问：聊聊Spring IOC机制

一、IOC概述及作用

IOC（Inversion of Control） ：即控制反转，是一种设计思想，其核心是将对象的创建、赋值、管理等操作交给代码之外的容器来实现。在传统的编程模式中，对象的创建和依赖关系的管理通常由程序员手动完成，例如使用new关键字创建对象，通过setXxx()方法设置属性值。这种方式存在高耦合、不易维护和扩展的问题。而IOC通过引入一个"第三方"------IOC容器，将对象的控制权交给容器，从而实现了对象之间的解耦，提高了程序的可扩展性和可维护性。

二、Spring IOC机制详解

Spring框架通过IOC机制实现了对象的管理和依赖注入，其核心组件包括Spring容器和配置文件（或注解）。

1. Spring容器

Spring容器是Spring框架的核心，它负责对象的创建、配置、组装和管理。Spring容器提供了两种类型的容器：BeanFactory和ApplicationContext。其中，ApplicationContext是BeanFactory的子接口，提供了更多的功能，如事件发布、国际化支持等。

Spring容器在启动时会读取配置文件或注解，根据配置创建和管理对象。当需要获取对象时，可以从容器中通过getBean()方法获取。

2. 配置文件

在Spring框架中，通常使用XML文件作为配置文件来定义和管理对象。配置文件中通过<bean>标签来声明对象，包括对象的ID、类名、作用域、初始化方法、销毁方法等属性。

例如：

xml 复制代码

<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="userDao" class="com.example.dao.UserDaoImpl"/>
    <bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl"/>

</beans>

在上面的配置文件中，定义了两个对象userDao和userService，分别对应UserDaoImpl和UserServiceImpl类。

3. 依赖注入

依赖注入（Dependency Injection，DI）是IOC的一种实现方式，它允许程序员在代码中声明依赖关系，而由容器在运行时动态地将依赖注入到对象中。Spring框架支持三种依赖注入的方式：构造方法注入、set方法注入和接口注入（不常用）。

构造方法注入：通过构造方法传递依赖对象。这种方式要求被注入的类有对应的构造方法。

例如：

java 复制代码

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserDao userDao;

    public UserServiceImpl(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

    @Override
    public void saveService() {
        userDao.save();
        System.out.println("userService save method running...");
    }
}

在配置文件中，需要指定构造方法的参数：

xml 复制代码

<bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
    <constructor-arg ref="userDao"/>
</bean>

set方法注入：通过setter方法传递依赖对象。这种方式要求被注入的类有对应的setter方法。

例如：

java 复制代码

public class UserServiceImpl implements UserService {
    private UserDao userDao;

    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

    @Override
    public void saveService() {
        userDao.save();
        System.out.println("userService save method running...");
    }
}

在配置文件中，通过<property>标签指定setter方法的参数：

xml 复制代码

<bean id="userService" class="com.example.service.UserServiceImpl">
    <property name="userDao" ref="userDao"/>
</bean>

接口注入：不常用，且Spring框架不推荐使用。

三、Spring IOC使用

下面通过一个示例来说明Spring IOC的使用。

1. 创建Maven工程并引入依赖

首先，创建一个Maven工程，并在pom.xml文件中引入Spring框架的依赖。

xml 复制代码

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>5.3.13</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

2. 创建实体类、Dao接口及实现类

创建一个Student实体类，一个StudentDao接口及其实现类StudentDaoImpl。

java 复制代码

// Student实体类
package com.example.pojo;

public class Student {
    private int id;
    private String name;
    private String address;

    // 构造方法、getter和setter方法省略
}

// StudentDao接口
package com.example.dao;

import com.example.pojo.Student;

public interface StudentDao {
    Student findById(int id);
}

// StudentDao实现类
package com.example.dao;

import com.example.pojo.Student;

public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
    @Override
    public Student findById(int id) {
        return new Student(id, "程序员", "北京");
    }
}

3. 编写XML配置文件

在src/main/resources目录下创建一个applicationContext.xml文件，并配置StudentDao和StudentService对象。

xml 复制代码

<?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="studentDao" class="com.example.dao.StudentDaoImpl"/>

</beans>

4. 测试从Spring容器获取对象

编写一个测试类来测试从Spring容器中获取对象并调用其方法。

java 复制代码

package com.example;

import com.example.dao.StudentDao;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class SpringTest {

    @Test
    public void testIOC() {
        // 1. 创建Spring容器对象
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

        // 2. 从容器中获取StudentDao对象
        StudentDao studentDao = (StudentDao) applicationContext.getBean("studentDao");

        // 3. 调用StudentDao对象的方法
        Student student = studentDao.findById(1);
        System.out.println(student);
    }
}

5. 运行测试

运行测试类SpringTest中的testIOC方法，观察输出结果。如果一切正常，将会看到从StudentDaoImpl中返回的Student对象的信息。

四、Spring IOC机制解析

Spring IOC机制的底层实现依赖于Spring容器，而Spring容器本质上是一个对象工厂。在Spring框架中，BeanFactory接口是Spring容器的核心接口，它提供了获取Bean的基本功能。ApplicationContext接口是BeanFactory接口的子接口，提供了更多的功能，如事件发布、国际化支持等。

在Spring容器启动时，会读取配置文件或注解，解析并注册Bean定义。当需要获取Bean时，Spring容器会根据Bean的定义创建Bean实例，并注入依赖关系。这个过程涉及到多个类的协同工作，包括BeanDefinitionReader、BeanDefinitionRegistry、BeanFactoryPostProcessor、BeanPostProcessor等。

具体来说，Spring容器的工作流程大致如下：

Bean定义的读取和注册 ：Spring容器通过BeanDefinitionReader读取配置文件或注解，将Bean定义注册到BeanDefinitionRegistry中。
Bean定义的解析：在Bean定义注册完成后，Spring容器会对Bean定义进行解析，包括解析Bean的依赖关系、初始化方法等。
Bean的创建和依赖注入 ：当需要获取Bean时，Spring容器会根据Bean的定义创建Bean实例，并注入依赖关系。这个过程涉及到BeanWrapper、PropertyEditor等类的协同工作。
Bean的初始化：在Bean创建完成后，Spring容器会调用Bean的初始化方法（如果有的话），完成Bean的初始化工作。
Bean的销毁：当Spring容器关闭时，会调用Bean的销毁方法（如果有的话），完成Bean的销毁工作。

五、总结

Spring IOC机制是Spring框架的核心之一，它通过引入IOC容器实现了对象的管理和依赖注入，降低了程序的耦合度，提高了程序的可扩展性和可维护性。通过配置文件或注解，程序员可以声明对象及其依赖关系，而由Spring容器在运行时动态地创建和管理对象。Spring IOC机制的底层实现依赖于Spring容器和多个类的协同工作，包括Bean定义的读取和注册、Bean定义的解析、Bean的创建和依赖注入、Bean的初始化和销毁等步骤。
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