Spring-Framework-官方文档阅读（一）Spring IoC Container

通读Spring IoC容器官方文档，对IoC容器有一个大致的了解。

环境

  • JDK1.8
  • Spring Framework Version ：4.3.18.RELEASE

容器概述

接口org.springframework.context.ApplicationContext代表Spring IoC容器，负责实例化，配置和组装bean。
在独立应用程序中，通常会创建一个ClassPathXmlApplicationContext或者 FileSystemXmlApplicationContext的实例。

Spring工作原理的高级视图

1.配置元数据
创建SimpleBean

public class SimpleBean {
    public void send() {
        System.out.println("Hello Spring Bean!");
    }
}

config.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"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
						http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
						http://www.springframework.org/schema/context
						http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    <bean id="simple" class="base.SimpleBeanFactoryBean"/>
</beans>

2.实例化容器

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("config.xml");

3.使用容器

// 检索Spring容器中的bean
SimpleBean simpleBean = context.getBean(SimpleBean.class);
// 使用bean
simpleBean.send();

还有更灵活的方式来从配置文件获取bean，使用GenericApplicationContext与BeanDefinitionReader结合，直接读取bean定义

GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
new XmlBeanDefinitionReader(context).loadBeanDefinitions("config.xml");
context.refresh();
SimpleBean simpleBean = (SimpleBean) context.getBean("simple");
simpleBean.send();

Bean概述

Spring IoC容器管理一个或多个bean。这些bean是使用您提供给容器的配置元数据创建的，例如，以XML <bean/>定义的形式 。

在容器本身内，这些bean定义表示为BeanDefinition对象。

除了创建配置好的bean之外，ApplicationContext还允许用户注册在容器外部创建的现有对象。通过getBeanFactory()获得DefaultListableBeanFactory，然后使用registerSingleton()或者registerBeanDefinition()来注册bean。

DefaultListableBeanFactory beanFactory = new DefaultListableBeanFactory();
ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("config.xml");
User user = new User();
user.setId(1L);
user.setName("xiaoming");
beanFactory.registerSingleton("user", user);

User bean = (User) applicationContext.getBean("user");
System.out.println(bean);

或者是以下做法：

ClassPathXmlApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("config.xml");
DefaultListableBeanFactory beanFactory = (DefaultListableBeanFactory) applicationContext.getBeanFactory();
BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(User.class);
builder.addPropertyValue("id", 1);
builder.addPropertyValue("name", "xiaoming");
AbstractBeanDefinition beanDefinition = builder.getBeanDefinition();
beanFactory.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);

User bean = (User) applicationContext.getBean("user");
System.out.println(bean);

命名bean

每个bean都有一个或多个标识符。这些标识符在托管bean的容器中必须是唯一的。bean通常只有一个标识符，但如果它需要多个标识符，则额外的标识符可以被视为别名。

在基于XML的配置元数据中，使用id和/或name属性指定bean标识符。

实例化bean

1.构造函数实例化

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean"/>
<bean name="anotherExample" class="examples.ExampleBeanTwo"/>

2.静态工厂方法实例化

<bean id="clientService"
    class="examples.ClientService"
    factory-method="createInstance"/>

public class ClientService {
    private static ClientService clientService = new ClientService();
    private ClientService() {}

    public static ClientService createInstance() {
        return clientService;
    }
}

3.实例工厂方法实例化

<!-- the factory bean, which contains a method called createInstance() -->
<bean id="serviceLocator" class="examples.DefaultServiceLocator">
    <!-- inject any dependencies required by this locator bean -->
</bean>

<!-- the bean to be created via the factory bean -->
<bean id="clientService"
    factory-bean="serviceLocator"
    factory-method="createClientServiceInstance"/>

public class DefaultServiceLocator {

    private static ClientService clientService = new ClientServiceImpl();

    public ClientService createClientServiceInstance() {
        return clientService;
    }
}

一个工厂类也可以包含多个工厂方法:

<bean id="serviceLocator" class="examples.DefaultServiceLocator">
    <!-- inject any dependencies required by this locator bean -->
</bean>

<bean id="clientService"
    factory-bean="serviceLocator"
    factory-method="createClientServiceInstance"/>

<bean id="accountService"
    factory-bean="serviceLocator"
    factory-method="createAccountServiceInstance"/>

public class DefaultServiceLocator {

    private static ClientService clientService = new ClientServiceImpl();

    private static AccountService accountService = new AccountServiceImpl();

    public ClientService createClientServiceInstance() {
        return clientService;
    }

    public AccountService createAccountServiceInstance() {
        return accountService;
    }
}

依赖注入

构造器注入

基于构造函数的 DI由容器调用具有多个参数的构造函数来完成，每个参数表示一个依赖项。

public class SimpleMovieLister {

    // SimpleMovieLister依赖于MovieFinder
    private MovieFinder movieFinder;

    // 一个构造函数，以便Spring容器可以注入一个MovieFinder
    public SimpleMovieLister(MovieFinder movieFinder) {
        this.movieFinder = movieFinder;
    }

    // business logic that actually uses the injected MovieFinder is omitted...
}

构造函数参数解析

package x.y;

public class Foo {

    public Foo(Bar bar, Baz baz) {
        // ...
    }
}

<beans>
    <bean id="foo" class="x.y.Foo">
        <constructor-arg ref="bar"/>
        <constructor-arg ref="baz"/>
    </bean>

    <bean id="bar" class="x.y.Bar"/>

    <bean id="baz" class="x.y.Baz"/>
</beans>

显式指定构造函数参数的类型：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
    <constructor-arg type="int" value="7500000"/>
    <constructor-arg type="java.lang.String" value="42"/>
</bean>

使用index属性显式指定构造函数参数的索引：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
    <constructor-arg index="0" value="7500000"/>
    <constructor-arg index="1" value="42"/>
</bean>

或者指定构造函数参数名称：

<bean id="exampleBean" class="examples.ExampleBean">
    <constructor-arg name="years" value="7500000"/>
    <constructor-arg name="ultimateAnswer" value="42"/>
</bean>

setter注入

基于setter的 DI是在调用无参数构造函数或无参数static工厂方法来实例化bean之后，通过容器调用bean上的setter方法来完成的。

public class SimpleMovieLister {

    // SimpleMovieLister依赖于MovieFinder
    private MovieFinder movieFinder;

    // 一个setter方法，以便Spring容器可以注入一个MovieFinder
    public void setMovieFinder(MovieFinder movieFinder) {
        this.movieFinder = movieFinder;
    }

    // business logic that actually uses the injected MovieFinder is omitted...
}

小结

ApplicationContext的依赖注入支持构造器注入和setter注入两种方式。在通过构造函数方法注入了一些依赖项之后，它还支持基于setter的依赖注入。可以用BeanDefinition与PropertyEditor实例结合使用的方式来配置依赖项。 不过，我们一般不直接使用BeanDefinition与PropertyEditor，而是用XML 定义bean或者是注解方式（@Component， @Controller等等），或者是直接编写@Configuration类。然后，这些类在内部转换为实例BeanDefinition并用于加载整个Spring IoC容器实例。

解决循环依赖

如果主要使用构造函数注入，则可能出现无法解析的循环依赖关系场景。
例如：类A通过构造函数注入需要类B的实例，而类B通过构造函数注入类A的实例。如果将A类和B类的bean配置为相互注入，则Spring IoC容器会在运行时检测到此循环引用，并抛出BeanCurrentlyInCreationException异常。
一种可行的解决方案是仅使用setter注入。
与典型情况（没有循环依赖）不同，bean A和bean B之间的循环依赖强制其中一个bean在完全初始化之前被注入另一个bean（一个经典的鸡/蛋场景）。

使用 depends-on

depends-on可以在初始化bean之前，显式地强制初始化一个或多个bean。下面的例子，在初始化beanOne之前，将强制初始化manager

<bean id="beanOne" class="ExampleBean" depends-on="manager"/>
<bean id="manager" class="ManagerBean" />

懒加载的bean

默认情况下，ApplicationContext会立即配置并初始化所有单例bean，但是我们可以使用lazy-init="true"将其设置为按需加载。

<bean id="lazy" class="com.foo.ExpensiveToCreateBean" lazy-init="true"/>
<bean name="not.lazy" class="com.foo.AnotherBean"/>

注意：懒加载不要使用在数据库连接池上，因为无法立即获知数据库连接状态，将导致运行时创建连接池失败，不可预知的后果。

自动装配协作者

Spring容器可以自动连接协作bean之间的关系。您可以通过检查ApplicationContext的内容，允许Spring自动为您的bean解析协作者（其他bean）。

自动装配模式

  • no：无自动装配，必须使用ref来定义Bean引用。
  • byName：按属性名称自动装配。
  • byType：按属性类型自动装配，如果存在多个同类型Bean，则抛出致命异常。
  • constructor：类似于byType，如果容器中没有构造函数参数类型的一个bean，则抛出致命异常。

Bean 作用域

singleton

Spring IoC容器只创建该bean定义的对象的一个实例。此单个实例存储在此类单例bean的缓存中，并且该Bean的所有后续请求和引用都将返回缓存对象。

<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService"/>

<!-- the following is equivalent, though redundant (singleton scope is the default) -->
<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService" scope="singleton"/>

prototype

和单例对立，通常，对所有有状态bean使用原型范围，对无状态bean使用单例范围。

<bean id="accountService" class="com.foo.DefaultAccountService" scope="prototype"/>

Request, session, global session, application, and WebSocket

在web程序中使用，对应于HTTP请求作用域

自定义bean的性质

生命周期回调

初始化回调

实现org.springframework.beans.factory.InitializingBean接口，可以为bean设置初始化方法，该接口定义了一个方法：

void afterPropertiesSet() throws Exception;

官方不建议使用该接口，因为会增加与Spring的耦合度。可以使用@PostConstruct或指定bean的初始化方法。

  • 使用xml配置文件
<bean id="exampleInitBean" class="examples.ExampleBean" init-method="init"/>
  • 使用Java @Bean注解
@Bean(initMethod = "init")

销毁回调

实现org.springframework.beans.factory.DisposableBean可以为bean设置销毁回调方法，该接口定义了一个方法：

void destroy() throws Exception;

同样的，不建议实现该接口，可以使用@PreDestroy或指定bean的初始化方法。

  • 使用xml配置文件
<bean id="exampleInitBean" class="examples.ExampleBean" destroy-method="cleanup"/>
  • 使用Java @Bean注解
@Bean(destroyMethod = "cleanup")

从Spring 2.5开始，您有三个控制bean生命周期行为的选项：

  • InitializingBean和 DisposableBean回调接口
  • init()和destroy()方法
  • @PostConstruct和@PreDestroy注解

如果为一个bean同时配置了上述方法，则执行方法顺序为：

  • @PostConstruct定义的方法
  • InitializingBean回调接口定义的afterPropertiesSet()
  • 自定义配置的init()方法

销毁：

  • @PreDestroy定义的方法
  • DisposableBean回调接口 定义的destroy()
  • 自定义配置的destroy()方法

ApplicationContextAware和BeanNameAware

  • ApplicationContextAware：实现该接口，将注入ApplicationContext实例的引用
  • BeanNameAware：实现该接口，将注入BeanName

除了ApplicationContextAware和BeanNameAware，Spring还提供了一系列Aware接口，这些接口将为实现类注入对应的实例。

  • ApplicationContextAware：声明 ApplicationContext
  • ApplicationEventPublisherAware：ApplicationContext的事件发布者
  • BeanClassLoaderAware：用于加载bean类的类加载器。
  • BeanFactoryAware：声明 BeanFactory
  • BeanNameAware：声明bean的名称
  • BootstrapContextAware
  • LoadTimeWeaverAware
  • MessageSourceAware
  • NotificationPublisherAware：Spring JMX通知发布者
  • PortletConfigAware：当前PortletConfig容器
  • PortletContextAware：当前PortletContext容器
  • ResourceLoaderAware：配置的加载程序，用于对资源进行低级访问
  • ServletConfigAware：当前ServletConfig容器
  • ServletContextAware：当前ServletContext容器

Bean的继承

在xml配置文件里，我们可以定义bean的继承体系，使用parent属性定义父类。

<bean id="inheritedTestBean" abstract="true"
        class="org.springframework.beans.TestBean">
    <property name="name" value="parent"/>
    <property name="age" value="1"/>
</bean>

<bean id="inheritsWithDifferentClass"
        class="org.springframework.beans.DerivedTestBean"
        parent="inheritedTestBean" init-method="initialize">
    <property name="name" value="override"/>
    <!-- the age property value of 1 will be inherited from parent -->
</bean>

在源码里，子类是通过ChildBeanDefinition来定义的。

容器扩展点

一般来说，我们不需要去继承ApplicationContext实现类，不过Spring预留了一些接口，让我们可以扩展Spring IoC容器。

BeanPostProcessor

public interface BeanPostProcessor {
    //在每个bean初始化之前调用
	Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
    //在每个bean初始化完毕后调用
	Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

可以定义多个`BeanPostProcessor`，然后实现`Ordered`接口并修改属性order来控制`BeanPostProcessor`的执行顺序。

注意：`ConfigurableBeanFactory`提供

​```java
void addBeanPostProcessor(BeanPostProcessor beanPostProcessor);

来手动注册BeanPostProcessor，这些BeanPostProcessor不需要遵循Orderd排序规则，总是在自动注入的BeanPostProcessor之前执行。

一个BeanPostProcessor的实现例子RequiredAnnotationBeanPostProcessor

使用BeanFactoryPostProcessor自定义配置元数据

public interface BeanFactoryPostProcessor {
	void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) throws BeansException;
}

类似于BeanPostProcessor，不同的是，BeanFactoryPostProcessor操作配置元数据。也就是说，Spring容器允许BeanFactoryPostProcessor读取配置并更改。

这些BeanPostProcessor将在每个bean初始化时自动执行，以便将更改应用于定义容器的配置元数据。Spring包含许多预定义的BeanPostProcessor,例如PropertyOverrideConfigurer和PropertyPlaceholderConfigurer。

使用FactoryBean自定义实例化逻辑

public interface FactoryBean<T> {
    // 自定义bean的初始化逻辑
	T getObject() throws Exception;
	Class<?> getObjectType();
	boolean isSingleton();
}

配置实现FactoryBean<T>的bean是，返回的是getObject()生成的bean，如果要返回 FactoryBean实例本身，应该使用getBean("&myBean")

基于注解的容器配置

  • @Required
  • @Autowired
  • @Resource
  • @Qualifier
  • @PostConstruct and @PreDestroy

类路径扫描和托管组件

  • @Component,@Controller,@Repository,@Service
  • @Scope,@SessionScope
  • @ComponentScan

JSR 330标准注解和Spring注解对照

Spring javax.inject.*
@Autowired @Inject
@Component @Named / @ManagedBean
@Scope("singleton") @Singleton
@Qualifier @Qualifier / @Named
@Value -
@Required -
@Lazy -
ObjectFactory Provider

Environment 抽象

主要包含两个方面：profiles（多环境） and properties（配置）.

多环境配置

  1. 代码方式
AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext();
ctx.getEnvironment().setActiveProfiles("development");
ctx.register(SomeConfig.class, StandaloneDataConfig.class, JndiDataConfig.class);
ctx.refresh();
  1. 配置方式
spring.profiles.active

配置抽象

代码演示下：

ApplicationContext ctx = new GenericApplicationContext();
Environment env = ctx.getEnvironment();
// 是否包含foo的配置
boolean containsFoo = env.containsProperty("foo");
System.out.println("Does my environment contain the 'foo' property? " + containsFoo);
// 向环境中添加配置
MutablePropertySources sources = ctx.getEnvironment().getPropertySources();
sources.addFirst(new MyPropertySource());

使用@PropertySource添加配置

@Configuration
@PropertySource("classpath:/com/myco/app.properties")
public class AppConfig {

    @Autowired
    Environment env;

    @Bean
    public TestBean testBean() {
        TestBean testBean = new TestBean();
        testBean.setName(env.getProperty("testbean.name"));
        return testBean;
    }
}

BeanFactory还是ApplicationContext？

尽量使用ApplicationContext，因为ApplicationContext包含BeanFactory的所有功能：

功能 BeanFactory ApplicationContext
bean初始化/编辑 支持 支持
自动注册BeanPostProcessor 不支持 支持
自动注册BeanFactoryPostProcessor 不支持 支持
方便的MessageSource访问（适用于i18n） 不支持 支持
发布ApplicationEvent 不支持 支持

要使用BeanFactory实现显式注册bean后置处理器，您需要编写如下代码：

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
// populate the factory with bean definitions

// now register any needed BeanPostProcessor instances
MyBeanPostProcessor postProcessor = new MyBeanPostProcessor();
factory.addBeanPostProcessor(postProcessor);

// now start using the factory

要使用BeanFactory实现时显式注册BeanFactoryPostProcessor，您必须编写如下代码：

DefaultListableBeanFactory factory = new DefaultListableBeanFactory();
XmlBeanDefinitionReader reader = new XmlBeanDefinitionReader(factory);
reader.loadBeanDefinitions(new FileSystemResource("beans.xml"));

// bring in some property values from a Properties file
PropertyPlaceholderConfigurer cfg = new PropertyPlaceholderConfigurer();
cfg.setLocation(new FileSystemResource("jdbc.properties"));

// now actually do the replacement
cfg.postProcessBeanFactory(factory);
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