要点击几次鼠标或敲几下键盘就可以了。
• 下图是对Spring IoC工作方式的高层次试图。我们的应用类是通过Configuration metadata来组合在一起的。在ApplicationContext创建好并初始化之后，你就有一个完全配置好，并可以执行的应用或系统了。
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    ConfigurationMetadata

• 正如上图所给出的，Spring IoC容器消费一个Configuration Metadata，这个配置代表你作为应用开发者告诉Spring 容器如何初始化、配置和组装应用中的对象的。
• 一个应用中的bean一般都有多个，在XML中是通过<bean>元素来描述的，在Java代码中，则是 拥有@Configuration类中的@Bean方法来描述的。
• 这些bean definitions和组成我们应用的真正对象是对应的；典型的，你会定义业务层对象，数据访问层对象（DAOs），展示层对象（比如：Struts中的Action实例），架构对象（比如：Hibernate的SessionFactories，JMS Queues等等）。
• 一般来说，我们不会在容器中配置细粒度的领域对象（domain object），因为DAOs和业务逻辑来负责加载和创建领域对象。
• 然而，我们可以通过Spring 的AspectJ来集成和配置哪些不在Spring IoC容器管理范围内的对象。

    实例化容器

• 实例化一个IoC容器是非常直接的，通过给ApplicationContext的构造函数传入一个或多个配置文件路径，容器就会加载这些配置文件（也叫资源，比如：本地文件系统，或者Java的CLASSPATH等等）中的 configuration metadata。

比如：

ApplicationContextcontext =

newClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"services.xml","daos.xml"});

    基于XML的Configurationmetadata组成

• 除了可以向ApplicationContext中传入多个Resource路径，也可以在某个Resource当中，通过import元素来包含其他Resource。比如：

• 上图中的services.xml必须在当前importing文件相同目录或classpath当中，messageSource.xml和themeSource.xml必须在当前importing文件目录的子目录resources当中（对于相对路径，建议把最开始的/去掉）。被importing的配置文件中的元素必须都是有效的。
• 注意：在import元素中，可以通过../相对路径来引用父目录中的文件。但是这么做的话，就会让应用依赖于当前应用之外的一个文件。特别的，这个引用方式不建议用于“classpath:”URLs（比如：classpath:../servie.xml)，因为Spring在解析的时候会选择一个"nearest" classpath作为根，然后查看它的父目录。如果Classpath配置发生了变化，会导致一个不正确的错误选择。 我们可以使用全路径来代替相对路径来指示资源位置，比如：“file:C:/config/services.xml”或“classpath：/config/service.xml”。然而，要记住的是，这样做会把应用和特定的绝对路径耦合在一起了。一个更好的方式使用一种间接地方式来传入这种绝对路径，比如：${…}来获取JVM运行时系统属性。

     使用容器

• ApplicationContext接口提供了给不同beans及其依赖进行注册的高级工厂。我们可以使用方法

T getBean(String name,Class<T>requiredType)获取bean的实例。

• ApplicationContext接口还提供了一些其它获取bean的方法，但是我们一般都不会使用到他们，比如：Spring和Web框架进行集成，可以使用Controller或JSF-管理的beans。

1.2 Bean概述

• 在容器内部，bean的定义是通过BeanDefinition对象来表示的。它由以下属性组成：

1）包全路径类名称：定义bean的真正实现类

2）bean的行为配置元素：用来定义bean在容器中的行为（scope、lifecycle回调等等）

3）指向依赖bean的引用：这些被引用的bean也叫做：collaborators（合作者）或dependencies（依赖）

4）其它用于设置新创建bean的配置：比如：连接池的初始化连接数目，pool的大小限制等等。

在IoC容器中，除了包含BeanDefinition外，ApplicationContext实现还可以允许注册用户不在容器中创建的现存对象。实现这个的流程是：调用ApplicationContext的getBeanFactory方法，获取DefaultListableBeanFactory；然后调用DefaultListableBeanFactory的registerSingleton(..)和registerBeanDefinition(..)方法。不过，典型的应用都是通过configuration metadata来获取创建bean需要的信息。

注意：为了在Autowring和其它introspection步骤当中，容器能够正确地发现它们，Bean Metadata和手工提供的单例bean需要尽可能早的在容器中进行注册。尽管从某种角度来说，覆盖已经存在的metadata或单例bean是可以的，但是在运行时进行bean的注册操作，spring官方是不支持的，因为这样做可能会带来并发访问异常，或者使容器处于不一致的状态。

bean命名

• 每个bean都有一个以上的标识符，这些标识符在容器中必须是唯一的；一般来说一个bean只有一个标识符，不过如果需要多个，其它被称之为aliases。
• 在bean元素中，用id来命名bean的唯一id值，通过name来给bean赋予别名（aliases），如果有多个别名，可以使用逗号（，）分号（；）或空白符（ ）来进行分隔
• 我们也可以不给bean提供id或name，如果这样的话，Spring会自动给bean生成一个唯一ID；但是，如果需要通过ref来引用bean（或Service Locator），就必须提供一个名字。不过在下述场景下是 不用提供bean id的，比如：inner beans和Autowiring collaborators
• Bean命名规范：使用Java实例字段的命名规范，以小写字母开头，然后遵循驼峰命名规则，比如：accountManager等等；bean命名规则保持一致，使得配置文件更容易阅读和理解；如果使用Spring AOP，那么对于给一系列相关bean apply advice非常有帮助。

在bean定义之外给bean取别名

• 可以使用alias元素来进行定义（对于大型系统，配置被按照系统进行分割，每个系统都有一个配置）

<aliasname="fromName" alias="toName"/>

实例化bean

• 容器会根据传入的bean name来找bean definition，然后根据bean definition的configuration metadata来创建一个对象。
• 使用XML来配置的话，使用bean元素的class属性来实例化bean。对于这个class实例化bean，有两种方式：1）使用反射来调用bean的构造函数来实例化bean 2）调用class内部的static工厂方法来创建bean，工厂方法返回的bean可能是同一个类或者是另外一个类

注意：配置静态内部类的bean definition，class 属性需要使用：com.example.Foo$Bar(Bar是Foo的静态内部类)

使用构造函数实例化bean

• 不仅仅是遵循JavaBean规范的bean，可以被Spring容器进行实例化；哪些不遵循JavaBean规范的bean也能够被Spring容器进行管理。

使用静态工厂方法实例化bean

• 当你定义了一个通过静态工厂方法来创建的bean，使用bean元素的class属性来说明包含静态工厂方法的类全路径名称，factory-method属性来说明工厂方法的名称。这个工厂方法必须是能够被调用的（权限等）并返回一个对象；对于Spring容器来说，这个返回的对象，就如同构造函数创建的一样。需要注意的是：在XML中不用说明静态工厂方法返回的对象类型。

使用实例工厂方法实例化bean

• 同使用静态工厂方法一样，可以调用某个实例的非静态工厂方法来创建对象；为了使用这个机制，将class属性置为空，factory-bean属性来说明包含有工厂方法的具体bean的名称；factory-method是工厂方法的名称，它负责创建具体的bean。

<!--the factory bean, which contains a method called createInstance() -->

<beanid="serviceLocator"class="examples.DefaultServiceLocator">

<!--inject any dependencies required by this locator bean -->

</bean>

<!--the bean to be created via the factory bean -->

<beanid="clientService"

factory-bean="serviceLocator"

factory-method="createClientServiceInstance"/>

• 一个包含工厂方法的实例可以包括构造不同bean的工厂方法。

<beanid="serviceLocator"class="examples.DefaultServiceLocator">

<!--inject any dependencies required by this locator bean -->

</bean>

<beanid="clientService"

factory-bean="serviceLocator"

factory-method="createClientServiceInstance"/>

<beanid="accountService"

factory-bean="serviceLocator"

factory-method="createAccountServiceInstance"/>

1.3 依赖

• 遵循DI规则，会使代码更加简洁；当对象同它们的依赖一起提供的时候，解耦可以做到更彻底。对象不用查询它的依赖，也不用知道它的依赖所在的位置或类名称。如果这样的话，你的类将会变得更加容易测试，特别是当依赖都是以接口或抽象类的形式出现的时候，因为这样就很容易在单元测试的时候提供stub或mock的实现。

基于构造函数的依赖注入

• 通过向构造函数（或工厂方法）传入参数来注入依赖，每个参数都是一个依赖
• 构造函数参数的解析是使用类型来匹配的；如果不存在模拟两可的情况，在bean definition中的参数顺序和构造函数的参数顺序是对应的。

packagex.y;

publicclass Foo {

public Foo(Bar bar, Baz baz) {

//...

}

}

上面的Bar和Baz是没有继承关系的两个类型，那么下面的配置是OK的，不用在constructor-arg元素中说明具体的参数index：

<beans>

<beanid="foo" class="x.y.Foo">

<constructor-argref="bar"/>

<constructor-argref="baz"/>

</bean>

<beanid="bar" class="x.y.Bar"/>

<beanid="baz" class="x.y.Baz"/>

</beans>

当使用的是简单类型的时候，比如：<value>true</value>，Spring不能确定这个value的类型（是string？还是bool？），也就不能使用类型来进行匹配了，比如下面这个类：

packageexamples;

publicclass ExampleBean {

//Number of years to calculate the Ultimate Answer

privateint years;

//The Answer to Life, the Universe, and Everything

privateString ultimateAnswer;

publicExampleBean(int years, String ultimateAnswer) {

this.years= years;

this.ultimateAnswer= ultimateAnswer;

}

}

怎么解决这个问题呢？

1）在constructor-arg元素中使用type来明确说明类型是什么，比如：

2）在constuctor-arg元素中使用index来明确说明顺序：

3）使用index，还可以解决，构造函数参数中，有相同类型的情况（index是从0开始计数的）

4）在constuctor-arg元素中使用name来说明参数的名称：

不过这种情况，需要在编译代码的时候需要打开debug flag；或者在bean的构造函数或工厂方法上加上@ConstructorProperties注解：

基于setter的依赖注入

• setter-based DI是在容器调用无参构造函数或无参工厂方法生成bean之后，然后调用set方法来注入依赖。下面的方法只能通过set进行依赖注入：

• ApplicationContext既支持constructor-based的DI，也支持setter-based的DI；同时它还支持一些bean在通过constuctor-based的DI注入部分属性的时候，再通过setter-based DI注入其它属性。
• 我们是按照BeanDefinition的形式来配置依赖的,它同PropertyEditor实例一起，将属性从一种格式转换为另外一种。然而绝大数用户都不会直接和这些来打交道；而是通过XML、注解（@Component、@Controller等）、基于Java代码的@Configuration类中的@Bean方法，它们最终会被Spring转化为BeanDefinition，然后用于加载整个Spring Ioc容器中的实例。

是使用构造函数注入还是setter注入呢？

• Spring团队的建议是对于必须要的属性，使用构造函数注入（当然，使用@required注解，可以使setter注入方法的属性是必须的）。如果构造函数有很多参数，那这个类的设计应该存在问题，需要将这个类进行分割了（它负责了太多的功能了）
• setter-based注入用于可选的依赖，如果不是这样的话，非空检测需要在所有使用这个属性的地方机进行执行。
• 使用第三方类的时候，如果没有setter函数可以使用，那只能使用构造函数依赖了。

依赖解析过程

• 容器根据Configuration metadata（用来描述bean的）来创建和初始化ApplicationContext。Configuration metadata可以使用XML、注解和Java Code来进行描述。
• 对于每一个bean，依赖是通过构造函数参数、属性或静态工厂方法参数的形式来给出的；当bean真正被创建之后，这些依赖会被注入。
• 每一个属性或构造函数参数都是一个需要set值的定义或者指向本容器的另外一个bean的引用
• 每个属性或构造函数参数都是从特定的格式转换为它们的真正类型。默认的，Spring可以将字符串转换为所有Java的内置类型，包括：int，long，Strring，boolean等等
• 在容器被创建的时候，Spring会对所有bean的配置进行有效性验证。但是，bean的属性此时不会被赋值，直到它们被真正创建的时候。只有那些单例bean，并且设置为pre-instantiated（默认情况就是这样）才会在容器启动的时候被创建。对于其它的bean，只有当bean被请求的时候才会被创建。一个bean的创建会导致和它相关的依赖bean都会被创建（以及依赖的依赖）。在这些依赖beans之间解析不匹配的情况可能会稍晚被发现，比如：在受影响bean第一次创建的时候。

循环依赖

• 如果主要是使用构造函数注入，有可能会出现循环依赖；比如：类A需要一个类B的实例（通过构造函数注入），类B需要一个类A的实例（通过构造函数注入）。如果我们配置类A和类B相互进行注入，那么Spring IoC容器会发现这种情况，并抛出异常BeanCurrentlyInCreationException。
• 一个解决方案就是，编辑一些类的源代码，将某个构造函数注入，转化为set方式注入。一种可选的方式是，避免进行构造函数注入，都使用set方式注入。也就是说，尽快这种方式不推荐，我们可以通过set方式来配置循环依赖。
• 和一般的情形不一样（没有循环依赖），bean A和bean B的循环依赖会迫使一个bean在它还未完全初始化之前就被注入到了其它bean当中（经典的鸡生蛋和蛋生鸡的问题）。
• 我们可以信赖Spring会做正确的事情，它会在容器加载的时候，检测到配置错误，比如：引用不存在的bean和循环依赖等等。当bean被真正创建的时候，Spring会尽量晚的设置属性和解析依赖。这就意味着已经加载成功的Spring容器，在我们请求获取某个bean的时候可能会抛出异常，因为创建这个bean或它的依赖存在问题。比如：这个bean有属性没有赋值或属性无效。这种延迟发现配置错误的问题，也是ApplicationContext默认pre-instantiated单例bean的原因。在bean被真正需要之前，使用部分初始化时间和空间来预先初始化，我们会发现ApplicationContext在初始化的时候就发现配置问题，而不是在晚些时候。我们可以覆盖这个默认行为，在单例bean上使用lazy-init。
• 如果没有循环依赖，一个或多个合作bean被注入到依赖这些bean的实例当中，在注入之前，这些bean都是被完全初始化好了的。这也就是说如果A依赖于B，那么在B注入到A之前，Spring IoC容器已经将B完全配置好了。总之，如果一个实例被Spring IoC初始化，也就意味着，它的依赖都被设置，生命周期相关的方法都被调用（比如：init-method）。

依赖和配置的详细说明

• 直接值（Straight values）：在<property/>元素的value属性中，以字符串的形式来说明一个属性或构造函数参数。Spring的Conversion Service被使用，将String转化为属性或构造函数参数的真正类型。

下面的例子使用p-namespace提供更简洁的XML配置：

上面的XML已经够简洁了，但是错别字只能在运行的时候被发现，而不是设计的时候，除非你使用ItelliJIDEA或Spring Tool Suite，它们支持在创建bean定义的时候自动补全属性的名称。

对于java.util.Properties可以使用下面的方式进行配置：

Spring会将value中的字符串转化为Properties类型（使用PropertyEditor机制）。

idref是一个简单的防止错误的方式，它将另外一个bean（在当前容器当中）的id（是字符串值，不是引用）赋值给<constructor-arg/>或<property/>元素。

上面的配置和下面的配置是一样的。

但是更建议使用上面的方式，因为idref提供了在部署的时候进行错误的校验（防止将错误的id字符串值赋给了属性）；下面的方式则不会进行校验，只能等到实际运行的时候才会被发现，对于prototype的bean，可能会过很久才会发现这个问题。

一个常常使用idref的地方是在ProxyFactoryBean定义中的AOP Interceptors配置；使用idref元素可以防止错误拼写一个interceptor的id。

• 引用其它的bean：ref是用来指向另外一个bean，它用在<constructor-arg/>或 <property/>元素当中；它具有local、parent和bean属性； bean是使用最多的，它可以指向本容器或parent容器里面的bean，而不管指向的bean是否在相同的XML文件当中；属性bean的值和引用bean的id值（或名称）一样；属性parent的值，则会引用父容器中的bean的id值（或名称），使用parent只有在子容器的bean和父容器的bean具有相同的id，且自容器的bean想作为父容器的bean的代理：

属性local在4.0中，已经被删除。

• 内部bean（inner-bean）：一个<bean />元素在<constructor-arg/>或 <property/>元素内部，它就定义了一个内部bean（inner-bean）。

一个inner bean的定义不需要id或name，如果定义了，容器也不会把这个id或name作为内部bean的id或name，容器也会忽略对inner bean的scope定义； inner bean肯定是匿名的，它肯定随着outterbean的创建而创建；对于其它的bean不能引用内部bean作为协作bean或单独访问他们。【未完，待续】

Spring 4.x Reference翻译（一）IOC容器

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原文地址：http://blog.csdn.net/qq_28674045/article/details/51362239