Spring框架中的Bean、容器与依赖注入

### Spring框架中的Bean、容器与依赖注入 #### 1. Spring Beans简介 在Spring框架里，Beans是可复用的软件组件，由Spring IoC容器进行管理。这些Beans包含了类的属性、setter和getter方法。Spring IoC容器由`org.springframework.context.ApplicationContext`接口来表示，它负责实例化、配置和组装Beans。 Beans的相关信息会反映在容器使用的配置元数据中。配置元数据为容器提供了实例化、配置和组装对象的指令，其可以通过XML、Java注解或Java代码来表示。下面主要介绍基于XML的Bean配置。 #### 2. 基于XML的Bean配置 Bean的配置信息存储在XML文件中，使用`<bean>...</bean>`元素来创建Bean定义。Bean定义包含以下元数据，代表了Bean的配置信息： - 代表Bean名称的全限定类名。 - 行为配置元素，如作用域、生命周期等，用于描述Bean在Spring IoC容器中的行为。 以下是XML配置元数据的基本结构代码示例： ```xml <?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="..." class="..."> <!-- configuration for this bean here --> </bean> <!-- more bean definitions here --> </beans> ``` 配置文件以`<beans>`作为根元素，通过`<bean>`标签配置各个单独的Bean。每个`<bean>`标签需要指定`class`属性，还可以有可选的`ID`或`name`属性。`ID`属性确保Bean命名的唯一性，`class`属性包含全限定类名。例如，`src.org.packt.Spring.chapter2.Employee`类可以这样配置： ```xml <bean id="employeeBean" class="src.org.packt.Spring.chapter2.Employee"> </bean> ``` 当使用`BeanFactory`或`ApplicationContext`容器加载配置文件，并通过`getBean("employeeBean")`方法访问`employeeBean`时，会返回`Employee`类实例的引用。Spring IoC容器负责实例化、配置和检索Spring Beans，并以各种形式实施依赖注入（DI），采用了多种成熟的设计模式来实现这一点。 #### 3. Spring容器接口 Spring提供了以下两种作为容器的接口： - **BeanFactory**：这是一个基本容器，其他所有容器都实现了`BeanFactory`接口。 - **ApplicationContext**：它是`BeanFactory`的子接口，在企业应用中常被用作容器。 要实例化Spring容器，需要创建`BeanFactory`或`ApplicationContext`实现类的对象，并提供Spring Bean配置。Spring框架的Spring IoC容器的基本包是`org.springframework.beans`和`org.springframework.context`。`BeanFactory`接口提供了高级配置机制来管理任何类型的对象，`ApplicationContext`接口实现了`BeanFactory`接口，提供了企业特定的功能，支持消息资源处理、Spring的AOP特性、事件发布以及用于Web应用的`WebApplicationContext`。 #### 4. BeanFactory详解 ##### 4.1 工厂模式 Spring使用工厂模式来创建所有实例以及所需对象的引用，这与使用`new`方法自己创建实例不同。在工厂模式中，有一个对象充当对象工厂。当需要任何对象的实例时，无需自己创建，只需调用工厂的方法，工厂会返回所需的实例。工厂会从配置文件中读取信息，该配置文件就像一个蓝图，包含了创建对象的指导。 假设存在对象`Foo`，若要获取对象`Bar`，不是直接创建`Bar`，而是调用另一个Java对象（即工厂对象）。工厂对象的任务是创建并将新的`Bar`对象交给`Foo`对象。工厂对象从配置文件中读取元数据，该元数据包含了需要创建的对象的详细信息。配置文件是工厂创建的所有对象的蓝图。`Foo`对象与工厂对象交互以获取具有特定规格的对象，工厂对象找出该特定对象规格的蓝图，然后创建新对象，最后将请求的`Bar`对象交还给`Foo`对象。这就是Spring所做的事情。 ##### 4.2 Spring BeanFactory Spring中的`BeanFactory`类型的对象就像上述的工厂对象。在配置文件（通常是XML文件）中指定蓝图对象，然后将其提供给`BeanFactory`。之后，如果需要任何对象的实例，可以向`BeanFactory`请求，`BeanFactory`会参考XML文件并按指定方式构建Bean。这个Bean就是Spring Bean，因为它是由Spring容器创建并返回的。总结如下： 1. Spring有`BeanFactory`，它为我们创建新对象。所以`Foo`对象会调用`BeanFactory`。 2. `BeanFactory`会读取包含所有Bean定义的Spring XML文件。Bean定义在这里就是蓝图，`BeanFactory`会根据这个蓝图创建Bean，进而生成新的Spring Bean。 3. 最后，这个新的Spring Bean会被交还给`Foo`对象。 `BeanFactory`由`org.springframework.beans.factory.BeanFactory`接口定义，它是Spring中的中央IoC容器接口，为Spring核心容器向应用程序提供了访问核心容器服务的基本端点。`BeanFactory`负责包含和管理Beans，它是一个工厂类，包含了一组Beans，内部持有多个Bean定义，并根据客户端的需求实例化这些Bean。`BeanFactory`在实例化协作对象时会创建它们之间的关联，减轻了Bean本身和Bean客户端的配置负担，还参与Bean的生命周期，调用自定义的初始化和销毁方法。 ##### 4.3 BeanFactory的实现 `BeanFactory`接口有许多实现，其中`org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanFactory`类是最常用的。它从XML文件中读取Bean定义并根据这些定义初始化Beans。根据Bean定义，工厂会返回包含对象的独立实例或单个共享实例。不过，这个类已被弃用，取而代之的是`DefaultListableBeanFactory`和`XmlBeanDefinitionReader`，使用它只是为了解释`BeanFactory`。`XmlBeanFactory`的构造函数接受`Resource`接口的实现作为参数，代码如下： ```java XmlBeanFactory (Resource resource) ``` `Resource`接口有很多实现，常用的两种实现如下表所示： | Resource接口实现 | 描述 | | --- | --- | | `org.springframework.core.io.FileSystemResource` | 从底层文件系统加载配置文件 | | `org.springframework.core.io.ClassPathResource` | 从类路径加载配置文件 | 假设Beans配置在位于C盘的`beans.xml`文件中： ```xml <bean id="mybean" class="..."> ... </bean> ``` 使用`BeanFactory`加载配置文件的代码片段如下： ```java BeanFactory bfObj = new XmlBeanFactory (new FileSystemResource ("c:/beans.xml")); MyBean beanObj= (MyBean) bfObj.getBean ("mybean"); ``` 这里使用了`FileSystemResource`，它是`Resource`接口的一种实现。`bfObj`对象对应于Spring容器，它从`beans.xml`文件中加载了Bean定义。`BeanFactory`是一个懒加载容器，此时仅加载了Bean定义，Beans本身尚未实例化。在第二行代码中，调用了`BeanFactory`对象的`getBean()`方法，将Bean ID `"mybean"`作为参数传递给该方法，`BeanFactory`会从Spring的`beans.xml`文件中读取ID为`"mybean"`的Bean定义，实例化它并返回引用。 `BeanFactory`接口有不同