【第二章】 IoC 之 2.2 IoC 容器基本原理 ——跟我學Spring3

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2.2.1  IoC容器的概念

IoC容器就是具有依賴注入功能的容器，IoC容器負責實例化、定位、配置應用程序中的對象及建立這些對象間的依賴。應用程序無需直接在代碼中new相關的對象，應用程序由IoC容器進行組裝。在Spring中BeanFactory是IoC容器的實際代表者。

Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的對象呢？這就需要配置文件，Spring IoC容器通過讀取配置文件中的配置元數據，通過元數據對應用中的各個對象進行實例化及裝配。一般使用基於xml配置文件進行配置元數據，而且Spring與配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式進行配置元數據，比如註解、基於java文件的、基於屬性文件的配置都可以。

那Spring IoC容器管理的對象叫什麼呢？

2.2.2  Bean的概念

由IoC容器管理的那些組成你應用程序的對象我們就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、裝配及管理的對象，除此之外，bean就與應用程序中的其他對象沒有什麼區別了。那IoC怎樣確定如何實例化Bean、管理Bean之間的依賴關係以及管理Bean呢？這就需要配置元數據，在Spring中由BeanDefinition代表，後邊會詳細介紹，配置元數據指定如何實例化Bean、如何組裝Bean等。概念知道的差不多了，讓我們來做個簡單的例子。

2.2.3  Hello World

一、配置環境：

  JDK安裝：安裝最新的JDK，至少需要Java 1.5及以上環境；

   開發工具：SpringSource Tool Suite，簡稱STS，是個基於Eclipse的開發環境，用以構建Spring應用，其最新版開始支持Spring 3.0及OSGi開發工具，但由於其太龐大，很多功能不是我們所必需的所以我們選擇Eclipse+ SpringSource Tool插件進行Spring應用開發；到eclipse官網下載最新的Eclipse，注意我們使用的是Eclipse IDE for Java EE Developers（eclipse-jee-helios-SR1）；

安裝插件：啓動Eclipse，選擇Help->Install New Software，如圖2-3所示：

 

 

如圖2-3

2、首先安裝SpringSource Tool Suite插件依賴，如圖2-4:

Name爲：SpringSource Tool Suite Dependencies

Location爲：http://dist.springsource.com/release/TOOLS/composite/e3.6

 

圖2-4安裝

3、安裝SpringSource Tool Suite插件，只需安裝如圖2-5所選中的就可以：

Name爲：SpringSource Tool Suite

Location爲：http://dist.springsource.com/release/TOOLS/update/e3.6

 

圖2-5安裝

4、安裝完畢，開始項目搭建吧。

Spring 依賴：本書使用spring-framework-3.0.5.RELEASE。

spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip表示此壓縮包帶有文檔的；

spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip表示此壓縮包中是spring的依賴jar包，所以需要什麼依賴從這裏找就好了；

下載地址：http://www.springsource.org/download

二、開始Spring Hello World之旅

1、準備需要的jar包

  核心jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip中dist目錄查找如下jar包

     org.springframework.asm-3.0.5.RELEASE.jar

     org.springframework.core-3.0.5.RELEASE.jar

     org.springframework.beans-3.0.5.RELEASE.jar

     org.springframework.context-3.0.5.RELEASE.jar

     org.springframework.expression-3.0.5.RELEASE.jar

   依賴的jar包：從下載的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中查找如下依賴jar包。

     com.springsource.org.apache.log4j-1.2.15.jar

     com.springsource.org.apache.commons.logging-1.1.1.jar

     com.springsource.org.apache.commons.collections-3.2.1.jar

2、創建標準Java工程：

（1）選擇“window”—> “Show View” —>“Package Explorer”，使用包結構視圖；

 

2-5包結構視圖

（2）創建標準Java項目，選擇“File”—>“New”—>“Other”；然後在彈出來的對話框中選擇“Java Project”創建標準Java項目；

 

2-6創建Java項目

 

2-7創建Java項目

 

2-8創建Java項目

（3）配置項目依賴庫文件，右擊項目選擇“Properties”；然後在彈出的對話框中點擊“Add JARS”在彈出的對話框中選擇“lib”目錄下的jar包；然後再點擊“Add Library”，然後在彈出的對話框中選擇“Junit”，選擇“Junit4”；

 

圖2-9配置項目依賴庫文件

 

圖2-10配置項目依賴庫文件

 

2-11配置項目依賴庫文件

（4）項目目錄結構如下圖所示，其中“src”用於存放java文件；“lib”用於存放jar文件；“resources”用於存放配置文件；

 

2-12項目目錄結構

3、項目搭建好了，讓我們來開發接口，此處我們只需實現打印“Hello World!”，所以我們定義一個“sayHello”接口，代碼如下：

package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
public interface HelloApi {
       public void sayHello();
}

4、接口開發好了，讓我們來通過實現接口來完成打印“Hello World!”功能；

package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
public class HelloImpl implements HelloApi {
              @Override
              public void sayHello() {
                     System.out.println("Hello World!");
              }
}

5、接口和實現都開發好了，那如何使用Spring IoC容器來管理它們呢？這就需要配置文件，讓IoC容器知道要管理哪些對象。讓我們來看下配置文件chapter2/helloworld.xml（放到resources目錄下）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans
      xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
      xmlns:xsi="http://www.w3org/2001/XMLSchema-instance"
      xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
      xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
         http://www.springframework.org/schema/context
         http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd">
      <!-- id 表示你這個組件的名字，class表示組件類 -->
     <bean id="hello" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"></bean>
</beans>

6、現在萬一具備，那如何獲取IoC容器並完成我們需要的功能呢？首先應該實例化一個IoC容器，然後從容器中獲取需要的對象，然後調用接口完成我們需要的功能，代碼示例如下：

package cn.javass.spring.chapter2.helloworld;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
public class HelloTest {
       @Test
       public void testHelloWorld() {
             //1、讀取配置文件實例化一個IoC容器
             ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
             //2、從容器中獲取Bean，注意此處完全“面向接口編程，而不是面向實現”
              HelloApi helloApi = context.getBean("hello", HelloApi.class);
              //3、執行業務邏輯
              helloApi.sayHello();
       }
}

7、自此一個完整的Spring Hello World已完成，是不是很簡單，讓我們深入理解下容器和Bean吧。

2.2.4  詳解IoC容器

在Spring Ioc容器的代表就是org.springframework.beans包中的BeanFactory接口，BeanFactory接口提供了IoC容器最基本功能；而org.springframework.context包下的ApplicationContext接口擴展了BeanFactory，還提供了與Spring AOP集成、國際化處理、事件傳播及提供不同層次的context實現 (如針對web應用的WebApplicationContext)。簡單說， BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 則增加了更多支持企業級功能支持。ApplicationContext完全繼承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的語義也適用於ApplicationContext。

容器實現一覽：

• XmlBeanFactory：BeanFactory實現，提供基本的IoC容器功能，可以從classpath或文件系統等獲取資源；

  （1）File file = new File("fileSystemConfig.xml");

       Resource resource = new FileSystemResource(file);

       BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

  （2）Resource resource = new ClassPathResource("classpath.xml");             

       BeanFactory beanFactory = new XmlBeanFactory(resource);

• ClassPathXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從classpath獲取配置文件；

BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath.xml");

• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext實現，從文件系統獲取配置文件。

 BeanFactory beanFactory = new FileSystemXmlApplicationContext("fileSystemConfig.xml");

具體代碼請參考：cn.javass.spring.chapter2.InstantiatingContainerTest.java。

ApplicationContext接口獲取Bean方法簡介：

• Object getBean(String name) 根據名稱返回一個Bean，客戶端需要自己進行類型轉換；

• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根據名稱和指定的類型返回一個Bean，客戶端無需自己進行類型轉換，如果類型轉換失敗，容器拋出異常；

• T getBean(Class<T> requiredType) 根據指定的類型返回一個Bean，客戶端無需自己進行類型轉換，如果沒有或有多於一個Bean存在容器將拋出異常；

• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根據指定的類型返回一個鍵值爲名字和值爲Bean對象的 Map，如果沒有Bean對象存在則返回空的Map。

讓我們來看下IoC容器到底是如何工作。在此我們以xml配置方式來分析一下：

一、準備配置文件：就像前邊Hello World配置文件一樣，在配置文件中聲明Bean定義也就是爲Bean配置元數據。

二、由IoC容器進行解析元數據： IoC容器的Bean Reader讀取並解析配置文件，根據定義生成BeanDefinition配置元數據對象，IoC容器根據BeanDefinition進行實例化、配置及組裝Bean。

三、實例化IoC容器：由客戶端實例化容器，獲取需要的Bean。

整個過程是不是很簡單，執行過程如圖2-13，其實IoC容器很容易使用，主要是如何進行Bean定義。下一章我們詳細介紹定義Bean。

 

2-13 Spring Ioc容器

2.2.5  小結

除了測試程序的代碼外，也就是程序入口，所有代碼都沒有出現Spring任何組件，而且所有我們寫的代碼沒有實現框架擁有的接口，因而能非常容易的替換掉Spring，是不是非***。

客戶端代碼完全面向接口編程，無需知道實現類，可以通過修改配置文件來更換接口實現，客戶端代碼不需要任何修改。是不是低耦合。

如果在開發初期沒有真正的實現，我們可以模擬一個實現來測試，不耦合代碼，是不是很方便測試。

Bean之間幾乎沒有依賴關係，是不是很容易重用。