Spring IOC 容器

1.概念

• 控制反转

对于软件来说，调用类依赖于某一接口的实现类。但是现在将控制权从调用类移除，转而由第三方决定，即由Spring容器借由Bean配置来进行控制。

• 依赖注入

调用类对某一接口实现类的依赖关系由第三方（容器或协作类）注入，以移除调用类对某一接口实现类的依赖。

• IOC类型
  • 构造函数注入
  • 属性注入
  • 接口注入

2.Java反射的基本知识

Java语言允许通过程序化的方式间接对Class进行操作。Class文件由类装载器装载后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息，如构造函数、属性和方法等。Java允许用户借由这个与Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能。

反射的步骤

• 通过类装载器获取对象
• 获取对象的默认构造器对象并通过它实例化对象
• 通过反射获取方法，并且通过方法设置属性

Java反射机制

• Constructor（类的构造函数反射类）
• Method（类方法的反射类）
• Field（类的成员变量的反射类）

3.资源访问利器

3.1资源访问接口

Spring设计了一个Resource接口，它能够提供更强的底层资源访问

访问类路径下的web应用的三种方式

• 通过FileSystemResource以文件系统绝对路径的方式进行访问
• 通过ClassPathResource以类路径的方式进行访问
• 通过ServletContextResource以相对于Web应用根目录的方式进行访问

public static void main(String[] args) throws IOException {
        String filePath = "I:/网络资源/Idea--space/SpringDemo/src/main/resources/test_input.txt";
        //使用系统文件路径方式加载文件
        WritableResource res1 = new PathResource(filePath);
        //使用类路径方式加载文件
        Resource res2 = new ClassPathResource("resources/test_input.txt");
        //使用WritableResurce接口写资源文件
        OutputStream stream1 = res1.getOutputStream();
        stream1.write("欢迎光临\n小春论坛".getBytes());
        stream1.close();
        //使用Resource接口读资源文件
        InputStream in1 = res1.getInputStream();
        //InputStream in2 = res2.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos=new ByteArrayOutputStream();
        int i;
        while((i=in1.read())!=-1){
            baos.write(i);
        }
        System.out.println("res1"+res1.getFilename());
        System.out.println("res2"+res2.getFilename());


    }
    
public static void main(String[] args) throws IOException {
    //当系统加载时默认采用系统编码读取资源内容，如果资源采用特殊的编码格式可以通过EncodedResource对资源进行编码，以保证资源内容操作的正确性
    String filePath = "I:/网络资源/Idea--space/SpringDemo/src/main/resources/test_input.txt";
    //使用系统文件路径方式加载文件
    WritableResource res1 = new PathResource(filePath);
    //Resource res = new ClassPathResource("resources/test_input.txt");
    EncodedResource encRes=new EncodedResource(res1,"utf-8");
   String content= FileCopyUtils.copyToString(encRes.getReader());
    System.out.println(content);
}

3.2资源加载

Spring 提供了一个强大的加载资源的机制，不但可以通过"classpath:"、"file:"等资源前缀识别不同的资源类型，还支持带Ant风格带通配符的资源地址(可以在不显示使用Resource实现类的情况下，仅通过资源地址的特殊标识符就可以访问相应的资源)

地址前缀	对应的资源类型
classpath:	从类路径中加载资源，classpath:和classpath：/是等价的
file:	使用UrlResource从文件系统目录中装载资源，可采用绝对或相对路径
http:	使用UrlResource从Web服务器中装载资源
ftp:	使用UrlResource从FTP服务器中装载资源
没有前缀	根据ApplicationContext的具体实现采用对应类型的Resource

Ant风格的资源配置地址支持3种匹配符

• ?:匹配文件名中的一个字符
• *:匹配文件名中的任意字符
• **:匹配多层路径

4、BeanFactory和ApplicationContext

Spring 通过一个配置文件描述Bean和Bean之间的依赖关系，利用Java语言的反射功能实例化Bean并建立Bean之间的依赖关系。Spring的IOC容器在完成这些底层工作的基础上，还提供了Bean实例缓存，声明周期管理，Bean实例代理，事件发布，资源装载等高级服务。我们一般称BeanFactory为IOC容器，而称ApplicationContext为应用上下文。

对于两者的用途，我们可以进行简单的划分：BeanFactory是Spring框架的基础设施，面向Spring本身；ApplicationContext面向使用Spring框架的开发者，几乎所有的使用场合都可以直接使用ApplicationContext而非底层的BeanFactory

4.1.BeanFactory介绍

接口中最重要的方法getBean（String beanName）,该方法从容器中返回特定名称的
bean

和BeanFactory有关的接口说明

• ListableBeanFactory：该接口定义了访问容器中Bean基本信息的若干方法，如查看Bean的个数
• HierarchicalBeanFactory:父子级联Ioc容器的接口，子容器可以通过接口方法访问父容器
• ConfigurableBeanFactory：增强了Ioc容器的可定制性。它定义了设置类装载器、属性编辑器、容器初始化后置处理器等方法
• AutowireCapableBeanFactory:定义了将容器中的Bean按某种规则(如按名字匹配、按类型匹配等)进行自动装配的方法
• SingletonBeaRegistry:定义了允许在运行期间向容器注册单实例Bean的方法
• BeanDefinitionRegister:Spring配置文件中每一个<bean>节点元素在Spring容器里都通过一个BeanDefinition对象表示，它描述了Bean的配置信息。

4.2.ApplicationContext介绍

ApplicationContext类体系结构,ApplicationContext的主要实现类是ClassPathXmlApplicationContext和FileSystemXmlApplicationContext,前者默认从类路径加载配置文件，后者默认从系统中中装载配置文件，扩展BeanFactory的功能的相关接口

• ApplicationEventPublisher:让容器拥有发布应用上下文事件的功能，包括容器启动事件、关闭事件等。
• MessageSource:为应用提供il8n国际化消息访问的功能
• ResourcePatternResolver：所有ApplicationContext实现类都实现了类似于PathMatchingResourcePatternResolver的功能，可以通过带前缀的Ant风格的资源文件路径装载Spring的配置文件
• LifeCycle:该接口提供了start()和stop()两个方法，主要用于控制异步处理过程。在具体使用时,该接口同时被ApplicationContext实现及具体Bean实现，ApplicationContext会将start/stop的信息传递给容器中所有实现了该接口的Bean，以达到管理和控制JMX、任务调度等目的。

ConfigurableApplicationContext扩展与ApplicationContext,它新增了两个主要的方法：refresh和close。在应用上下文关闭的情况下调用refresh可以启动应用上下文，在已经启动的状态下调用可以清楚缓存，并重新装载配置信息，调用close则可以关闭应用上下文。

4.3.WebApplicationContext类体系结构

WebApplicationContext是专门为Web应用准备的，它允许从相对于Web根目录的路径中装载配置文件完成初始化工作，从WebApplicationContext中可以获得ServletContext的引用，整个Web应用的上下文对象将作为属性放置到ServletContext中，以便Web应用环境可以访问Spring上下文。Spring专门为此提供了一个工具类WebApplicationContextUtils，通过该类的getWebApplicationContext(ServletContext sc)方法，可以从Ser
vletContext中获取WebApplicationContext实例。

WebApplicationContext的初始化不同于BeanFactory和ApplicationContext，因为WebApplicationContext需要ServletContext实例，也就是说，它必须在拥有Web容器的前提下才能完成启动工作。

5、父子容器

Spring的IOC容器可以建立父子层级关联的容器体系，子容器可以访问父容器中的Bean，但父容器不能访问子容器中的Bean。

5.1.Bean的生命周期

BeanFactory中Bean的生命周期，具体的调用过程如下

• 调用者通过getBean请求Bean时，如果容器注册了InstantiationAwareBeanPostprossor接口，在实例化之前会调用接口的postProcessBeforeInstantiation方法
• 根据配置情况实例化Bean
• 如果容器注册了InstantiationAwareBeanPostProcessor接口，在实例化Bean之后，调用该接口的postProcessorAfterInstantiation方法
• 将属性信息配置在Bean中，在设置每个属性之前，先调用InstantiationAwareBeanPostProcess接口的postProcessPropertyValues方法
• 调用Bean的属性设置方法设置属性值
• 如果Bean实现了BeanNameAware接口，则调用setBeanName方法，将配置文件中该Bean对应的名称设置到Bean中
• 如果Bean实现了BeanFactory接口，则调用setBeanFactory方法，将BeanFactory容器实例设置到Bean中
• 如果BeanFactory装配了BeanPostProcessor后处理器，则将调用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization接口方法对Bean进行加工操作，比如（AOP,动态代理）
• 如果Bean实现了InitializingBean接口，则将调用接口的afterPropertiesSet方法
• 如果在<bran>中通过init-method属性定义了初始化方法，则将执行这个方法
• BeanPostProcessor后处理器定义了两个方法:1、postProcessBeforeInitialization
  2、postProcessAfterInitialization此时调用
• <bean>中指定了Bean的作用范围是prototype，则将Bean返回给调用者，Spring不再管理这个Bean的生命周期，如果作用范围是singleton则继续对Bean进行管理
• 对于作用域范围是singleton的Bean，当容器关闭时，将触发Spring对Bean后续生命周期的管理工作。如果实现了DisposanleBean接口则将调用接口的destory方法
• 对于作用域是singleton的Bean，如果<bean>的destory-method属性指定了Bean的销毁方法，那么Spring将执行Bean的这个方法，完成Bean资源的释放等操作

Bean的完整生命周期从实例化Bean开始，到销毁Bean，其中经过了许多关键点，这些关键点大致可以分为4类

• Bean自身的方法，例如构造函数实例化Bean，属性设置方法，<bean>的init-method和destory-method
• Bean级生命周期接口方法，比如：BeanFactoryAware,BeanNameAware,InitializingBean,DisposableBean
• 容器生命周期接口方法：InstantiationAwareBeanPostProcessor和BeanPostProcessor这两个接口实现的，一般称它们的实现类为后处理器
• 工厂后处理器接口方法：AspectJWeavingEnable、CustomAutowireConfigurer和ConfigurationClassPostProcessor