Spring世界--IoC&DI

Java世界的基石--Spring

Spring中有3个核心的概念：控制反转（IoC：Inversion of Controller），依赖注入（DI：Dependecy Injection），面向切面编程（AOP：Aspect Oriented Programming）

Spring的主要作用就是降低代码间耦合度，让对象和对象之间的关系不再是使用代码关联，而是通过配置，配置大于一切，开发者只需要将对象生成说明书写好，就不需要再手动的创建对象，统一让Spring容器去统一管理，自动注入依赖。而AOP使系统服务得到了最大的复用，开发者不需要再将这些和业务本无关的服务混入到业务逻辑代码中，Spring会进行代码组织。

控制反转，依赖注入

public class Car{
    public void run(){
        System.out.println("car is running");
    }
}

public class Person{
    private Car car;
    
    public Person(Car car){
        this.car = car;
    }
    
    public void say(){
        System.out.println("person start off!");
        car.run();
    }
}

上面这段例子中的依赖关系：Person的say函数中需要调用Car对象中的run方法，此时Person依赖了Car，Person和Car是依赖关系。

• 代码存在的问题
  • 由于Person依赖了Car，所以在创建Person对象前需要先new Car()，然后再new Person(car)，代码本身没有问题，但当很多地方都用到依赖对象，并且后续需要新增依赖等操作，代码和工作量都会相对大，所有对象的创建都是由开发者去控制。

一个新思路，找一个第三方托管这些对象，类似美团跑腿，把需要的沐浴露洗发水，牙膏鸡肉卷列一份清单出来，像牙膏鸡肉卷依赖了牙膏，就把牙膏也给买来，买完后放到一个桶里，可以称之为容器，当需要时，可以从这个桶里找需要的对象，创建和组装的过程就不用再手动管理了，Spring就实现了这个功能，Spring容器 控制反转 的概念就是如此。

使用Spring

先说说Bean的概念

所有由Spring管理的对象统一称为Bean，本质上就是普通的对象，和直接new XXX出来的没区别，只不过由Spring容器所管理着，需要通过清单告诉Spring容器需要创建哪些bean，这些配置称为bean定义配置的元数据信息，Spring容器读取这些信息就知道怎么玩了

新建一个Maven项目

在pom文件添加Spring依赖

    <dependency>
      <groupId>org.springframework</groupId>
      <artifactId>spring-context</artifactId>
      <version>5.3.10</version>
    </dependency>

刷新maven后，会自动下载Spring的核心包

动手体验：先写一个对象，这里类名为Person，配置里需要对应

package com.demo;

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
        System.out.println("Person constructor");
    }
}

在src/main/resources目录下新建一个bean.xml（叫啥无所谓，自己喜欢）,这个beans标签格式不需要背，用idea新建xml时有spring配置的模板选项，或者用的时候cv即可，在子标签添加一个<bean>标签，id为bean的名字，后续从容器取出时需要用到，class为对应的全限定类名

可以了解的XML配置知识

beans是根元素，下面可以包含任意数量的import，bean，alias标签
这里列出的属性只需要记id和class，其他的用的不多了解即可
<bean id="bean唯一标识，有重复就会报错" name="bean的名称，也可以成为别名" class="完整类型名称" factory-bean="工厂bean名称" factory-method="工厂方法" />
id和name的规则

1. 当id存在的时候，不管name有没有，取id为bean的名称，name就是别名，起同等效果共存
2. 当id不存在，此时要看name有没有，name的值可以通过逗号和分号还有空格分隔，会按照分割规则得到一个数组，数组的第一个元素作为bean的名称，其他的作为bean的别名
3. 当id和name都存在，id为bean名称，name为别名
4. 都不存在时，bean名称会自动生成，格式为全限定类名#序号，别名则为全限定类名，序号从0开始，同类型则递增，且只有第一个bean拥有别名
5. context.getBeanDefinitionNames方法可以获取所有bean的名称数组
6. context.getAliases(beanDefinitionName)传入bean的名称可以获得该bean的别名数组

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="person" class="com.demo.Person"/>
</beans>

新建一个main方法，通过Spring提供的ClassPathXmlApplicationContext类创建容器，容器提供了一个getBean方法获取bean的实例，传入的字符串就是xml中bean标签的id

import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("Application.xml");
        Person person = (Person) context.getBean("person");
        System.out.println(person);
    }
}

查看控制台，成功获取了Person对象并输出

这便是Spring的IOC体验，开发者不用再去写new XXX对象，要什么问Spring管家要即可。Spring会读取XML配置，通过反射去创建对象，感兴趣可以看看这篇文章，模拟了一个最基本的反射容器管理： Spring--手写一个简易的IoC容器，附思路原理

再看看依赖注入

注入分为简单类型和引用类型注入，在xml配置中

• 简单类型（包含String）使用value属性，引用类型使用ref属性
• 注入又分为setter注入和构造函数注入
  • 使用setter注入，必须提供无参构造方法和对应的setXXX方法，可以理解为先新建一个空对象再进行属性的setter注入
  • 使用构造函数注入，又分为属性名和构造方法参数下标，使用下标注入时需要和构造方法的参数类型一一对应，不推荐使用下标方式【应该说不推荐XML形式：），后面会介绍注解形式】

再体验下依赖注入功能

1. 新建Cat类，只需要有空参构造
2. Person类添加一个String类型的name属性，一个Integer类型的age属性，一个Cat类型的cat属性。再为Person类添加全属性的getter和setter方法，以及全参和无参构造方法 下面演示了3种实现，先修改xml文件配置

<!--通过属性名配置注入，位置随意-->
<bean id="person" class="com.demo.Person">
  <property name="name" value="jack"/>
  <property name="age" value="10"/>
  <property name="cat" ref="cat"/>
</bean>

<!--通过构造方法的参数名注入，位置随意-->
<bean id="person2" class="com.demo.Person">
  <constructor-arg name="name" value="mike"/>
  <constructor-arg name="age" value="20"/>
  <constructor-arg name="cat" ref="cat"/>
</bean>

<!--通过构造方法参数的下标注入（位置要讲究一对一匹配类型）-->
<bean id="person3" class="com.demo.Person">
  <constructor-arg index="0" value="jay"/>
  <constructor-arg index="1" value="30"/>
  <constructor-arg index="2" ref="cat"/>
</bean>

用bean的name从容器中分别取出3个同类型的bean

public static void main(String[] args) {
    ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("Application.xml");
    Person person = (Person) context.getBean("person");
    System.out.println(person.getName() + "," + person.getAge() + "," + person.getCat() + "\n");

    Person person2 = (Person) context.getBean("person2");
    System.out.println(person2.getName() + "," + person2.getAge() + "," + person2.getCat() + "\n");

    Person person3 = (Person) context.getBean("person3");
    System.out.println(person3.getName() + "," + person3.getAge() + "," + person3.getCat() + "\n");
}

xml中配置的值和预期一样被注入到对象中，可以看到3个不同的Person对象，里面的Cat对象都是同一个实例，说明Spring的bean默认是单例模式（可以配置其他模式）

bean作用域scope

有些bean想要多例，有些想要单例，spring提供了作用域的配置，bean标签配置scope属性

1. singleton，不填写默认就是singleton，整个容器中，该bean只会创建一次，每次需要用时，都返回同一个对象（getBean或者依赖注入时），默认是在启动spring容器时生成，bean被设置lazy-init属性为true时，则需要被用到再生成。单例bean是整个容器共享的，如果设计到修改更新操作有线程安全的问题，需要注意使用。
2. prototype，scope设置为prototype，则表示该bean是多例的，每次获取时都会生成一个新的实例对象，如果对象的创建比较繁琐消耗时间，则会有性能问题。
3. request，每个http请求都会创建一个bean实例（3，4，5需要结合Spring web）
4. session，session级别共享，不同session则创建不同的实例
5. application 全局应用共享

bean标签中的引用类型自动注入，还可以使用标签的属性autowire

1. 设置为byType相当于注解的Autowired（后面会说）
2. 设置为byName相当于注解的Autowired+Qualifier，属性名要与bean名一致

xml中的成员变量的property标签就不用写了

    <bean id="person" class="com.demo.Person" autowire="byName">
        <property name="name" value="jack"/>
        <property name="age" value="10"/>
        <!--autowire设置里byName，这玩意就不用写了 <property name="cat" ref="cat"/>-->
    </bean>

import导入

当项目越来越大，所有配置都在一个xml中则难以管理，可以按照业务层去拆分，如按照经典的三层架构，controller，service，dao分别新建一个文件夹，文件夹里专门放入对应模块的xml配置，再用一个主入口xml来导入配置

关于XML的配置就说到这里，其实还有很多内容，但目前基于Springboot（一个让开发更简单的集成方案）用注解为主流方案，所有对xml有兴趣的可自行摸索学习，即使不用也应该简单了解，毕竟是曾经的方案

注解Annotation声明Bean

@Configuration和@Bean

• @Configuration这个注解用在类上，可以理解为beans标签，要配合@Bean注解使用
• @Bean可以理解为bean标签，用于声明方法是一个bean

@Configuration
public class BaseConfig {
    @Bean
    public String testAn(){
        return "testAn";
    }
}

修改启动类，ClassPathXmlApplicationContext要改为AnnotationConfigApplicationContext，参数为配置类的Class对象

AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(BaseConfig.class);
String testAn = (String) context.getBean("testAn");
System.out.println(testAn);

运行后，Spring会取扫描类中@Configuration和@Bean注解，凡是带有这两个注解的类和方法都会被注册成bean，类的bean名称会使用小驼峰形式：BaseConfig转成baseConfig，示例获取了配置的testAn并输出

知识补充环节

• 即使类不添加@Configuration注解，类中带有@Bean的方法也会被注册成bean，如果获取对应的Configuration配置bean并直接输出，可以看到会带有cglib字眼com.demo.BaseConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$75472aeb@429bd883，说明这个类是被代理生成的，所有被@Bean修饰的方法都会被拦截动态增强
• 如果类不加@Configuration注解，容器也会管理bean，但这些bean的类没有被代理，所以每次都会获取一个新的bean对象，非单例模式

为了方便注册Bean，还提供了其他注解

1. @Controller 专门用来创建控制器的对象（Servlet），这种对象可以接受用户的请求，可以返回处理结果给客户端
2. @Service 专门用来创建业务逻辑层的对象，负责访问数据，处理完后返回给界面层
3. @Repository 专门用来创建数据访问层的对象
4. @Component 可以创建任意对象，创建对象的默认名称是驼峰的命名法，也可以指定名称 这些类都是一个作用，只是带有语义

@ComponentScan和@ComponetnScans

使用new AnnotationConfigApplicationContext(BaseConfig.class)容器只会去注册BaseConfig配置类和其成员bean，但一个项目显然会有很多地方需要注册bean，并且通常项目会进行分层，使用@ComponentScan可用于指定Spring容器需要扫描哪些包和哪些类所在的包中带有特定注解的类

新建一个dao包，并新建一个UserDao添加上@Repository（上面说的四种随意使用，不重要） 此时需要做指定扫描行为，才能让Spring加载UserDao作为容器成员bean，演示三种使用方式

// 1. 不给注解任何属性值，则会默认扫描当前类所在包下的所有子类和子包
@Configuration
@ComponentScan
public class BaseConfig {
}

// 2. 指定包名，会去扫描com.demo.dao包下的所有子类，如果要扫描多个包子传入一个包名字符串数组
@Configuration
@ComponentScan("com.demo.dao")
public class BaseConfig {
}

// 3. 指定类对象，会扫描对应类所在包下的所有子类，扫描多个类则传入类对象数组
@Configuration
@ComponentScan(basePackageClasses = UserDao.class)
public class BaseConfig {
}

目前来说以上3种效果等价

@ComponentScans注解的使用为传入@ComponentScan注解的数组

注解也可以和XML配置文件结合使用，需要在XML中配置如下标签，base-package为需要扫描的包路径，可配置多个指定标签扫描多个包
<context:component-scan base-package="com.demo"/>

@Import

作用类似于XML中的import标签，该注解常用于将一个第三方类注册为bean，因为第三方类库里没有自带Spring的注解，当然也可以选择声明bean，但这样需要多写一个方法，import能更好的完成这项任务，bean的名称默认是类的全限定类名（类名不会转小驼峰）

@Import(UserService.class)
public class BaseConfig {
}

注解接收一个类对象数组，传入的类都会被注册成为bean，切记如果需要获取bean则要使用全限定类名，如getBean("com.demo.service.UserService")

依赖注入： @Value，@Autowired，@Resource，setter方法，构造方法

假定一个类中，有两个成员属性，一个为String类型（或者是基本数据类型），一个为引用类型，

• @Value 可以在属性声明注入简单类型的值，包括String，此时无需编写setter方法，如有setter添加到setter也可以，支持从配置文件读取（配合@PropertySource）
• @Autowired 可以自动注入引用类型，前提是必须为当前容器中被注册的bean对象，默认情况下会根据bean的类型去寻找bean注入，匹配到多个类型时则会按照name注入，有个required属性默认为true，匹配失败则会抛出异常

最基本字段注入

@Repository
public class UserDao {
    @Value("testName")
    private String daoName;
    @Autowired
    private Cat daoCat;
}

使用setter方法注入

@Repository
public class UserDao {
    private String daoName;
    private Cat daoCat;

    @Value("testName")
    public void setDaoName(String daoName) {
        this.daoName = daoName;
    }

    @Autowired
    public void setDaoCat(Cat daoCat) {
        this.daoCat = daoCat;
    }
}

构造器注入（目前Spring推荐的写法）,由于当前没有注册过类型为String类型的bean，所以使用@Value注入想要的值，如果有String类型的bean则可不写会自动注入。普通方法或者方法参数使用@Autowired也可以实现注入，但一般不这么做，因为不好管理依赖。

@Repository
public class UserDao {
    private String daoName;
    private Cat daoCat;

    // @Autowired // 写和不写的效果等价
    public UserDao(@Value("test") String daoName, Cat daoCat) {
        this.daoName = daoName;
        this.daoCat = daoCat;
    }

@Value和@PropertySource 注入值从配置文件中读取

在resource目录下新建一个config.properties文件，写入一行jdbc.name=test，语法格式为@Value("${配置文件中的key:默认值}")，@PropertySource接受配置文件路径的数组

@Repository
@PropertySource("classpath:config.properties")
public class UserDao {
    @Value("${jdbc.name:默认值}")
    public String daoName;
}
// 当key不存在时，字段的值就是配置的默认值

实际开发中，可以用一个配置类加载需要从配置文件中读取的数据，并将配置类注册为bean，在其他需要使用的地方注入配置类即可方便使用配置文件

不太常用的Collection和Map注入，需要使用接口，了解即可

• 使用Collection（List是Collection的子接口），会将所有符合泛型类型的bean收集到list中
• 使用Map时通常为key/value，会将所有符合泛型类型的bean的name作为key，实例对象作为value

// 假定有一个UserDao的接口，以及若干个实现类

@Autowired
private List<UserDao> interfaceList;
// 会将所有UserDao的实现类收集

@Autowired
private Map<String,UserDao> interfaceMap;
// 会将所有UserDao的实现类的name作为key，实例对象作为value存入map中

@Resource

Spring还支持了Java的原生注解@Resource，效果和@Autowired注解类型相同，但仍有细微差别，使用注意事项

1. 当使用@Resource注解不传属性时，默认会按照当前注入字段的name去寻找bean

@Resource
private UserService userService;
// 此时会去找名为userService的bean进行注入

2. 传入了name属性，则会去寻找容器中同名bean进行注入@Resource(name = "userService")
3. 传入了type属性，则会按照类型去寻找bean进行注入@Resource(name = "userService", type = UserService.class)
4. 既传了name又传了type，则必须二者都符合规则的bean才会被注入 @Resource和@Autowired对比
5. 默认情况，@Resource使用name寻找bean装配，@Autowired使用type寻找bean装配
6. @Resource传入type属性支持按照类型注入，@Autowired配合@Qualifier可以指定name注入

// 指定了bean的名称，而不是使用类型装配
@Autowired
@Qualifier("userService")
private UserService userService;

3. @Autowired注解支持设置没有找到可注入bean时跳过注入，不会报错，而@Resource不支持

// 如果没有对应的bean，此时为null而不会报错
@Autowired(required = false)
private UserService userService;

4. 都可以用在字段和setter方法上
5. @Resource的使用可以减少和Spring框架的耦合

同源类型的定义

1. 被注入的类型和注入的类型是完全相同的类型
2. 被注入的类型是父类型，注入的是子类型
3. 被注入的类型是接口，注入的是实现类

当容器中存在多同源类型时，bean的装配机制（以下均指使用类型注入方式）

1. 当注入类型同时存在多个bean时，默认会按照注入的字段name去匹配，如果匹配不到会抛出异常，此时需要指定name去进行装配
2. 当注入类型为父类型，父类bean和子类bean同时存在时，默认会按照注入的字段name去匹配，如果匹配不到会抛出异常，此时需要指定name去进行装配
3. 注入类型为接口，有诸多实现类bean实现了同一接口，由于匹配到了多个可注入类型，此时会按照字段name去装配，此时需要指定name去进行装配

@Primary

提高bean的候选优先级，上面说过如果同类型bean存在多个且没有特殊配置的情况下，会抛出异常，解决方案还可以使用@Primary注解，相当于在匹配到多个可注入类型时，会优先注入带有@Primary注解的bean

// 接口
public interface UserDao{}

// 实现类1
@Component
public class UserDao1 implements UserDao{}

// 实现类2
@Primary
@Component
public class UserDao2 implements UserDao{}

// 实现类3
@Component
public class UserDao3 implements UserDao{}

@Component
public class UserService{
    @Autowired
    private UserDao userDao;
}
// 由于匹配到了3个相同类型的bean，此时候选者列表中有3个bean对象
// spring会寻找是否有bean是带有@Primary注解的，有则注入bean

@Scope 指定bean的作用域

关于bean的作用域在xml的段落讲过了，这个@Scope注解起同等作用，Spring提供了一些常量支持

1. ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE 多例模式，每次使用都会生成新的实例bean
2. ConfigurableBeanFactory.SCOPE_SINGLETON 单例模式，默认行为，容器中只有一份实例
3. org.springframework.web.context.WebApplicationContext.SCOPE_REQUEST 生成bean的时机为request级别
4. org.springframework.web.context.WebApplicationContext.SCOPE_SESSION 生成bean的时机为session级别 每一次bean被使用时都会new一个新的实例，校验时调用多次context.getBean，即可观察到输出了多次构造方法的内容

@Component
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public class Cat {
    public Cat() {
        System.out.println("Cat is created");
    }
}

@DependsOn 指定依赖bean

效果等同于在xml的bean标签中配置depend-on属性，作用为确保在当前bean被创建前，依赖的bean已经被创建好了，因为没有办法保证Spring初始化bean的顺序，这个注解则可以确保在创建当前bean时，被依赖的bean一定会被先创建好。注解接受字符串数组，字符串为bean的name（在idea中可能会报红线，忽略即可）

@Component
@DependsOn("userDao")
public class UserService {
    @Autowired
    private UserDao userDao;
    
    public UserService(){
        System.out.println("UserService created");
    }
}

使用了注解后，可以确保创建UserService实例前，UserDao会被先创建

@ImportResource导入bean的配置文件

可用于使用注解方式的场景下，通过此注解进行配置文件配置，沿用上述xml讲解时编写的xml文件

@Configuration
@ImportResource("classpath:Application.xml")
public class BaseConfig {
}

效果等同于将xml文件中配置的bean编写在配置类中，classpath:表示检索当前目录下的classes目录

@Lazy 延迟初始化

效果等于同在xml的bean标签中配置lazy-init属性，可以让bean的初始化延迟，意思就是只有用到时再去初始化实例

1. 配合@Componet使用，则表示这个类延迟加载
2. 配合@Configuration使用，表示这个配置类中，所有带@Bean注解的bean延迟加载
3. 配合@Bean使用，表示当前被标注的bean延迟加载 检验方式很简单，给bean的构造方法添加一段log输出，默认情况下容器会初始化实例，log会输出，对比加了@Lazy的bean，没有被用到的bean的构造方法并没有被执行

@Lazy
@Configuration
public class BaseConfig {
    @Bean
    public String test() {
        return "test";
    }
    
    @Bean
    @Lazy(false)
    public String test2() {
        return "test2";
    }
}

如果这个配置类下的test bean没有被使用，则不会实例化，在bean上单独使用则优先级比配置类的高，test2 bean没有被使用也会被创建

end ：）