第2部分:IoC容器
2015-04-13 20:57
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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
|
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
|
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:
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:
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):
<?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:
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,是不是非侵入。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。
2.3.1 XML配置的结构
一般配置文件结构如下:<beans> <import resource="resource1.xml" /> <bean id="bean1" class="x.y.A"></bean> <bean id="bean2" class="x.y.B"></bean> <bean name="bean2" class="u.v.M"></bean> <alias alias="bean3" name="bean2"/> <import resource="resource2.xml"/> </beans>
1、<bean>标签主要用来进行Bean定义;
2、alias用于定义Bean别名的;
3、import用于导入其他配置文件的Bean定义,这是为了加载多个配置文件,当然也可以把这些配置文件构造为一个数组(new String[] {“config1.xml”, "config2.xml"})传给ApplicationContext实现进行加载多个配置文件,那一个更适合由用户决定;这两种方式都是通过调用Bean Definition Reader 读取Bean定义,内部实现没有任何区别。<import>标签可以放在<beans>下的任何位置,没有顺序关系。
2.3.2 Bean的配置
Spring IoC容器目的就是管理Bean,这些Bean将根据配置文件中的Bean定义进行创建,而Bean定义在容器内部由BeanDefinition对象表示,该定义主要包含以下信息:● 全限定类名(FQN):用于定义Bean的实现类;
● Bean行为定义:这些定义了Bean在容器中的行为;包括作用域(单例、原型创建)、是否惰性初始化及生命周期等;
● Bean创建方式定义:说明是通过构造器还是工厂方法创建Bean;
● Bean之间关系定义:即对其他bean的引用,也就是依赖关系定义,这些引用bean也可以称之为同事bean或依赖bean,也就是依赖注入。
Bean定义只有“全限定类名”在当使用构造器或静态工厂方法进行实例化bean时是必须的,其他都是可选的定义。难道Spring只能通过配置方式来创建Bean吗?回答当然不是,某些SingletonBeanRegistry接口实现类实现也允许将那些非BeanFactory创建的、已有的用户对象注册到容器中,这些对象必须是共享的,比如使用DefaultListableBeanFactory 的registerSingleton() 方法。不过建议采用元数据定义。
2.3.3 Bean的命名
每个Bean可以有一个或多个id(或称之为标识符或名字),在这里我们把第一个id称为“标识符”,其余id叫做“别名”;这些id在IoC容器中必须唯一。如何为Bean指定id呢,有以下几种方式;一、 不指定id,只配置必须的全限定类名,由IoC容器为其生成一个标识,客户端必须通过接口“T getBean(Class<T> requiredType)”获取Bean。
<bean class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl" />测试代码片段如下:
@Test public void test1() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean1.xml"); //根据类型获取bean HelloApi helloApi = beanFactory.getBean(HelloApi.class); helloApi.sayHello(); }二、指定id,必须在Ioc容器中唯一。
<bean id="bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>测试代码片段如下:
@Test public void test2() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean2.xml"); //根据id获取bean HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class); bean.sayHello(); }三、指定name,这样name就是“标识符”,必须在Ioc容器中唯一。
<bean name="bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>测试代码片段如下:
@Test public void test3() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean3.xml"); //根据name获取bean HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class); bean.sayHello(); }四、指定id和name,id就是标识符,而name就是别名,必须在IoC容器中唯一。
<bean id="bean1" name="alias1" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl" /> <!-- 如果id和name一样,IoC容器能检测到,并消除冲突 --> <bean id="bean3" name="bean3" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>测试代码片段如下:
@Test public void test4() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean4.xml"); //根据id获取bean HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class); bean1.sayHello(); //根据别名获取bean HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("alias1", HelloApi.class); bean2.sayHello(); //根据id获取bean HelloApi bean3 = beanFactory.getBean("bean3", HelloApi.class); bean3.sayHello(); String[] bean3Alias = beanFactory.getAliases("bean3"); //因此别名不能和id一样,如果一样则由IoC容器负责消除冲突 Assert.assertEquals(0, bean3Alias.length); }五、指定多个name,多个name用逗号、分号或空格分割,第一个被用作标识符,其他的(alias1、alias2、alias3)是别名,所有标识符也必须在Ioc容器中唯一。
<bean name="bean1;alias11,alias12;alias13 alias14" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> <!-- 当指定id时,name指定的标识符全部为别名 --> <bean id="bean2" name="alias21;alias22" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/>测试代码片段如下:
@Test public void test5() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean5.xml"); //1 根据id获取bean HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class); bean1.sayHello(); //2 根据别名获取bean HelloApi alias11 = beanFactory.getBean("alias11", HelloApi.class); alias11.sayHello(); //3 验证确实是四个别名 String[] bean1Alias = beanFactory.getAliases("bean1"); System.out.println("=======namingbean5.xml bean1 别名========"); for(String alias : bean1Alias) { System.out.println(alias); } Assert.assertEquals(4, bean1Alias.length); //根据id获取bean HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("bean2", HelloApi.class); bean2.sayHello(); //根据别名获取bean HelloApi alias21 = beanFactory.getBean("alias21", HelloApi.class); alias21.sayHello(); //验证确实是两个别名 String[] bean2Alias = beanFactory.getAliases("bean2"); System.out.println("=======namingbean5.xml bean2 别名========"); for(String alias : bean2Alias) { System.out.println(alias); } Assert.assertEquals(2, bean2Alias.length); }六、使用<alias>标签指定别名,别名也必须在IoC容器中唯一。
<bean name="bean" class="cn.javass.spring.chapter2.helloworld.HelloImpl"/> <alias alias="alias1" name="bean"/> <alias alias="alias2" name="bean"/>测试代码片段如下:
@Test public void test6() { BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/namingbean6.xml"); //根据id获取bean HelloApi bean = beanFactory.getBean("bean", HelloApi.class); bean.sayHello(); //根据别名获取bean HelloApi alias1 = beanFactory.getBean("alias1", HelloApi.class); alias1.sayHello(); HelloApi alias2 = beanFactory.getBean("alias2", HelloApi.class); alias2.sayHello(); String[] beanAlias = beanFactory.getAliases("bean"); System.out.println("=======namingbean6.xml bean 别名========"); for(String alias : beanAlias) { System.out.println(alias); } System.out.println("=======namingbean6.xml bean 别名========"); Assert.assertEquals(2, beanAlias.length); }
以上测试代码在cn.javass.spring.chapter2.NamingBeanTest.java文件中。
从定义来看,name或id如果指定它们中的一个时都作为“标识符”,那为什么还要有id和name同时存在呢?这是因为当使用基于XML的配置元数据时,在XML中id是一个真正的XML id属性,因此当其他的定义来引用这个id时就体现出id的好处了,可以利用XML解析器来验证引用的这个id是否存在,从而更早的发现是否引用了一个不存在的bean,而使用name,则可能要在真正使用bean时才能发现引用一个不存在的bean。
● Bean命名约定:Bean的命名遵循XML命名规范,但最好符合Java命名规范,由“字母、数字、下划线组成“,而且应该养成一个良好的命名习惯, 比如采用“驼峰式”,即第一个单词首字母开始,从第二个单词开始首字母大写开始,这样可以增加可读性。
2.3.4 实例化Bean
Spring IoC容器如何实例化Bean呢?传统应用程序可以通过new和反射方式进行实例化Bean。而Spring IoC容器则需要根据Bean定义里的配置元数据使用反射机制来创建Bean。在Spring IoC容器中根据Bean定义创建Bean主要有以下几种方式:一、使用构造器实例化Bean:这是最简单的方式,Spring IoC容器即能使用默认空构造器也能使用有参数构造器两种方式创建Bean,如以下方式指定要创建的Bean类型:
使用空构造器进行定义,使用此种方式,class属性指定的类必须有空构造器。
<bean name="bean1" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"/>使用有参数构造器进行定义,使用此种方式,可以使用< constructor-arg >标签指定构造器参数值,其中index表示位置,value表示常量值,也可以指定引用,指定引用使用ref来引用另一个Bean定义,后边会详细介绍:
<bean name="bean2" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"> <!-- 指定构造器参数 --> <constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/> </bean>
知道如何配置了,让我们做个例子的例子来实践一下吧:
(1)准备Bean class(HelloImpl2.java),该类有一个空构造器和一个有参构造器:
package cn.javass.spring.chapter2; public class HelloImpl2 implements HelloApi { private String message; public HelloImpl2() { this.message = "Hello World!"; } public HelloImpl2(String message) { this.message = message; } @Override public void sayHello() { System.out.println(message); } }(2)在配置文件(resources/chapter2/instantiatingBean.xml)配置Bean定义,如下所示:
<!--使用默认构造参数-->(3)配置完了,让我们写段测试代码(InstantiatingContainerTest)来看下是否工作吧:
<bean name="bean1" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"/>
<!--使用有参数构造参数-->
<bean name="bean2" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloImpl2"> <!-- 指定构造器参数 --> <constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/> </bean>
@Test public void testInstantiatingBeanByConstructor() { //使用构造器 BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/instantiatingBean.xml"); HelloApi bean1 = beanFactory.getBean("bean1", HelloApi.class); bean1.sayHello(); HelloApi bean2 = beanFactory.getBean("bean2", HelloApi.class); bean2.sayHello(); }二、使用静态工厂方式实例化Bean:使用这种方式除了指定必须的class属性,还要指定factory-method属性来指定实例化Bean的方法,而且使用静态工厂方法也允许指定方法参数,spring IoC容器将调用此属性指定的方法来获取Bean,配置如下所示:
(1)先来看看静态工厂类代码吧HelloApiStaticFactory:
public class HelloApiStaticFactory { //工厂方法 public static HelloApi newInstance(String message) { //返回需要的Bean实例 return new HelloImpl2(message); } }(2)静态工厂写完了,让我们在配置文件(resources/chapter2/instantiatingBean.xml)配置Bean定义:
<!-- 使用静态工厂方法 --> <bean id="bean3" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloApiStaticFactory" factory-method="newInstance"> <constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"/> </bean>(3)配置完了,写段测试代码来测试一下吧,InstantiatingBeanTest:
@Test public void testInstantiatingBeanByStaticFactory() { //使用静态工厂方法 BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chaper2/instantiatingBean.xml"); HelloApi bean3 = beanFactory.getBean("bean3", HelloApi.class); bean3.sayHello(); }
三、使用实例工厂方法实例化Bean:使用这种方式不能指定class属性,此时必须使用factory-bean属性来指定工厂Bean,factory-method属性指定实例化Bean的方法,而且使用实例工厂方法允许指定方法参数,方式和使用构造器方式一样,配置如下:
(1)实例工厂类代码(HelloApiInstanceFactory.java)如下:
package cn.javass.spring.chapter2; public class HelloApiInstanceFactory { public HelloApi newInstance(String message) { return new HelloImpl2(message); } }(2)让我们在配置文件(resources/chapter2/instantiatingBean.xml)配置Bean定义:
<!—1、定义实例工厂Bean --> <bean id="beanInstanceFactory" class="cn.javass.spring.chapter2.HelloApiInstanceFactory"/> <!—2、使用实例工厂Bean创建Bean --> <bean id="bean4" factory-bean="beanInstanceFactory" factory-method="newInstance"> <constructor-arg index="0" value="Hello Spring!"></constructor-arg> </bean>(3)测试代码InstantiatingBeanTest:
@Test public void testInstantiatingBeanByInstanceFactory() { //使用实例工厂方法 BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("chapter2/instantiatingBean.xml"); HelloApi bean4 = beanFactory.getBean("bean4", HelloApi.class); bean4.sayHello(); }
通过以上例子我们已经基本掌握了如何实例化Bean了,大家是否注意到?这三种方式只是配置不一样,从获取方式看完全一样,没有任何不同。这也是Spring IoC的魅力,Spring IoC帮你创建Bean,我们只管使用就可以了,是不是很简单。
2.3.5 小结
到此我们已经讲完了Spring IoC基础部分,包括IoC容器概念,如何实例化容器,Bean配置、命名及实例化,Bean获取等等。不知大家是否注意到到目前为止,我们只能通过简单的实例化Bean,没有涉及Bean之间关系。接下来一章让我们进入配置Bean之间关系章节,也就是依赖注入。参考文献:http://sishuok.com/forum/blogPost/list/2428.html
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