概述

為什么叫控制反轉(zhuǎn)

Spring Bean是什么：Spring里面的bean就類似是定義的一個(gè)組件，而這個(gè)組件的作用就是實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能的，這里所定義的bean就相當(dāng)于給了你一個(gè)更為簡(jiǎn)便的方法來(lái)調(diào)用這個(gè)組件去實(shí)現(xiàn)你要完成的功能

Spring框架管理這些Bean的創(chuàng)建工作，即由用戶管理Bean轉(zhuǎn)變?yōu)榭蚣芄芾鞡ean，這個(gè)就叫控制反轉(zhuǎn) - Inversion of Control (IoC)

• 這些托管創(chuàng)建的Bean放在IoC Container
• 為了更好讓用戶配置Bean，引入不同方式來(lái)配置Bean：xml配置，Java配置，注解配置等支持
• Spring也管理整個(gè)Bean的生命周期
• 應(yīng)用程序代碼從Ioc Container中獲取依賴的Bean，注入到應(yīng)用程序中，這個(gè)過(guò)程叫 依賴注入(Dependency Injection，DI)

控制反轉(zhuǎn)是通過(guò)依賴注入實(shí)現(xiàn)的，IoC是設(shè)計(jì)思想，DI是實(shí)現(xiàn)方式

IOC不是什么技術(shù)，是一種設(shè)計(jì)思想。

在Java開(kāi)發(fā)中，Ioc意味著將你設(shè)計(jì)好的對(duì)象交給容器控制，而不是傳統(tǒng)的在你的對(duì)象內(nèi)部直接控制。

• 正轉(zhuǎn)：傳統(tǒng)應(yīng)用程序是由我們自己在對(duì)象中主動(dòng)控制去直接獲取依賴對(duì)象
• 反轉(zhuǎn)：由容器來(lái)幫忙創(chuàng)建及注入依賴對(duì)象
• 由IoC容器幫對(duì)象找相應(yīng)的依賴對(duì)象并注入，而不是由對(duì)象主動(dòng)去找

Spring 中的 bean 的作用域

基礎(chǔ)概念

singleton : 唯一 bean 實(shí)例，Spring 中的 bean 默認(rèn)都是單例的。
prototype : 每次請(qǐng)求都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 bean 實(shí)例。

Spring并不管理作用域?yàn)閜rototype的bean的整個(gè)生命周期，使用者必須自己銷毀 這個(gè)bean并釋放資源。

下述作用域只有在web環(huán)境下才有用

• request : 每一次 HTTP 請(qǐng)求都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的 bean，該 bean 僅在當(dāng)前 HTTP request 內(nèi)有效。
• session : 每一次 HTTP 請(qǐng)求都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的 bean，該 bean 僅在當(dāng)前 HTTP session 內(nèi)有效。
• global-session： 全局 session 作用域，僅僅在基于 Portlet 的 web 應(yīng)用中才有意義，Spring5 已經(jīng)沒(méi)有了。
• Portlet 是能夠生成語(yǔ)義代碼（例如：HTML）片段的小型 Java Web 插件。它們基于 portlet 容器，可以像 servlet 一樣處理 HTTP 請(qǐng)求。但是，與 servlet 不同，每個(gè) portlet 都有不同的會(huì)話

對(duì)比

有狀態(tài)和無(wú)狀態(tài)的bean

基本概念

在 Spring 框架中，有狀態(tài) Bean 和 無(wú)狀態(tài) Bean 是兩種重要的對(duì)象設(shè)計(jì)模式，它們的核心區(qū)別在于 是否保存可變狀態(tài)，直接影響線程安全性和作用域管理。

有狀態(tài) Bean 注意事項(xiàng)

• 作用域控制：必須顯式聲明作用域（如 @Scope(“prototype”)）。
• 避免單例陷阱：禁止在單例 Bean 中注入有狀態(tài) Bean（除非使用 ThreadLocal）。
• 防御性編程：返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)返回副本而非引用

無(wú)狀態(tài) Bean 最佳實(shí)踐

• 方法參數(shù)化：所有數(shù)據(jù)通過(guò)方法參數(shù)傳遞。
• 依賴注入：通過(guò)構(gòu)造函數(shù)注入其他 Bean。
• 工具類設(shè)計(jì)：將狀態(tài)抽取到參數(shù)中

建議

• 優(yōu)先無(wú)狀態(tài)設(shè)計(jì)：90%的業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)使用無(wú)狀態(tài)Bean
• 有狀態(tài)Bean最小化：必須使用時(shí)有明確的作用域控制
• 避免混合狀態(tài)：不要在同一Bean中混用有狀態(tài)和無(wú)狀態(tài)代碼

對(duì)比

Ioc 配置的三種方式

總體上目前的主流方式是： 注解 + Java 配置

xml 配置

將bean的信息配置.xml文件里，通過(guò)Spring加載文件為我們創(chuàng)建bean。

• 優(yōu)點(diǎn)： 可以使用于任何場(chǎng)景，結(jié)構(gòu)清晰，通俗易懂
• 缺點(diǎn)： 配置繁瑣，不易維護(hù)，枯燥無(wú)味，擴(kuò)展性差

<?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">
    <!-- services -->
    <bean id="userService" class="com.service.UserServiceImpl">
        <property name="userDao" ref="userDao"/>
        <!-- additional collaborators and configuration for this bean go here -->
    </bean>
    <!-- more bean definitions for services go here -->
</beans>

Java 配置

將類的創(chuàng)建交給我們配置的JavcConfig類來(lái)完成，Spring只負(fù)責(zé)維護(hù)和管理，采用純Java創(chuàng)建方式。其本質(zhì)上就是把在XML上的配置聲明轉(zhuǎn)移到Java配置類中

• 優(yōu)點(diǎn)：適用于任何場(chǎng)景，配置方便，因?yàn)槭羌僇ava代碼，擴(kuò)展性高，十分靈活
• 缺點(diǎn)：由于是采用Java類的方式，聲明不明顯，如果大量配置，可讀性比較差

@Configuration
public class BeansConfig {
    /**
     * @return user dao
     */
    @Bean("userDao")
    public UserDaoImpl userDao() {
        return new UserDaoImpl();
    }
    /**
     * @return user service
     */
    @Bean("userService")
    public UserServiceImpl userService() {
        UserServiceImpl userService = new UserServiceImpl();
        userService.setUserDao(userDao());
        return userService;
    }
}

注解配置

通過(guò)在類上加注解的方式，來(lái)聲明一個(gè)類交給Spring管理，Spring會(huì)自動(dòng)掃描帶有@Component，@Controller，@Service，@Repository這四個(gè)注解的類，然后幫我們創(chuàng)建并管理，前提是需要先配置Spring的注解掃描器。

• 優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)發(fā)便捷，通俗易懂，方便維護(hù)。
• 缺點(diǎn)：具有局限性，對(duì)于一些第三方資源，無(wú)法添加注解。只能采用XML或JavaConfig的方式配置

依賴注入的三種方式

常用的注入方式主要有三種：構(gòu)造方法注入（Construct注入），setter注入，基于注解的注入（接口注入）

setter方式

通過(guò)對(duì)應(yīng)變量的setXXX()方法以及在方法上面使用注解，來(lái)完成依賴注入。
Setter方法注入是通過(guò)在類中提供setter方法來(lái)注入依賴項(xiàng)的。Spring容器會(huì)調(diào)用這些setter方法來(lái)設(shè)置依賴項(xiàng)的值。這種方式更加靈活，因?yàn)榭梢栽趯?duì)象創(chuàng)建后的任何時(shí)候注入依賴項(xiàng)。

比如：在 Spring 4.3 及以后的版本中，setter 上面的 @Autowired 注解是可以不寫(xiě)的。

private Helper helper;
@Autowired
public void setHelper(Helper helper) {
    this.helper = helper;
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 可以在對(duì)象創(chuàng)建后的任何時(shí)候注入依賴項(xiàng)。
• 可以重新配置已存在的對(duì)象。

缺點(diǎn)：

• 可能導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)的不確定性，因?yàn)橐蕾図?xiàng)可以在任何時(shí)候被更改。
• 不支持不可變對(duì)象。

構(gòu)造方法注入

將各個(gè)必需的依賴全部放在帶有注解構(gòu)造方法的參數(shù)中，并在構(gòu)造方法中完成對(duì)應(yīng)變量的初始化，這種方式，就是基于構(gòu)造方法的注入。
比如：在 Spring 4.3 及以后的版本中，如果這個(gè)類只有一個(gè)構(gòu)造方法，那么這個(gè)構(gòu)造方法上面也可以不寫(xiě) @Autowired 注解。

private final Svc svc;
@Autowired
public HelpService(@Qualifier("svcB") Svc svc) {
    this.svc = svc;
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 確保依賴項(xiàng)在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)就被初始化。
• 可以設(shè)置依賴項(xiàng)為final，確保它們不會(huì)被修改。
• 支持不可變對(duì)象。

缺點(diǎn)：

• 如果類有很多依賴項(xiàng)，構(gòu)造函數(shù)可能會(huì)變得很長(zhǎng)且難以閱讀

基于注解（字段）的注入

示例

public class MyService {
    @Autowired
    private MyRepository repository;
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 代碼簡(jiǎn)單明了，易于實(shí)現(xiàn)。

缺點(diǎn)：根據(jù)Spring官方的建議，推薦使用構(gòu)造器注入和Setter注入，而盡量避免使用字段注入。字段注入被認(rèn)為是一種不太理想的方式，因?yàn)樗哂幸韵氯秉c(diǎn)：

• 不利于不變性：與構(gòu)造器注入不同，字段注入無(wú)法將不變的依賴關(guān)系傳遞給組件，因?yàn)樽侄慰梢栽谌魏螘r(shí)候更改。
• 可見(jiàn)性問(wèn)題：外部無(wú)法明確看到組件所依賴的內(nèi)容，因?yàn)橐蕾囮P(guān)系被隱藏在組件內(nèi)部。這可能導(dǎo)致代碼可讀性下降。
• 緊密綁定：字段注入會(huì)導(dǎo)致組件與IoC容器緊密綁定，使組件在沒(méi)有容器的情況下難以使用，也使單元測(cè)試更加復(fù)雜。
• 不明顯的依賴關(guān)系：當(dāng)依賴關(guān)系變得復(fù)雜時(shí)，使用字段注入可能導(dǎo)致依賴關(guān)系不夠明顯，難以理解組件的需求。

推薦@Resource而不是@Autowired注解

• @Resource具有更廣泛的兼容性：
  • @Autowired是Spring特定的注解，與Spring框架緊密相關(guān)。如果以后決定更換不同的IoC容器，那么@Autowired可能不再適用，因?yàn)槠渌萜骺赡懿恢С炙?/li>
  • @Resource是Java標(biāo)準(zhǔn)（JSR-250）提供的注解，幾乎所有的IoC容器都會(huì)支持它。因此，即使你將來(lái)更換了容器，使用@Resource的代碼仍然可以正常工作，不需要類似的警告。
• 提高了代碼的可移植性：認(rèn)為@Resource更符合Java的標(biāo)準(zhǔn)化。

IOC設(shè)計(jì)體系

流程圖

IOC初始化流程

• 初始化的入口在容器實(shí)現(xiàn)中的 refresh()調(diào)用來(lái)完成
• 對(duì) bean 定義載入 IOC 容器使用的方法是 loadBeanDefinition,其中的大致過(guò)程如下：
  • 通過(guò) ResourceLoader 來(lái)完成資源文件位置的定位，bean 定義文件時(shí)通過(guò)抽象成 Resource 來(lái)被 IOC 容器處理的
  • 通過(guò) BeanDefinitionReader來(lái)完成定義信息的解析和 Bean 信息的注冊(cè)
  • 容器解析得到 BeanDefinition 以后，需要把它在 IOC 容器中注冊(cè)，這由 IOC 實(shí)現(xiàn) BeanDefinitionRegistry 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
  • 注冊(cè)過(guò)程就是在 IOC 容器內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)HashMap 來(lái)保存得到的 BeanDefinition 的過(guò)程。
  • 這個(gè) HashMap 是 IoC 容器持有 bean 信息的場(chǎng)所，以后對(duì) bean 的操作都是圍繞這個(gè)HashMap 來(lái)實(shí)現(xiàn)的.
  • 流程圖如下：

• 然后我們就可以通過(guò) BeanFactory 和 ApplicationContext 來(lái)享受到 Spring IOC 的服務(wù)了

Bean實(shí)例化(生命周期,循環(huán)依賴等)

最終的將Bean的定義即BeanDefinition放到beanDefinitionMap中，本質(zhì)上是一個(gè)ConcurrentHashMap<String, Object>；
并且BeanDefinition接口中包含了這個(gè)類的Class信息以及是否是單例等；

解決循環(huán)依賴問(wèn)題

Spring如何解決循環(huán)依賴問(wèn)題

Spring只是解決了單例模式下屬性依賴的循環(huán)問(wèn)題：Spring為了解決單例的循環(huán)依賴問(wèn)題，使用了三級(jí)緩存。

三級(jí)緩存詳細(xì)：見(jiàn)這篇

Spring為什么不能解決多例的循環(huán)依賴：多實(shí)例Bean是每次調(diào)用一次getBean都會(huì)執(zhí)行一次構(gòu)造方法并且給屬性賦值，根本沒(méi)有三級(jí)緩存，因此不能解決循環(huán)依賴。

• 這類循環(huán)依賴問(wèn)題可以通過(guò)把bean改成單例的解決。

Spring為什么不能解決prototype作用域循環(huán)依賴：spring不會(huì)緩存prototype作用域的bean，而spring中循環(huán)依賴的解決正是通過(guò)緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

• 這類循環(huán)依賴問(wèn)題可以通過(guò)使用@Lazy注解解決。 生成代理對(duì)象產(chǎn)生的循環(huán)依賴

生成代理對(duì)象產(chǎn)生的循環(huán)依賴，解決方法很多，主要有：

• 使用@Lazy注解，延遲加載
• 使用@DependsOn注解，指定加載先后關(guān)系
• 修改文件名稱，改變循環(huán)依賴類的加載順序

使用@DependsOn產(chǎn)生的循環(huán)依賴：這類循環(huán)依賴問(wèn)題要找到@DependsOn注解循環(huán)依賴的地方，迫使它不循環(huán)依賴就可以解決問(wèn)題。

Spring中Bean的生命周期

Spring 只幫我們管理單例模式 Bean 的完整生命周期，對(duì)于 prototype 的 bean ，Spring 在創(chuàng)建好交給使用者之后則不會(huì)再管理后續(xù)的生命周期。

• prototype 是一種 bean 的作用域。它的主要特點(diǎn)是每次請(qǐng)求都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 bean 實(shí)例。
• 與 singleton 作用域不同，singleton只會(huì)創(chuàng)建一個(gè)共享的實(shí)例。

Bean的完整生命周期經(jīng)歷了各種方法調(diào)用，這些方法可以劃分為以下幾類：(結(jié)合上圖，需要有如下頂層思維)

• Bean自身的方法： 這個(gè)包括了Bean本身調(diào)用的方法和通過(guò)配置文件中的init-method和destroy-method指定的方法
• Bean級(jí)生命周期接口方法： 這個(gè)包括了BeanNameAware、BeanFactoryAware、ApplicationContextAware；當(dāng)然也包括InitializingBean和DiposableBean這些接口的方法（可以被@PostConstruct和@PreDestroy注解替代)
• 容器級(jí)生命周期接口方法： 這個(gè)包括了InstantiationAwareBeanPostProcessor 和 BeanPostProcessor 這兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)，一般稱它們的實(shí)現(xiàn)類為“后處理器”。
• 工廠后處理器接口方法： 這個(gè)包括了AspectJWeavingEnabler, ConfigurationClassPostProcessor, CustomAutowireConfigurer等等非常有用的工廠后處理器接口的方法。工廠后處理器也是容器級(jí)的。在應(yīng)用上下文裝配配置文件之后立即調(diào)用

到此這篇關(guān)于Spring IOC詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring IOC詳解內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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