Spring之IOC概念、Bean对象创建及DI注入的三种方式

Spring的IOC(inverse of control )如何理解

首先我们先比对Java中两类创建对象的方式。

方式1：通过new关键字创建实例对象

private IAccountDao accountDao= new AccountDaoImpl();

方式2：通过工厂获取实例对象

private IAccountDao accountDao = BeanFactory.getBean("accountDao");

通过方式1创建对象时，我们是主动寻找所要创建的对象的，应用直接和资源联系，存在明显的依赖关系，无论是应用还是资源都很难独立。如图所示。

通过方式2创建对象时，应用与资源之间不再直接联系，而是通过工厂获取资源，由工厂与资源取得联系，并把对应的资源提供给应用。

对于方式1来说，创建什么类型的对象是完全由自己控制的，想new什么类型就new什么类型。而方式2则把创建对象的权利交给了BeanFactory这个类，通过固定的“名称”来获取想要的bean对象，而所得的对象是否是所需的或可用的则无法得知，因为获得的类对象是由"accountDao"所对应的全限定类名所决定的，无法自主控制。这种创建对象的控制权的转移，我们称之为控制反转(Inverse of Control,IOC)，此种方式可以降低程序间的依赖关系，削减耦合。

Spring对Bean的管理细节

1. 创建Bean对象的三种方式

使用默认构造函数创建

在spring的配置文件中使用bean标签，配以id和class属性之后，且没有其他属性和标签时。
采用的就是默认构造函数创建bean对象，此时如果类中没有默认构造函数，则无法创建。

创建bean对象的所属的类
```
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {public AccountServiceImpl(){System.out.println("对象创建了");}
}
```
bean标签内容如下：
```
<bean id="accountService" class="com.xmy.service.impl.AccountServiceImpl"></bean>
```
使用普通工厂中的方法创建对象（使用某个类中的方法创建对象，并存入spring容器）

工厂类如下：
```
public class InstanceFactory {public IAccountService getAccountService(){return new AccountServiceImpl();}
}
```
bean标签内容如下：
```
<bean id="instanceFactory" class="com.xmy.factory.InstanceFactory"></bean>
<bean id="accountService" factory-bean="instanceFactory" factory-method="getAccountService"></bean>
```
这种方法先通过第一行的bean标签获取InstanceFactory工厂类的对象，根据第二个bean标签中的factory-bean的值找到对应的工厂对象，并调用工厂对象中factory-method所对应的方法来创建bean对象。
使用工厂类的静态方法创建对象（使用某个类中的静态方法创建对象，并存入spring容器）

工厂类如下：
```
public class StaticFactory {public static IAccountService getAccountService(){return new AccountServiceImpl();}
}
```
bean标签内容如下：
```
<bean id="accountService" class="com.xmy.factory.StaticFactory" factory-method="getAccountService"></bean>
```
由于采用了工厂类的静态方法创建对象，所以，无需实例化工厂类对象，只需要直接调用工厂类的静态方法创建bean对象。

2. bean对象的作用范围

bean标签的scope属性：用于指定bean的作用范围，取值包括：

singleton：单例的
prototype：多例的
request：作用于web应用的请求范围
session：作用于web应用的会话范围
global-session：作用于集群环境（全局）的会话范围，当不是集群环境时，它就是session

3.bean对象的生命周期

单例对象

出生：当容器创建时，对象出生

存活：只要容器还在，对象一直存在

死亡：容器销毁，对象消亡
多例对象

出生：当我们使用对象时，spring框架为我们创建

存活：对象只要是在使用过程中就一直存活

死亡：当对象长时间不用，且没有别的对象引用时，由Java垃圾回收器回收

Spring中的DI（依赖注入）

当一个类需要用到其他类的对象时，通常会在调用类中直接new一个所需的对象，这样就形成了类之间的依赖关系，增加了程序的耦合，而为了尽可能的避免这类情况，降低程序的耦合，Spring框架采用了“依赖注入”来解决，在当前类需要用到其他类的对象，由spring为我们提供，我们只需要在配置文件中说明。

所谓的依赖注入简单来说就是给一个对象传入实例变量，这个实例变量可以称为“依赖”。当我们使用这些实例变量（依赖）时，使用的是传递进来的对象，而不是由我们自己创建的对象。所以不会形成类之间的依赖关系，实现解耦。

依赖注入的数据分为三种：1. 基本类型和String 2.其他bean类型（在配置文件中或者注解配置过的bean） 3.复杂类型/集合类型

依赖注入的方式有三种：1.使用构造函数注入，2.使用Set方法注入，3.使用注解注入

1.使用构造函数注入

使用标签：constructor-arg
标签出现的位置：bean标签的内部
标签中的属性:
type:用于指定要注入的数据的数据类型，该数据类型也是构造函数中某个或某些参数的类型
index:用于指定注入数据的赋值对象于构造函数中的索引位置。索引的位置是从0开始
name:用于指定给构造函数中指定名称的参数赋值（常用）
————以上三个用于指定给构造函数中哪个参数赋值————
value:用于提供基本类型和String类型的数据
ref:用于指定其他的bean类型数据。它指的就是在spring的IOC核心容器中出现过的bean对象

优势：在获取bean对象时，注入数据是必须的操作，否则对象无法创建成功。对象初始化后即可直接使用。
缺点：在创建对象时，如果构造函数需求了某些参数对象，即使用不到，也必须提供。

创建业务层

 public class AccountServiceImpl implements IAccountService {private String name;private Integer age;private Date birthday;public AccountServiceImpl(String name, Integer age, Date birthday) {this.name = name;this.age = age;this.birthday = birthday;}public void saveAccount() {System.out.println("service中的saveAccount方法执行了..."+name+","+age+","+birthday+",");}}

创建bean标签

<bean id="accountService" class="com.xmy.service.impl.AccountServiceImpl"><constructor-arg name="name" value="test"></constructor-arg><constructor-arg name="age" value="18"></constructor-arg><constructor-arg name="birthday" ref="now"></constructor-arg>
</bean><!--配置一个日期对象--><bean id="now" class="java.util.Date"></bean>

创建表现层

   public class Client {public static void main(String[] args) {//1.获取核心容器对象ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");//2.根据id获取Bean对象IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService");as.saveAccount();}}

运行结果如图

2.使用Set方法注入

涉及的标签：property
出现的位置：bean标签的内部
标签的属性:
name:用于指定注入时所调用的set方法名称
value:用于提供基本类型和String类型的数据
ref:用于指定其他的bean类型数据。它指的就是在spring的IOC核心容器中出现过的bean对象
优势：可以使用默认构造函数创建对象，并根据实际需要，在对象声明周期内随时动态的改变注入的依赖。
缺点：对象被初始化之后，无法立即使用，需要注入依赖后才可以。

创建业务层

public class AccountServiceImpl2 implements IAccountService {private String name;private Integer age;private Date birthday;public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(Integer age) {this.age = age;}public void setBirthday(Date birthday) {this.birthday = birthday;}public void saveAccount() {System.out.println("service中的saveAccount方法执行了..."+name+","+age+","+birthday+",");}}

创建bean标签

<bean id="accountService2" class="com.xmy.service.impl.AccountServiceImpl2"><property name="username" value="test"></property><property name="age" value="27"></property>
</bean>

创建表现层

public class Client {public static void main(String[] args) {//1.获取核心容器对象ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");//2.根据id获取Bean对象IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService2");as.saveAccount();}
}

运行结果如图

可以看到，由于没有创建name属性为birthday的property标签，因此没有注入Date类型的对象，所以打印结果为null。

下面介绍一下对于复杂类型/集合类型的注入

创建业务层

public class AccountServiceImpl3 implements IAccountService {private String[] myStr;private List<String> myList;private Set<String> mySet;private Map<String,String> myMap;private Properties myProps;public void setMyStr(String[] myStr) {this.myStr = myStr;}public void setMyList(List<String> myList) {this.myList = myList;}public void setMySet(Set<String> mySet) {this.mySet = mySet;}public void setMyMap(Map<String, String> myMap) {this.myMap = myMap;}public void setMyPro(Properties myProps) {this.myProps = myProps;}public void saveAccount() {System.out.println(Arrays.toString(myStr));System.out.println(myList);System.out.println(mySet);System.out.println(myMap);System.out.println(myProps);}
}

创建bean标签

<bean id="accountService3" class="com.xmy.service.impl.AccountServiceImpl3"><property name="myList"><array><value>AAA</value><value>bbb</value><value>CCC</value></array></property><property name="mySet"><list><value>AAA</value><value>bbb</value><value>CCC</value></list></property><property name="myStr"><list><value>AAA</value><value>bbb</value><value>CCC</value></list></property><property name="myPro"><map><entry key="testC" value="ccc"></entry><entry key="testD" value="ddd"></entry></map></property><property name="myMap"><props><prop key="testA">aaa</prop><prop key="testB">bbb</prop></props></property>
</bean>

创建表现层

public class Client {public static void main(String[] args) {//1.获取核心容器对象ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");//2.根据id获取Bean对象IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService3");as.saveAccount();}
}

运行结果如图

虽然在bean标签中，每一个属性标签都没有对应上，但是仍然正常的运行并打印出了结果。这是因为对于结构相同的集合类型，标签可以互换。

用于给List结构集合注入的标签：list array set
用于给Map结构集合注入的标签：map props

3.使用@Autowired注解注入
其作用与在xml配置文件中的标签中写一个标签的功能是一样的。@Autowired注解
可以对类的成员变量、方法及构造函数进行标注，自动按照类型注入。只要容器中有唯一的一个bean对象类型和要注入的变量类型匹配，就可以注入成功。

下面用具体案例说明

定义一个账户持久层的接口IAccountDao，其中定义一个saveAccount方法

/*** 账户的持久层接口* @author xmy*/
public interface IAccountDao {/*** 模拟保存账户*/void saveAccount();
}

定义一个账户业务层接口IAccountService，其中同样定义一个saveAccount方法

/*** 账户业务层的接口* @author xmy*/
public interface IAccountService {/*** 模拟保存账户*/void saveAccount();
}

AccountDaoImpl.java

@Repository("accountDao")
public class AccountDaoImpl implements IAccountDao {public void saveAccount() {System.out.println("保存了账户");}
}

定义一个IAccountDao接口的实现类，并实现saveAccount方法，该bean在IOC容器中的标识符为accountDao.

AccountServiceImpl.java

@Service("accountService")
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {@Autowiredprivate IAccountDao accountDao = null;public void saveAccount() {accountDao.saveAccount();}
}

定义一个IAccountService接口的实现类，并实现saveAccount方法，该bean在IOC容器中的标识符为accountService.

bean.xml配置

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

测试代码：

public class Client {/*** @param args*/public static void main(String[] args) {//1.获取核心容器对象ApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("bean.xml");//2.根据id获取Bean对象IAccountService as = (IAccountService) ac.getBean("accountService");as.saveAccount();}
}

运行结果为：

保存了账户

为了便于理解，这里通过一张图来解释@Autowired的执行过程

如图所示，当ioc容器扫描到@Autowired注解后，就会容器内自动查找与注入数据类型相匹配的bean，装配给该参数。如果没有找到相匹配的bean，则会报错。而如果IOC容器中有多个bean与注入数据类型相匹配，那么IOC容器会根据注入数据类型的名称作为key来找对应的bean，并装配给该参数。

IAccountDaoImpl2.java

@Repository("accountDao2")
public class AccountDaoImpl2 implements IAccountDao {public void saveAccount() {System.out.println("保存了账户22222");}
}

再定义一个IAccountDao接口的实现类IAccountDaoImpl2，并实现saveAccount方法，该bean在IOC容器中的标识符为accountDao2.

如果IOC容器中有多个bean与注入数据类型相匹配，那么IOC容器会根据注入数据类型的名称作为key来找对应的bean，并装配给该参数。@Autowired装配过程如图所示。