IoC 之 2.2 IoC 容器基本原理 ——跟我学Spring3

2.2.1  IoC容器的概念

IoC容器就是具有依赖注入功能的容器，IoC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。应用程序无需直接在代码中new相关的对象，应用程序由IoC容器进行组装。在Spring中BeanFactory是IoC容器的实际代表者。

Spring IoC容器如何知道哪些是它管理的对象呢？这就需要配置文件，Spring IoC容器通过读取配置文件中的配置元数据，通过元数据对应用中的各个对象进行实例化及装配。一般使用基于xml配置文件进行配置元数据，而且Spring与配置文件完全解耦的，可以使用其他任何可能的方式进行配置元数据，比如注解、基于java文件的、基于属性文件的配置都可以。

那Spring IoC容器管理的对象叫什么呢？

2.2.2  Bean的概念

由IoC容器管理的那些组成你应用程序的对象我们就叫它Bean， Bean就是由Spring容器初始化、装配及管理的对象，除此之外，bean就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。那IoC怎样确定如何实例化Bean、管理Bean之间的依赖关系以及管理Bean呢？这就需要配置元数据，在Spring中由BeanDefinition代表，后边会详细介绍，配置元数据指定如何实例化Bean、如何组装Bean等。概念知道的差不多了，让我们来做个简单的例子。

2.2.3  Hello World

一、配置环境：

l       JDK安装：安装最新的JDK，至少需要Java 1.5及以上环境；

l       开发工具：SpringSource Tool Suite，简称STS，是个基于Eclipse的开发环境，用以构建Spring应用，其最新版开始支持Spring 3.0及OSGi开发工具，但由于其太庞大，很多功能不是我们所必需的所以我们选择Eclipse+ SpringSource Tool插件进行Spring应用开发；到eclipse官网下载最新的Eclipse，注意我们使用的是Eclipse IDE for Java EE Developers（eclipse-jee-helios-SR1）；

安装插件：启动Eclipse，选择Help->Install New Software，如图2-3所示

 

 

图2-3 安装

2、首先安装SpringSource Tool Suite插件依赖，如图2-4:

Name为：SpringSource Tool Suite Dependencies

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

 

图2-4 安装

3、安装SpringSource Tool Suite插件，只需安装如图2-5所选中的就可以：

Name为：SpringSource Tool Suite

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

 

图2-4 安装

4、安装完毕，开始项目搭建吧。

Spring 依赖：本书使用spring-framework-3.0.5.RELEASE

                    spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip表示此压缩包带有文档的；

                    spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip表示此压缩包中是spring的依赖jar包，所以需要什么依赖从这里找就好了；

                   下载地址：http://www.springsource.org/download

 

二、开始Spring Hello World之旅

1、准备需要的jar包

  核心jar包：从下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip中dist目录查找如下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

 

 

 

 

 

 

 

 

  依赖的jar包：从下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中查找如下依赖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、创建标准Java工程：

（1）选择“window”—> “Show View” —>“Package Explorer”，使用包结构视图；

 

图2-5 包结构视图

（2）创建标准Java项目，选择“File”—>“New”—>“Other”；然后在弹出来的对话框中选择“Java Project”创建标准Java项目；

 

图2-6 创建Java项目

 

图2-7 创建Java项目

 

图2-8 创建Java项目

       （3）配置项目依赖库文件，右击项目选择“Properties”；然后在弹出的对话框中点击“Add JARS”在弹出的对话框中选择“lib”目录下的jar包；然后再点击“Add Library”，然后在弹出的对话框中选择“Junit”，选择“Junit4”；

 

图2-9 配置项目依赖库文件

 

图2-10 配置项目依赖库文件

 

图2-11 配置项目依赖库文件

（4）项目目录结构如下图所示，其中“src”用于存放java文件；“lib”用于存放jar文件；“resources”用于存放配置文件；

 

图2-12 项目目录结构

 

3、项目搭建好了，让我们来开发接口，此处我们只需实现打印“Hello World!”，所以我们定义一个“sayHello”接口，代码如下：

java代码：

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

 

4、接口开发好了，让我们来通过实现接口来完成打印“Hello World!”功能；

 

java代码：

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

 

5、接口和实现都开发好了，那如何使用Spring IoC容器来管理它们呢？这就需要配置文件，让IoC容器知道要管理哪些对象。让我们来看下配置文件chapter2/helloworld.xml（放到resources目录下）：

 

java代码：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans
xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/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 表示你这个组件的名字，class表示组件类 -->
<bean id="hello" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"></bean>
</beans>

 

6、现在万一具备，那如何获取IoC容器并完成我们需要的功能呢？首先应该实例化一个IoC容器，然后从容器中获取需要的对象，然后调用接口完成我们需要的功能，代码示例如下：

 

java代码：

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、读取配置文件实例化一个IoC容器
             ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("helloworld.xml");
             //2、从容器中获取Bean，注意此处完全“面向接口编程，而不是面向实现”
              HelloApi helloApi = context.getBean("hello", HelloApi.class);
              //3、执行业务逻辑
              helloApi.sayHello();
       }
}

 

7、自此一个完整的Spring Hello World已完成，是不是很简单，让我们深入理解下容器和Bean吧。

2.2.4  详解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接口扩展了BeanFactory，还提供了与Spring AOP集成、国际化处理、事件传播及提供不同层次的context实现 (如针对web应用的WebApplicationContext)。简单说， BeanFactory提供了IoC容器最基本功能，而 ApplicationContext 则增加了更多支持企业级功能支持。ApplicationContext完全继承BeanFactory，因而BeanFactory所具有的语义也适用于ApplicationContext。

容器实现一览：

• XmlBeanFactory：BeanFactory实现，提供基本的IoC容器功能，可以从classpath或文件系统等获取资源；

  （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实现，从classpath获取配置文件；

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

• FileSystemXmlApplicationContext：ApplicationContext实现，从文件系统获取配置文件。

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

 

具体代码请参考cn.javass.spring.chapter2.InstantiatingContainerTest.java。

 

ApplicationContext接口获取Bean方法简介：

• Object getBean(String name) 根据名称返回一个Bean，客户端需要自己进行类型转换；

• T getBean(String name, Class<T> requiredType) 根据名称和指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果类型转换失败，容器抛出异常；

• T getBean(Class<T> requiredType) 根据指定的类型返回一个Bean，客户端无需自己进行类型转换，如果没有或有多于一个Bean存在容器将抛出异常；

• Map<String, T> getBeansOfType(Class<T> type) 根据指定的类型返回一个键值为名字和值为Bean对象的 Map，如果没有Bean对象存在则返回空的Map。

 

让我们来看下IoC容器到底是如何工作。在此我们以xml配置方式来分析一下：

 

一、准备配置文件：就像前边Hello World配置文件一样，在配置文件中声明Bean定义也就是为Bean配置元数据。

二、由IoC容器进行解析元数据： IoC容器的Bean Reader读取并解析配置文件，根据定义生成BeanDefinition配置元数据对象，IoC容器根据BeanDefinition进行实例化、配置及组装Bean。

三、实例化IoC容器：由客户端实例化容器，获取需要的Bean。

 

整个过程是不是很简单，执行过程如图2-5，其实IoC容器很容易使用，主要是如何进行Bean定义。下一章我们详细介绍定义Bean。

 

图2-5 Spring Ioc容器

2.2.5  小结

除了测试程序的代码外，也就是程序入口，所有代码都没有出现Spring任何组件，而且所有我们写的代码没有实现框架拥有的接口，因而能非常容易的替换掉Spring，是不是非入侵。

客户端代码完全面向接口编程，无需知道实现类，可以通过修改配置文件来更换接口实现，客户端代码不需要任何修改。是不是低耦合。

如果在开发初期没有真正的实现，我们可以模拟一个实现来测试，不耦合代码，是不是很方便测试。

Bean之间几乎没有依赖关系，是不是很容易重用。