Spring IOC浅析

简介: 依赖和依赖注入传统应用程序设计中所说的依赖一般指“类之间的关系”,那先让我们复习一下类之间的关系: 泛化:表示类与类之间的继承关系、接口与接口之间的继承关系; 实现:表示类对接口的实现; 依赖:当类与类之间有使用关系时就属于依赖关系,不同于关联关系,依赖不具有“拥有关系”,而是一种“相识关系”,只在某个特定地方(比如某个方法体内)才有关系。

依赖和依赖注入

传统应用程序设计中所说的依赖一般指“类之间的关系”,那先让我们复习一下类之间的关系:

 泛化:表示类与类之间的继承关系、接口与接口之间的继承关系;

 实现:表示类对接口的实现;

 依赖:当类与类之间有使用关系时就属于依赖关系,不同于关联关系,依赖不具有“拥有关系”,而是一种“相识关系”,只在某个特定地方(比如某个方法体内)才有关系。

 关联:表示类与类或类与接口之间的依赖关系,表现为“拥有关系”;具体到代码可以用实例变量来表示;

 聚合:属于是关联的特殊情况,体现部分-整体关系,是一种弱拥有关系;整体和部分可以有不一样的生命周期;是一种弱关联;

 组合:属于是关联的特殊情况,也体现了体现部分-整体关系,是一种强“拥有关系”;整体与部分有相同的生命周期,是一种强关联;

Spring IoC容器的依赖有两层含义:Bean依赖容器和容器注入Bean的依赖资源:

  • Bean依赖容器:也就是说Bean要依赖于容器,这里的依赖是指容器负责创建Bean并管理Bean的生命周期,正是由于由容器来控制创建Bean并注入依赖,也就是控制权被反转了,这也正是IoC名字的由来,此处的有依赖是指Bean和容器之间的依赖关系。

  • 容器注入Bean的依赖资源:容器负责注入Bean的依赖资源,依赖资源可以是Bean、外部文件、常量数据等,在Java中都反映为对象,并且由容器负责组装Bean之间的依赖关系,此处的依赖是指Bean之间的依赖关系,可以认为是传统类与类之间的“关联”、“聚合”、“组合”关系。

为什么要应用依赖注入,应用依赖注入能给我们带来哪些好处呢?

1、动态替换Bean依赖对象,程序更灵活:替换Bean依赖对象,无需修改源文件:应用依赖注入后,由于可以采用配置文件方式实现,从而能随时动态的替换Bean的依赖对象,无需修改java源文件;

2、更好实践面向接口编程,代码更清晰:在Bean中只需指定依赖对象的接口,接口定义依赖对象完成的功能,通过容器注入依赖实现;

3、更好实践优先使用对象组合,而不是类继承:因为IoC容器采用注入依赖,也就是组合对象,从而更好的实践对象组合。

依赖注入的三种方式

(1)接口注入
(2)Construct注入
(3)Setter注入

控制反转(IOC)与依赖注入(DI)是同一个概念,引入IOC的目的:

(1)脱开、降低类之间的耦合;
(2)倡导面向接口编程、实施依赖倒换原则;
(3)提高系统可插入、可测试、可修改等特性;

具体的做法:

(1)将bean之间的依赖关系尽可能的转换为关联关系;
(2)将对具体类的关联尽可能的转换为对Java interface的关联,而不是与具体服务对象相关联;
(3)Bean实例具体关联相关Java interface的哪个实现类的实例,在配置信息的元数据中描述;
(4)有IOC组件(或称容器)根据配置信息,实例化具体的bean类,将bean之间的依赖关系注入进来;

org.springframework.beans及org.springframework.context包是Spring IOC容器的基础。

Spring IOC概述

1、IOC容器就是一个管理Bean的工厂。
基础形态:BeanFactory
高级形态:ApplicationContext

ApplicationContext是BeanFactory的扩展,功能得到了进一步增强,比如更易与Spring AOP集成、消息资源处理(国际化处理)、事件传递及各种不同应用层的context实现(如针对web应用的WebApplicationContext)。

IoC容器负责容纳bean,并对bean进行管理。
在Spring中,BeanFactory是IoC容器的核心接口。它的职责包括: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。

2、IOC初始化步骤

(1)BeanDefinition的Resource定位:ResourceLoader完成资源定位

(2)载入;BeanDefinitionReader,将配置的bean抽象定义成BeanDefinition

(3)注册;BeanDefinitionRegisty,用HashMap管理BeanDefinition,并完成依赖关系的处理。

3、依赖注入,发生在第一次使用时getBean();会递归得到当前Bean依赖的Bean,同时触发对依赖的Bean的创建和注入;以此递归,直到完成和当前Bean相关的整个依赖链的注入。

4、IOC控制反转,依赖对象的获得,这个责任翻转交给了框架。

IOC实例化Java Bean的默认类SimpleInstantiationStrategy

1、通过JVM getDeclaredConstructor().newInstance()

2、通过CGLIB实例化对象。

IOC初始化步骤

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BeanFactory和FactoryBean的区别,简而言之,BeanFactory是加载的容器,加载一切的BEAN,而FactoryBean用于创建代理类。

循环依赖

循环依赖就是循环引用,就是两个或多个Bean相互之间的持有对方,比如CircleA引用CircleB,CircleB引用CircleC,CircleC引用CircleA,则它们最终反映为一个环。

此处不是循环调用。循环调用是无法解决的,除非有终结条件,否则就是死循环,最终导致内存溢出错误。

Spring容器循环依赖包括构造器循环依赖和setter循环依赖,那Spring容器如何解决循环依赖呢?

一、构造器循环依赖

表示通过构造器注入构成的循环依赖,此依赖是无法解决的,只能抛出BeanCurrentlyInCreationException异常表示循环依赖。

如在创建CircleA类时,构造器需要CircleB类,那将去创建CircleB,在创建CircleB类时又发现需要CircleC类,则又去创建CircleC,最终在创建CircleC时发现又需要CircleA;从而形成一个环,没办法创建。

Spring容器将每一个正在创建的Bean 标识符放在一个“当前创建Bean池”中,Bean标识符在创建过程中将一直保持在这个池中,因此如果在创建Bean过程中发现自己已经在“当前创建Bean池”里时将抛出BeanCurrentlyInCreationException异常表示循环依赖;而对于创建完毕的Bean将从“当前创建Bean池”中清除掉。

二、setter循环依赖:

表示通过setter注入方式构成的循环依赖。

对于setter注入造成的依赖,是通过Spring容器提前暴露刚完成构造器注入但未完成其他步骤(如setter注入)的Bean来完成的,而且只能解决单例作用域的Bean循环依赖。

对于“prototype”作用域Bean,Spring容器无法完成依赖注入,因为“prototype”作用域的Bean,Spring容器不进行缓存,因此无法提前暴露一个创建中的Bean。

延迟初始化Bean

延迟初始化也叫做惰性初始化,指不提前初始化Bean,而是只有在真正使用时才创建及初始化Bean。

配置方式很简单只需在<bean>标签上指定 “lazy-init” 属性值为“true”即可延迟初始化Bean。

Spring容器会在创建容器时提前初始化“singleton”作用域的Bean,“singleton”就是单例的意思即整个容器每个Bean只有一个实例,后边会详细介绍。Spring容器预先初始化Bean通常能帮助我们提前发现配置错误,所以如果没有什么情况建议开启,除非有某个Bean可能需要加载很大资源,而且很可能在整个应用程序生命周期中很可能使用不到,可以设置为延迟初始化。
延迟初始化的Bean通常会在第一次使用时被初始化;或者在被非延迟初始化Bean作为依赖对象注入时在会随着初始化该Bean时被初始化,因为在这时使用了延迟初始化Bean。

容器管理初始化Bean消除了编程实现延迟初始化,完全由容器控制,只需在需要延迟初始化的Bean定义上配置即可,比编程方式更简单,而且是无侵入代码的。

Bean的作用域

什么是作用域呢?即“scope”,在面向对象程序设计中一般指对象或变量之间的可见范围。而在Spring容器中是指其创建的Bean对象相对于其他Bean对象的请求可见范围。

Spring提供“singleton”和“prototype”两种基本作用域,另外提供“request”、“session”、“global session”三种web作用域;Spring还允许用户定制自己的作用域。

一、singleton:指“singleton”作用域的Bean只会在每个Spring IoC容器中存在一个实例,而且其完整生命周期完全由Spring容器管理。对于所有获取该Bean的操作Spring容器将只返回同一个Bean。

二、prototype:即原型,指每次向Spring容器请求获取Bean都返回一个全新的Bean,相对于“singleton”来说就是不缓存Bean,每次都是一个根据Bean定义创建的全新Bean。

Spring如何实现原型呢?
让我们来定义Bean“原型”:Bean定义,所有对象将根据Bean定义创建;这个所有Bean的通用“原型”在Spring中,其实就是BeanDefinition。

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