Spring IoC容器

IoC容器替代了传统的new方式初始化对象，通过读取在XML文件中配置的Bean定义，自动创建并管理容器的Bean实例及其生命周期。
可以在Bean的定义中进行依赖对象的配置，降低对象之间的耦合程度，以达到解耦的效果。
Spring提供了多种依赖注入方式，包括构造函数注入和设置值注入。

1.IoC与DI简介

IoC(Inversion of Control，控制反转)是一种编程思想，或者说设计模式。IoC模式将耦合从代码中移出去，放入配置中，如XML文件，容器在启动时依据依赖配置生成依赖对象并注入。使用IoC容器后，代码从内部的耦合转到外部容器，解耦性更高，也更灵活。
控制权的转移，即控制反转，就是指依赖对象创建的控制权从应用程序本身转移到外部容器。控制反转的实现策略：

依赖查找（Dependency Lookup）：首先需要将依赖或服务进行注册，然后通过容器提供的API来查找依赖对象和资源。
依赖注入（Dependency Injection，简称DI）：依赖对象通过注入进行创建，由容器负责组件的创建和注入。根据配置将符合依赖关系的对象传递给需要的对象。两种常见依赖注入方式：
- 属性注入
- 构造器注入

DI是IoC这种设计思想的一种实现。控制反转乃至依赖注入的目的并不是提升系统性能，而是提升组件重用性与系统的可维护性。

2.Spring容器初始化

Spring IoC容器用来创建和管理类的实例称为Bean，根据Bean的配置可以使用BeanFactory创建和管理Bean实例。
Spring容器最重要的作用就是根据配置注入依赖对象。

BeanFactory和ApplicationContext是Spring进行对象管理的两个主要接口。ApplicationContext继承自BeanFactory，除了基本的对象管理之外，还提供了应用程序所需要的其他上下文信息。

BeanFactory位于org.springframework.beans包中；
ApplicationContext位于org.springframework.context包中。
下面主要介绍ApplicationContext的初始化方式。

2.1 ApplicationContext初始化方式

ClassPathXmlApplicationContext是从类的根路径开始获取XML的配置文件；
FileSystemXmlApplicationContext是默认从项目根路径查找配置文件。

在Spring中。使用“classpath:”来表示类的根路径，如果加上*号，即“classpath * :”则除了自身的类路径之外，同时也会查找依赖库（.jar）下的目录。对于不同的配置文件位置，容器的初始化方法如下：
（1）配置文件位于项目的类的根路径下

//方式1：使用类路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
//方式2：使用文件路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");

（2）配置文件位于类的根路径的子目录下

//方式1：使用类路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("first/second/applicationContext.xml");
//方式2：使用文件路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("classpath:first/second/applicationContext.xml");

（3）配置文件位于项目的根路径下

//使用文件路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("applicationContext.xml");

（4）配置文件位于项目的根路径的子目录下，如config目录下

//使用文件路径应用上下文初始化类
ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("config/applicationContext.xml");

（5）使用file协议访问方式

ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("file://D:/Software/Eclipse/Eclipse-workspace/first/config/applicationContext.xml");

（6）动态加载Bean

GenericApplicationContext context = new GenericApplicationContext();
new XmlBeanDefinitionReader(context).loadBeanDefinitions("services.xml","daos.xml");
context.refresh();

若配置文件最终位于类路径下，建议使用ClassPathXmlApplicationContext；

若配置文件和源代码文件分开，位于项目的其他路径，建议使用FileSystemXmlApplicationContext。

2.2 Spring基于XML的配置文件结构

一个简单的XML配置文件结构如下所示：

<?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="helloWorld" class="first.HelloWorld"></bean>
 
</beans>

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>表示XML的版本和编码，供XML解析器使用
根元素是< beans>,通过< beans>元素的属性定义对根元素下子元素的定义进行规范，< beans>的基本属性包括xmlns、xmlns:xsi、xsi:schemaLocation.
xmlns是XML Namespace的缩写，即XML命名空间，为了解决XML元素重名的问题，类似于Java中类的包名的作用。xmlns定义了默认的命名空间。
xmlns:xsi表示使用xsi作为前缀的命名空间，这个属性是为了下面的xsi:schemaLocation的定义。
xsi:schemaLocation用于定义命名空间和对应的XSD（XML结构定义）文档的位置关系，两者是成对配置的。Schema处理器将从指定的位置读取Schema文档，根据描述的文档结构验证XML文件是否符合规范。

2.3 Bean的配置方式

Bean的配置方式就是直接在根元素< beans>下增加< bean>的子元素，配置示例如下：

<bean id="helloWorld" class="first.HelloWorld"/>

一个Bean元素包含两个基本属性：class、id。

class的值是包含包名的全路径类名，必须是类不能使用接口；
id属性给这个类的实例一个标识，方便容器和程序查找使用。

若不设定id的属性和值，容器默认以类名的首字母小写作为标识，上例中设置id为helloWorld和不设定id的效果是一样的。

2.4 容器的关闭

对于非Web应用，建议使用close()方法关闭容器。
close()方法是AbstractApplicationContext抽象类才开始具有的。其初始化和关闭代码如下：

AbstractApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-beans.xml");
context.close();

在实际场景中，可能遇到RuntimeException异常关闭或者使用操作系统强制关闭。这时可以使用关闭钩子（ShutdownHook），注册关闭钩子只需加入以下代码，其中registerShutdownHook()也是AbstractApplicationContext抽象类才具有的：

context.registerShutdownHook()

3.依赖注入方式

依赖关系注入使用配置的方式，而不是固定写在代码里，来实现系统的解耦，有构造函数注入和设置值注入两种常见方式。

3.1构造函数注入

<?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">

	<!-- 用户数据访问对象bean -->
	<bean id="userDao" class="learning.UserDao" />
	<!-- 用户服务 -->
	<bean id="userService" class="learning.UserService">
		<constructor-arg><!-- 构造参数注入 -->
			<ref bean="userDao" />
		</constructor-arg>
	</bean>
</beans>

其中，constructor-arg的子元素配置可简写为< constructor-arg ref=“userDao” />

3.2设置值注入

在配置文件中使用< bean>元素的property子元素注入依赖对象，name对应bean类中的属性名，ref设置为依赖bean的id

<?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">
	<!-- 用户数据访问对象bean -->
	<bean id="userDao" class="learning.UserDao" />
	<bean id="userService" class="learning.UserService">
		<property name="userDao" ref="userDao" /> <!--属性注入依赖-->
	</bean>
</beans>