Spring:Ioc和DI

一、摘要

        本文为作者搜集的Spring关于IoC/DI相关知识的记录整理笔记。介绍了IoC(控制反转)是一种设计原则,用于降低代码的耦合度。介绍了IoC是通过BeanDefinition来定义Bean对象及其关系,用BeanFactory来管理Bean的生命周期。
 

二、什么是IoC/DI

        IoC,全称Inversion of Control,控制反转,是面向对象编程中的一种设计原则,这种设计可以减低计算机代码之间的耦合度。
        通过IoC,对象在创建的时候,就不需要调用方用new的方式来创建实例,而是由外部系统创建对象实例,并把对象引用传递给调用方。
        IoC的实现方式有DI(Dependency Injection,依赖注入)和DL(Dependency Lookup,依赖查找),其中在Spring中DI就是由Spring框架负责创建实例,并把注入到调用方对象中,如图1。
(图1、IoC示意图)
 

三、Spring IoC体系结构

        IoC容器用来完成对象的创建和依赖管理,对象和对象关系可以使用XML文件、注解来描述。
         Spring框架中,对象的创建可以看BeanFactory,对象及其关系的定义可以看BeanDefinition。

        1、BeanFactory

(图2、BeanFactory类继承图)
 
        这是一个工厂模式,BeanFactory对IoC基本容器的基本行为作了定义,但不负责实现。Spring提供了若干个IoC容器的,有:XmlBeanFactory、ClassPathXmlApplicationContext
        BeanFactory定义了Spring Bean获取及其相关的方法,如下:
        getBean – 根据Bean名称或类对象获取Bean实例
        getAliases – 根据Bean名称获取别名列表
        getType – 根据Bean名称获取Bean类对象
        isPrototype – 判断Bean是否属于原型模式
        isSingleton – 判断Bean是否属于单例模式
        isTypeMatch – 判断类对象是否与Bean类型匹配上

        2、BeanDefinition

        BeanDefinition是用来定义Bean的一个接口,是Bean对象的抽象数据结构,其包括了构造器参数、属性参数以及其它具体的参数。
 

四、IoC容器的初始化及Bean的作用域及其生命周期

        1、IoC容器的初始化

        三个基本过程:资源定位、载入、注册;
        (1)Resource定位:Bean的定义文件定位
        (2)载入:将Resource定位好的资源载入到BeanDefinition
        (3)注册:将BeanDefinition注册到容器中
        Spring会将资源定位成为Resource对象,BeanDefinition会读取Resource形成BeanDefinition对象。最终BeanDefinition会和beanName、Alias一同封装到BeanDefinitionHolder类中,注册到BeanFactory的实现类(DefaultListtableBeanFactory.beanDefinitionMap)中。
        Spring容器会根据注册的BeanDefinition信息将Bean进行实例化。

        2、Bean的生命周期

        这里讲Bean的生命周期,了解Bean的生命周期,可以根据自己的需要,在不同阶段做一些定制处理。
        Bean的生命周期线索:实例化、初始化、使用、销毁
 
        示意图:
(图3、Bean的生命周期)
 
        具体如下:
         — 实例化 —
        (1)Bean实例化
 
        — 初始化 —(各种Aware接口)
        (2)属性注入
        (3)设置Bean的名称(BeanNameAware.setBeanFactory())
        描述:如果Bean实现了BeanNameAware接口,工厂会调用该方法传递Bean的ID
        (4)设置BeanFactory?(BeanFactoryAware.setBeanFactory)
        描述:如果Bean实现了BeanFactoryAware接口,工厂会调用该方法传递工厂本身
        (5)调用BeanPostProcessor前置处理方法(BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization())
        描述:如果有BeanPostProcessor和该Bean关联(注意是关联,即不需要该Bean去实现BeanPostProcessor接口),则postProcessBeforeInitialization会被调用
        用途:1、进行AB测试时,可以在此处做路由;2、进行密文转明文处理;
        (6)调用属性设置后置处理方法(InitializingBean.afterPropertiesSet())
        描述:如果Bean实现了InitializingBean接口,工厂会执行afterPropertiesSet方法内容
        (7)调用定制的初始化方法(init-method属性)
        描述:执行Bean的init-method属性定义的方法
        (8)调用BeanPostProcessor后置处理方法(BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization())
        描述:如果有BeanPostProcessor和该Bean关联(同(5)),则postProcessAfterInitialization会被调用
 
         — 使用 —
        (9)这一步Bean已经可以被使用了,如果容器被关闭,则继续下一步
 
         — 销毁 —
        (10)调用方法DisposableBean.destroy()
        描述:如果Bean实现了DisposableBean接口,则destroy方法会被调用
        (11)调用定制的销毁方法(destroy-method)
        描述:执行Bean的destroy-method属性定义的方法

        3、Bean的作用域

        Bean由IoC容器进行管理的对象,每个作用域的总结如下:
类别
说明
应用
singleton
默认为单例模式,在Spring IoC容器中仅存在一个Bean实例。
无状态Bean
prototype
每次从容器中调用Bean,都返回一个新的实例。
有状态Bean
request
每次Http请求都会创建一个新的Bean(仅限WebApplicationContext环境)
创建的Bean仅当前Http请求有效。
session
Http Session共享一个Bean(仅限WebApplicationContext环境)
创建的Bean仅当前Http Session有效。
globalSession
一般用于Portlet应用环境(仅限WebApplicationContext环境)
不知道有什么鬼用
 

五、总结

        1、IoC是一种设计原则,能降低代码耦合度,由IoC容器负责Bean的创建并提供给调用者使用,其实现方式是DI,依赖注入;
        2、BeanDefinition保存Bean的元数据信息,是用来定义Bean及其之间的关系;
        3、BeanFactory负责Bean的创建和销毁,管理Bean的生命周期;
        4、Bean的生命周期线索为:实例化、初始化、使用、销毁;
        5、Bean的作用域有:singleton、prototype、request、session、globalSession;
 
参考资料:

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