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Ioc

Ioc（Inversion of Control），即控制反转。不是什么技术，而是一种设计思想。在Java开发中，Ioc意味着将你设计好的对象交给容器控制，而不是传统的在你的对象内部直接控制。 传统Java SE程序设计，我们直接在对象内部通过new进行创建对象，是程序主动去创建依赖对象；而IoC是有专门一个容器来创建这些对象，即由Ioc容器来控制对象的创建；IoC 容器控制了对象（主要控制了外部资源获取，不只是对象包括比如文件等）。
传统应用程序是由我们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忙创建及注入依赖对象；为何是反转？因为由容器帮我们查找及注入依赖对象，对象只是被动的接受依赖对象，所以是反转；哪些方面反转了？依赖对象的获取被反转了。

Ioc 容器

IoC容器就是具有依赖注入功能的容器，IoC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。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，应用程序由IoC容器进行组装。在Spring中BeanFactory是IoC容器的实际代表者。

Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的对象呢？这就需要配置文件，Spring IoC容器通过读取配置文件中的配置元数据，通过元数据对应用中的各个对象进行实例化及装配。一般使用基于xml配置文件进行配置元数据，而且Spring与配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式进行配置元数据，比如注解、基于java文件的、基于属性文件的配置都可以。

Spring Ioc容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory接口，BeanFactory接口提供了IoC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext接口扩展了BeanFactory，还提供了与Spring AOP集成、国际化处理、事件传播及提供不同层次的context实现 (如针对web应用的WebApplicationContext)。简单说， BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 则增加了更多支持企业级功能支持。ApplicationContext完全继承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的语义也适用于ApplicationContext。

容器实现一览：

• XmlBeanFactory：BeanFactory实现，提供基本的IoC容器功能，可以从classpath或文件系统等获取资源；
（1） File file = new File("fileSystemConfig.xml");
Resource resource = new FileSystemResource(file);
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

（2）Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");
BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);
Deprecated. as of Spring 3.1 in favor of DefaultListableBeanFactory and XmlBeanDefinitionReader

• ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从classpath获取配置文件；
BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");

• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从文件系统获取配置文件。
BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

ApplicationContext接口获取Bean方法简介：

• Object getBean(String name) 根据名称返回一个Bean，客户端需要自己进行类型转换；
• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根据名称和指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果类型转换失败，容器抛出异常；
• T getBean(Class<T> requiredType) 根据指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果没有或有多于一个Bean存在容器将抛出异常；
• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根据指定的类型返回一个键值为名字和值为Bean对象的 Map，如果没有Bean对象存在则返回空的Map。

示例：
项目结构图，注意fileSystemConfig.xml的位置。用于文件系统配置的读取

HelloApi.java和HelloImpl.java是一个简单的接口及其实现，打印一句Hello World！，bean.xml和fileSystemConfig.xml内容相同，都只有一句简单的对bean的配置：<bean id="hello" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl"></bean>

测试代码演示了使用不同的Ioc容器实现去读取类路径配置文件和文件系统文件的方式：

public class HelloServiceTest {@SuppressWarnings("deprecation")@Testpublic void testXmlBeanFactoryBaseOnFileSystem() {// 1.准备配置文件，从文件系统获取配置文件，默认是相对路径，可以指定绝对路径File file = new File("fileSystemConfig.xml");Resource resource = new FileSystemResource(file);// 2.初始化容器BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);// 2、从容器中获取BeanHelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);// 3、执行业务逻辑helloApi.sayHello();}@SuppressWarnings("deprecation")@Testpublic void testXmlBeanFactoryBaseOnClassPath() {// 1.准备配置文件，从当前类加载路径中获取配置文件Resource resource = new ClassPathResource("bean.xml");// 2.初始化容器BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);// 2、从容器中获取BeanHelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);// 3、执行业务逻辑helloApi.sayHello();}@Testpublic void testClassPathXmlApplicationContextBaseOnClassPath() {// 1.准备配置文件，从当前类加载路径中获取配置文件// 2.初始化容器BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");// 2、从容器中获取BeanHelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);// 3、执行业务逻辑helloApi.sayHello();}@Testpublic void testFileSystemApplicationContextBaseOnFileSystem() {// 1.准备配置文件，从文件系统获取配置文件，默认是相对路径，可以指定绝对路径// 2.初始化容器BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");// 2、从容器中获取BeanHelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);// 3、执行业务逻辑helloApi.sayHello();}
}

IoC容器到底是如何工作。在此我们以xml配置方式来分析一下：
一、准备配置文件：在配置文件中声明Bean定义也就是为Bean配置元数据。
二、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BeanDefinition配置元数据对象，IoC容器根据BeanDefinition进行实例化、配置及组装Bean。
三、实例化IoC容器：也就是实例化BeanFactory的各种实现，由客户端实例化容器，获取需要的Bean。

XML配置文件的结构

<beans>  <import resource=”resource1.xml”/>  <bean id=”bean1”class=””></bean>  <bean id=”bean2”class=””></bean>  <bean name=”bean2”class=””></bean>  <alias alias="bean3" name="bean2"/>  <import resource=”resource2.xml”/>
</beans>

1、<bean>标签主要用来进行Bean定义；
2、alias用于定义Bean别名的；
3、import用于导入其他配置文件的Bean定义，这是为了加载多个配置文件，当然也可以把这些配置文件构造为一个数组（new String[] {“config1.xml”, config2.xml}）传给ApplicationContext实现进行加载多个配置文件，那一个更适合由用户决定；这两种方式都是通过调用Bean Definition Reader 读取Bean定义，内部实现没有任何区别。<import>标签可以放在<beans>下的任何位置，没有顺序关系。

Bean

由IoC容器管理的那些组成你应用程序的对象我们就叫它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有什么区别了。那IoC怎样确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean呢？这就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefinition代表，后边会详细介绍，配置元数据指定如何实例化Bean、如何组装Bean等。

Bean的配置

Spring IoC容器目的就是管理Bean，这些Bean将根据配置文件中的Bean定义进行创建，而Bean定义在容器内部由BeanDefinition对象表示，该定义主要包含以下信息：
● 全限定类名（FQN）：用于定义Bean的实现类;
● Bean行为定义：这些定义了Bean在容器中的行为；包括作用域（单例、原型创建）、是否惰性初始化及生命周期等；
● Bean创建方式定义：说明是通过构造器还是工厂方法创建Bean；
● Bean之间关系定义：即对其他bean的引用，也就是依赖关系定义，这些引用bean也可以称之为同事bean 或依赖bean，也就是依赖注入。

Bean定义只有“全限定类名”在当使用构造器或静态工厂方法进行实例化bean时是必须的，其他都是可选的定义。难道Spring只能通过配置方式来创建Bean吗？回答当然不是，某些SingletonBeanRegistry接口实现类实现也允许将那些非BeanFactory创建的、已有的用户对象注册到容器中，这些对象必须是共享的，比如使用DefaultListableBeanFactory 的registerSingleton() 方法。不过建议采用元数据定义。

BeanDefinition

spring可以通过xml配置文件定义bean,beanFactory可以创建、查找配置文件中定义的这些bean，spring内部是如何将配置文件中所定义的bean变成可以让beanFactory创建与管理的呢？这是依靠BeanDefinition进行实现。BeanDefinition是一个接口，它描述了一个bean的实例，保存了bean的定义信息，是bean在内存中的描述形式。xml配置文件所定义的每个bean在内存中都有对应的Bedifinition对象进行描述。BeanFactory在查找，创建及管理bean时，会先查找其在内存中所保存的BeanDefinition,然后再根据BeanDefinition中的bean描述内容创建bean或返回所需的bean信息。

根据面向接口编程的原则，spring定义了接口BeanDefinitionRegistry注册管理所有的Bedifinition,实现此接口就可以管理bean的定义，DefaultListableBeanFactory类实现了此接口，因此DefaultListableBeanFactory类及其子类具有管理beanDefinition的功能。

Spring读取分析配置文件，根据配置文件中的定义，为这些bean创建对应的BeanDifinition，并将BeanDifinition注册至beanFactory中(具体表现为注册在DefaultListableBeanFactory类型的beanFactory)。当用户需要使用bean时，将传入bean的名称或类型给beanFactory，beanFactory从其所保存的beanDefinition中查找，当找到符合条件的beanDefinition后，则将根据beanDefinition中的bean信息创建bean对象，并返回给用户。

实例化Bean

Spring IoC容器如何实例化Bean呢？
传统应用程序可以通过new和反射方式进行实例化Bean。而Spring IoC容器则需要根据Bean定义里的配置元数据使用反射机制来创建Bean。在Spring IoC容器中根据Bean定义创建Bean主要有以下几种方式：
1、使用构造器实例化Bean，这是最简单的方式，Spring IoC容器即能使用默认空构造器也能使用有参数构造器两种方式创建Bean
2、使用静态工厂方式实例化Bean，使用这种方式除了指定必须的class属性，还要指定factory-method属性来指定实例化Bean的方法，而且使用静态工厂方法也允许指定方法参数，spring IoC容器将调用此属性指定的方法来获取Bean
3、使用实例工厂方法实例化Bean，使用这种方式不能指定class属性，此时必须使用factory-bean属性来指定工厂Bean，factory-method属性指定实例化Bean的方法，而且使用实例工厂方法允许指定方法参数，方式和使用构造器方式一样

示例：
1、构造器实例化Bean:

package cn.nevo.service.impl;import cn.nevo.service.HelloApi;public class HelloImpl implements HelloApi {private String message;public HelloImpl() {this.message = "Hello World!";}public HelloImpl(String message) {this.message = message;}@Overridepublic void sayHello() {System.out.println(message);}
}

bean.xml

<!-- 使用默认构造参数实例化bean --><bean id="hello" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl"></bean><!-- 使用有参构造参数实例化bean --><bean id="hello2" class="cn.nevo.service.impl.HelloImpl"><constructor-arg index="0" value="New Hello World!"/></bean>

测试

public class HelloServiceTest {@Testpublic void testClassPathXmlApplicationContextBaseOnClassPath() {// 1.准备配置文件，从当前类加载路径中获取配置文件// 2.初始化容器BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");// 2、从容器中获取BeanHelloApi helloApi = beanFactory.getBean("hello", HelloApi.class);HelloApi helloApi2 = beanFactory.getBean("hello2", HelloApi.class);// 3、执行业务逻辑helloApi.sayHello();helloApi2.sayHello();}
}

2、静态工厂方式实例化Bean
返回HelloImpl实例的静态工厂类HelloImplStaticFactory.java

package cn.nevo.service.impl.staticfactory;import cn.nevo.service.HelloApi;
import cn.nevo.service.impl.HelloImpl;public class HelloImplStaticFactory {public static HelloApi getInstance(String message) {return new HelloImpl(message);}
}

bean.xml

<!-- 使用静态工厂方法实例化bean --><bean id="statichello" class="cn.nevo.service.impl.staticfactory.HelloImplStaticFactory" factory-method="getInstance"><constructor-arg index="0" value="static factory instance"/></bean>

测试

HelloApi helloApi3 = beanFactory.getBean("statichello", HelloApi.class);helloApi3.sayHello();

3、实例工厂方式实例化Bean
用于产生HelloImpl实例的HelloImplInstanceFactory.java

package cn.nevo.service.impl.instancefactory;import cn.nevo.service.HelloApi;
import cn.nevo.service.impl.HelloImpl;public class HelloImplInstanceFactory {public HelloApi getInstance(String message) {return new HelloImpl(message);}
}

bean.xml

<!-- 使用实例工厂方法实例化bean --><bean id="instancehello" class="cn.nevo.service.impl.instancefactory.HelloImplInstanceFactory"/><bean id="instance" factory-bean="instancehello" factory-method="getInstance"><constructor-arg index="0" value="instance factory"/></bean>

测试

HelloApi helloApi4 = beanFactory.getBean("instance", HelloApi.class);helloApi4.sayHello();