3. IOC相关内容

1. bean 相关配置

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对于 bean 的配置中，主要会讲解​bean基础配置​,bean的别名配置​,bean的作用范围配置​(重点),这三部分内容：

1.1 bean 基础配置(id 与 class)

bean 标签的功能如图：

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这其中需要大家重点掌握的是:bean 标签的 id 和 class 属性的使用。

思考：

• class 属性能不能写接口如​BookDao​ 的类全名呢?

答案肯定是不行，因为接口是没办法创建对象的。

• 前面提过为 bean 设置 id 时，id 必须唯一，但是如果由于命名习惯而产生了分歧后，该如何解决?

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1.2 bean 的 name 属性

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步骤 1：配置别名

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打开 spring 的配置文件 applicationContext.xml

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<?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">

    <!--name:为bean指定别名，别名可以有多个，使用逗号，分号，空格进行分隔-->
    <bean id="bookService" name="service service4 bookEbi" class="com.itheima.service.impl.BookServiceImpl">
        <property name="bookDao" ref="bookDao"/>
    </bean>

    <!--scope：为bean设置作用范围，可选值为单例singloton，非单例prototype-->
    <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl"/>
</beans>

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说明:Ebi 全称 Enterprise Business Interface，翻译为企业业务接口

步骤 2:根据名称容器中获取 bean 对象

public class AppForName {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        //此处根据bean标签的id属性和name属性的任意一个值来获取bean对象
        BookService bookService = (BookService) ctx.getBean("service4");
        bookService.save();
    }
}

步骤 3:运行程序

注意事项 :

• bean 依赖注入的 ref 属性指定 bean，必须在容器中存在

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• 如果不存在,则会报错，如下:

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获取 bean 无论是通过 id 还是 name 获取，如果无法获取到，将抛出异常NoSuchBeanDefinitionException

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1.3 bean 作用范围 scope 配置

关于 bean 的作用范围是 bean 属性配置的一个重点内容。

看到这个作用范围，我们就得思考 bean 的作用范围是来控制 bean 哪块内容的?

我们先来看下​bean作用范围的配置属性​:

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1.3.1 验证 IOC 容器中对象是否为单例

验证思路

同一个 bean 获取两次，将对象打印到控制台，看打印出的地址值是否一致。

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具体实现

• 创建一个 AppForScope 的类，在其 main 方法中来验证

  public class AppForScope {
      public static void main(String[] args) {
          ApplicationContext ctx = new
              ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
  
          BookDao bookDao1 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
          BookDao bookDao2 = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
          System.out.println(bookDao1);
          System.out.println(bookDao2);
      }
  }
  

• 打印，观察控制台的打印结果

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• 结论:默认情况下，Spring 创建的 bean 对象都是单例的

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1.3.2 配置 bean 为非单例

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在 Spring 配置文件中，配置 scope 属性来实现 bean 的非单例创建

• 在 Spring 的配置文件中，修改​<bean>​ 的 scope 属性

  <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" scope=""/>
  

• 将 scope 设置为​singleton​

  <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" scope="singleton"/>
  

  运行 AppForScope，打印看结果

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• 将 scope 设置为​prototype​

  <bean id="bookDao" name="dao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl" scope="prototype"/>
  

  运行 AppForScope，打印看结果

  ​​​​

• 结论，使用 bean 的​scope​ 属性可以控制 bean 的创建是否为单例：

  • ​singleton​ 默认为单例
  • ​prototype​ 为非单例

1.3.3 scope 使用后续思考

介绍完​scope​ 属性以后，我们来思考几个问题:

• 为什么 bean 默认为单例?

  • bean 为单例的意思是在 Spring 的 IOC 容器中只会有该类的一个对象
  • bean 对象只有一个就避免了对象的频繁创建与销毁，达到了 bean 对象的复用，性能高

• bean 在容器中是单例的，会不会产生线程安全问题?

  • 如果对象是有状态对象，即该对象有成员变量可以用来存储数据的，
  • 因为所有请求线程共用一个 bean 对象，所以会存在线程安全问题。
  • 如果对象是无状态对象，即该对象没有成员变量没有进行数据存储的，
  • 因方法中的局部变量在方法调用完成后会被销毁，所以不会存在线程安全问题。

• 哪些 bean 对象适合交给容器进行管理?

  • 表现层对象
  • 业务层对象
  • 数据层对象
  • 工具对象

• 哪些 bean 对象不适合交给容器进行管理?

  • 封装实例的域对象，因为会引发线程安全问题，所以不适合。

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2. bean 的实例化

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对象已经能交给 Spring 的 IOC 容器来创建了，但是容器是如何来创建对象的呢?

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就需要研究下​bean的实例化过程​，在这块内容中主要解决两部分内容，分别是

• bean 是如何创建的
• 实例化 bean 的三种方式，​构造方法​,静态工厂​ 和实例工厂​

在讲解这三种创建方式之前，我们需要先确认一件事:

bean 本质上就是对象，对象在 new 的时候会使用构造方法完成，那创建 bean 也是使用构造方法完成的。

基于这个知识点出发，我们来验证 spring 中 bean 的三种创建方式，

2.1 构造方法实例化

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在上述的环境下，我们来研究下 Spring 中的第一种 bean 的创建方式​构造方法实例化​:

步骤 1:准备需要被创建的类

准备一个 BookDao 和 BookDaoImpl 类

public interface BookDao {
    public void save();
}

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

步骤 2:将类配置到 Spring 容器

<?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="bookDao" class="com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl"/>

</beans>

步骤 3:编写运行程序

public class AppForInstanceBook {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        BookDao bookDao = (BookDao) ctx.getBean("bookDao");
        bookDao.save();

    }
}

步骤 4:类中提供构造函数测试

在 BookDaoImpl 类中添加一个无参构造函数，并打印一句话，方便观察结果。

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    public BookDaoImpl() {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，如果控制台有打印构造函数中的输出，说明 Spring 容器在创建对象的时候也走的是构造函数

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步骤 5:将构造函数改成 private 测试

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    private BookDaoImpl() {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，能执行成功,说明内部走的依然是构造函数,能访问到类中的私有构造方法,显而易见 Spring 底层用的是反射

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步骤 6:构造函数中添加一个参数测试

public class BookDaoImpl implements BookDao {
    private BookDaoImpl(int i) {
        System.out.println("book dao constructor is running ....");
    }
    public void save() {
        System.out.println("book dao save ...");
    }

}

运行程序，

程序会报错，说明 Spring 底层使用的是类的无参构造方法。

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2.2 分析 Spring 的错误信息

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接下来，我们主要研究下 Spring 的报错信息来学一学如阅读。

• 错误信息从下往上依次查看，因为上面的错误大都是对下面错误的一个包装，最核心错误是在最下面

• Caused by: java.lang.NoSuchMethodException: com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.​<init>​()

  • Caused by 翻译为​引起​，即出现错误的原因
  • java.lang.NoSuchMethodException:抛出的异常为​没有这样的方法异常​
  • com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.​<init>​():哪个类的哪个方法没有被找到导致的异常，<init>​()指定是类的构造方法，即该类的无参构造方法

如果最后一行错误获取不到错误信息，接下来查看第二层:

Caused by: org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found; nested exception is java.lang.NoSuchMethodException: com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.​<init>​()

• nested:嵌套的意思，后面的异常内容和最底层的异常是一致的

• Caused by: org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found;

  • Caused by:​引发​
  • BeanInstantiationException:翻译为​bean实例化异常​
  • No default constructor found:没有一个默认的构造函数被发现

看到这其实错误已经比较明显，给大家个练习，把倒数第三层的错误分析下吧:

Exception in thread "main" org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'bookDao' defined in class path resource [applicationContext.xml]: Instantiation of bean failed; nested exception is org.springframework.beans.BeanInstantiationException: Failed to instantiate [com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl]: No default constructor found; nested exception is java.lang.NoSuchMethodException: com.itheima.dao.impl.BookDaoImpl.​<init>​()。

至此，关于 Spring 的构造方法实例化就已经学习完了，因为每一个类默认都会提供一个无参构造函数，所以其实真正在使用这种方式的时候，我们什么也不需要做。这也是我们以后比较常用的一种方式。

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2.3 静态工厂实例化

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2.3.1 工厂方式创建 bean

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在讲这种方式之前，我们需要先回顾一个知识点是使用工厂来创建对象的方式:

(1)准备一个 OrderDao 和 OrderDaoImpl 类

public interface OrderDao {
    public void save();
}

public class OrderDaoImpl implements OrderDao {
    public void save() {
        System.out.println("order dao save ...");
    }
}

(2)创建一个工厂类 OrderDaoFactory 并提供一个静态方法

//静态工厂创建对象
public class OrderDaoFactory {
    public static OrderDao getOrderDao(){
        return new OrderDaoImpl();
    }
}

(3)编写 AppForInstanceOrder 运行类，在类中通过工厂获取对象

public class AppForInstanceOrder {
    public static void main(String[] args) {
        //通过静态工厂创建对象
        OrderDao orderDao = OrderDaoFactory.getOrderDao();
        orderDao.save();
    }
}

(4)运行后，可以查看到结果

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如果代码中对象是通过上面的这种方式来创建的，如何将其交给 Spring 来管理呢?

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2.3.2 静态工厂实例化

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就要用到 Spring 中的静态工厂实例化的知识了，具体实现步骤为:

(1)在 spring 的配置文件 application.properties 中添加以下内容:

<bean id="orderDao" class="com.itheima.factory.OrderDaoFactory" factory-method="getOrderDao"/>

class:工厂类的类全名

factory-mehod:具体工厂类中创建对象的方法名

对应关系如下图:

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(2)在 AppForInstanceOrder 运行类，使用从 IOC 容器中获取 bean 的方法进行运行测试

public class AppForInstanceOrder {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

        OrderDao orderDao = (OrderDao) ctx.getBean("orderDao");

        orderDao.save();

    }
}

(3)运行后，可以查看到结果

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看到这，可能有人会问了，你这种方式在工厂类中不也是直接 new 对象的，和我自己直接 new 没什么太大的区别，而且静态工厂的方式反而更复杂，这种方式的意义是什么?

主要的原因是:

• 在工厂的静态方法中，我们除了 new 对象还可以做其他的一些业务操作，这些操作必不可少,如:

public class OrderDaoFactory {
    public static OrderDao getOrderDao(){
        System.out.println("factory setup....");//模拟必要的业务操作
        return new OrderDaoImpl();
    }
}

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2.4 实例工厂与 FactoryBean

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2.4.1 环境准备

(1)准备一个 UserDao 和 UserDaoImpl 类

public interface UserDao {
    public void save();
}

public class UserDaoImpl implements UserDao {

    public void save() {
        System.out.println("user dao save ...");
    }
}

(2)创建一个工厂类 OrderDaoFactory 并提供一个普通方法，注意此处和静态工厂的工厂类不一样的地方是方法不是静态方法

public class UserDaoFactory {
    public UserDao getUserDao(){
        return new UserDaoImpl();
    }
}

(3)编写 AppForInstanceUser 运行类，在类中通过工厂获取对象

public class AppForInstanceUser {
    public static void main(String[] args) {
        //创建实例工厂对象
        UserDaoFactory userDaoFactory = new UserDaoFactory();
        //通过实例工厂对象创建对象
        UserDao userDao = userDaoFactory.getUserDao();
        userDao.save();
}

(4)运行后，可以查看到结果

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实例工厂实例化的方式就已经介绍完了，配置的过程还是比较复杂，所以 Spring 为了简化这种配置方式就提供了一种叫​FactoryBean​ 的方式来简化开发。

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2.4.2 FactoryBean 的使用

具体的使用步骤为:

(1)创建一个 UserDaoFactoryBean 的类，实现 FactoryBean 接口，重写接口的方法

public class UserDaoFactoryBean implements FactoryBean<UserDao> {
    //代替原始实例工厂中创建对象的方法
    public UserDao getObject() throws Exception {
        return new UserDaoImpl();
    }
    //返回所创建类的Class对象
    public Class<?> getObjectType() {
        return UserDao.class;
    }
}

(2)在 Spring 的配置文件中进行配置

<bean id="userDao" class="com.itheima.factory.UserDaoFactoryBean"/>

(3)AppForInstanceUser 运行类不用做任何修改，直接运行

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这种方式在 Spring 去整合其他框架的时候会被用到，所以这种方式需要大家理解掌握。

查看源码会发现，FactoryBean 接口其实会有三个方法，分别是:

T getObject() throws Exception;

Class<?> getObjectType();

default boolean isSingleton() {
        return true;
}

方法一:getObject()，被重写后，在方法中进行对象的创建并返回

方法二:getObjectType(),被重写后，主要返回的是被创建类的 Class 对象

方法三:没有被重写，因为它已经给了默认值，从方法名中可以看出其作用是设置对象是否为单例，默认 true，从意思上来看，我们猜想默认应该是单例，如何来验证呢?

思路很简单，就是从容器中获取该对象的多个值，打印到控制台，查看是否为同一个对象。

public class AppForInstanceUser {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext ctx = new
            ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        UserDao userDao1 = (UserDao) ctx.getBean("userDao");
        UserDao userDao2 = (UserDao) ctx.getBean("userDao");
        System.out.println(userDao1);
        System.out.println(userDao2);
    }
}

打印结果，如下:

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从结果中可以看出现在已经是非单例了，但是一般情况下我们都会采用单例，也就是采用默认即可。所以 isSingleton()方法一般不需要进行重写。

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2.5 bean 实例化小结

通过这一节的学习，需要掌握:

(1)bean 是如何创建的呢?

构造方法

(2)Spring 的 IOC 实例化对象的三种方式分别是:

• 构造方法(常用)

• 静态工厂(了解)

• 实例工厂(了解)

  • FactoryBean(实用)

这些方式中，重点掌握​构造方法​ 和FactoryBean​ 即可。

需要注意的一点是，构造方法在类中默认会提供，但是如果重写了构造方法，默认的就会消失，在使用的过程中需要注意，如果需要重写构造方法，最好把默认的构造方法也重写下。

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3. bean 的生命周期

关于 bean 的相关知识还有最后一个是​bean的生命周期​,对于生命周期，我们主要围绕着bean生命周期控制​ 来讲解:

• 首先理解下什么是生命周期?

  • 从创建到消亡的完整过程,例如人从出生到死亡的整个过程就是一个生命周期。

• bean 生命周期是什么?

  • bean 对象从创建到销毁的整体过程。

• bean 生命周期控制是什么?

  • 在 bean 创建后到销毁前做一些事情。

现在我们面临的问题是如何在 bean 的创建之后和销毁之前把我们需要添加的内容添加进去。

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3.1 生命周期小结

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(1)关于 Spring 中对 bean 生命周期控制提供了两种方式:

• 在配置文件中的 bean 标签中添加​init-method​ 和destroy-method​ 属性
• 类实现​InitializingBean​ 与DisposableBean​ 接口，这种方式了解下即可。

(2)对于 bean 的生命周期控制在 bean 的整个生命周期中所处的位置如下:

• 初始化容器

  • 1.创建对象(内存分配)
  • 2.执行构造方法
  • 3.执行属性注入(set 操作)
  • 4.执行 bean 初始化方法

• 使用 bean

  • 1.执行业务操作

• 关闭/销毁容器

  • 1.执行 bean 销毁方法

(3)关闭容器的两种方式:

• ConfigurableApplicationContext 是 ApplicationContext 的子类

  • close()方法
  • registerShutdownHook()方法