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：

        Spring：源码解读Spring IoC原理

        Spring中bean的作用域与生命周期

        Spring bean scopes: session and globalSession

        JAVA面试题：Spring中bean的生命周期

        Spring探秘|妙用BeanPostProcessor

        spring源码学习(1) –BeanDefinition学习

        Spring IoC容器初始化过程学习