spring揭秘00-ioc定义与ioc容器及集成工厂模式

【README】

本文总结自《spring揭秘》，作者王福强，非常棒的一本书，墙裂推荐；

本文内容包括ioc概述及ioc容器概述；

【1】IOC概述

【1.1】ioc定义

1.Ioc控制反转，别名是依赖注入DI；

• (1)反转：就反转在让你从原来的事事必躬亲，转变为现在的享受服务（这是ioc提出的价值所在 ）；
• (2)通常情况下： 被注入对象直接依赖于被依赖对象； 但是在IOC场景中，被注入对象与被依赖对象通过IOC服务提供者来打交道，所有的被注入对象和被依赖对象都由IOC服务提供者统一管理； 如ioc容器就是一个ioc服务提供者；
  • 【例】被注入对象与被依赖对象：如Student类声明了 Teacher属性，spring把Teacher对象注入到Student对象，则Student是被注入对象 ，Teacher是被依赖对象；（Teacher是被Student依赖的对象） ；
  • 其中， 被注入对象与被依赖对象都称为业务对象；

2.IOC作用： IOC是一种帮助我们解耦各业务对象间依赖关系的对象绑定方式；

【1.2】IOC三种依赖注入方式

1）构造方法注入；

• 优点： 对象构造完成后，马上进入就绪状态，可以马上使用；
• 缺点： 当依赖对象较多时， 构造器入参列表比较长；

2）Setter方法注入；

• 优点： 方法可以命名， 允许设置默认值，有良好IDE支持；
• 缺点：对象构造完成后，无法立即进入就绪状态；

3）实现接口注入；（不推荐，因为有侵入性 ）

【2】ioc服务提供者

ioc服务提供者定义： 管理所有被注入对象和被依赖对象； 如spring ioc容器就是一个ioc服务提供者；

具体的， spring ioc容器有 BeanFactory ， ApplicationContext； 其中BeanFactory是基础容器， ApplicationContext继承了 BeanFactory，是高级容器，功能更加丰富；

【ApplicationContext】

public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory, MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {@NullableString getId();String getApplicationName();String getDisplayName();long getStartupDate();@NullableApplicationContext getParent();AutowireCapableBeanFactory getAutowireCapableBeanFactory() throws IllegalStateException;
}

【2.1】 ioc服务提供者职责

1）业务对象的构建管理（创建bean）： 即业务对象无需关心所依赖的对象如何构建（bean如何创建），由IOC服务提供者来完成；

2）业务对象间的依赖绑定（绑定对象间依赖关系）：IOC服务服务提供者通过结合之前构建和管理的所有业务对象，以及各个业务对象间可以识别的依赖关系，将这些对象所依赖的对象注入绑定；

【2.2】ioc服务提供者如何管理对象间依赖关系

1）直接编码方式； （不推荐 ）
2）配置文件方式： 比较常见的依赖管理方式； 如使用普通文本文件，XML，properties文件，等都可以作为管理依赖关系的载体；
3）元数据方式：即通过注解实现； 直接在类中使用元数据信息（注解）来标注对象间的依赖关系；

【3】IOC容器

1）ioc 容器概述：

• ioc容器是一个ioc服务提供者；
• Spring的Ioc容器是一个提供ioc支持的轻量级容器；
• spring提供了两种容器： BeanFactory ，ApplicationContext ； 其中 ApplicationContext 继承自 BeanFactory ；

2）Spring还在ioc容器基础上提供了AOP框架支持，企业级服务集成等服务，如下图所示。

【3.1】BeanFactory

**1）容器1-BeanFactory：**基础类型IOC容器（懒汉式初始化 ）， 提供完整的IOC服务支持； 如果没有特殊指定，默认采用延迟初始化策略；

• 适用场景： 适用于资源有限，功能要求不是很严格的场景；
• 作为spring基本的IOC容器， BeanFactory职责包括业务对象注册和对象间依赖关系绑定；

2）容器2-ApplicationContext（饿汉式初始化）： 在BeanFactory基础上构建，是比较高级的容器；ApplicationContext管理的对象，在ApplicationContext容器启动后，默认全部初始化并绑定完成；

补充： ApplicationContext 继承自 BeanFactory ；

【4】集成工厂模式创建bean

1）背景：在系统开发中 ，需要集成第三方库或实例化bean过程复杂（如创建bean的代理，添加上下文），需要通过工厂模式创建bean，以简化代码及解耦被注入对象与被依赖对象接口实现类， 如 使用第三方库 SimpleClientHttpRequestFactory 创建http连接对象， 就是通过工厂方法模式实例化bean ；

2）对于下图中的Foo与BarInterface及BarInterfaceImpl， 可以通过工厂模式解除 Foo 与 BarInterfaceImpl具体实现类 间的耦合关系； （依赖抽象而不应该依赖具体实现 BarInterfaceImpl ， 否则实现类有改动，则被注入对象Foo也会改动，不灵活，且回归测试成本高 ）

3）spring ioc容器提供了对3种工厂模式的集成支持，包括静态工厂方法，非静态工厂方法， FactoryBean接口 ；

• 静态工厂（静态工厂方法模式）： 简单，但从头到尾都有且只有一个工厂；即工厂不抽象（1个），产品可以抽象（多个）；
• 非静态工厂（工厂方法模式）： 相对灵活，调用方依赖的产品和工厂都可以抽象；
• FactoryBean： 是一个接口，Spring容器提供的一种可以扩展容器对象实例化的接口； 即业务工厂实现FactoryBean接口， 重写 getObject() 方法，扩展bean创建逻辑 ；

补充1： 静态工厂与非静态工厂， 其产品和工厂可以抽象也可以不抽象；

补充2：特例， 非静态工厂的特例是抽象工厂，其工厂必须抽象；

【4.1】静态工厂方法

【CarStaticFactoryMain】静态工厂入口main函数

public class CarStaticFactoryMain {public static void main(String[] args) {ApplicationContext container = new ClassPathXmlApplicationContext("beans0403factorymethod.xml");ICar electricCar = container.getBean("electricCar", ICar.class);ICar electricCar2 = container.getBean("electricCar", ICar.class);ICar electricCar3 = container.getBean("electricCar", ICar.class);electricCar.drive();electricCar2.drive();electricCar3.drive();}
}

【beans0403factorymethod.xml】

 <!-- 静态工厂实例化bean  --><bean id="electricCar" class="com.tom.springnote.chapter04.t0403xmlfactorymethod.CarStaticFactory"factory-method="getInstance" scope="prototype"/>

【CarStaticFactory】汽车静态工厂

public class CarStaticFactory {private static final AtomicInteger INCREMENTOR = new AtomicInteger(0);public static ICar getInstance() {return new ElectricCar("特斯拉汽车" + INCREMENTOR.getAndIncrement());}
}

【ICar】 抽象产品 （接口或抽象类都可以）

public abstract class ICar {private String name = "";public ICar() {}public ICar(String name) {this.name = name;}abstract void drive();public String getName() {return name;}
}

【ElectricCar】电动车，具体产品

public class ElectricCar extends ICar {public ElectricCar(String name) {super(name);}@Overridepublic void drive() {System.out.println("name=" + getName() + ", 电池驱动， 自动驾驶");}
}

【打印日志】

name=特斯拉汽车0, 电池驱动， 自动驾驶
name=特斯拉汽车1, 电池驱动， 自动驾驶
name=特斯拉汽车2, 电池驱动， 自动驾驶

补充： 本文的静态工厂代码，对产品做了抽象，依赖ICar，而不是 ElectricCar 这个具体car；

在实际开发过程中， 静态工厂可以抽象也可以不抽象产品；

• 工厂与产品是同一个类，这又是静态工厂的特例，叫简单工厂， 如 Integer.valueOf ；
• 工厂不抽象，但产品抽象；如 List.of(…)

【Integer.valueOf】

public static Integer valueOf(int i) {if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i);}

【List.of()】

static <E> List<E> of(E e1, E e2) {return new ImmutableCollections.List12<>(e1, e2);}

【4.2】非静态工厂方法

非静态工厂方法对工厂和产品都做了抽象；

【CarNonStaticFactoryMain】非静态工厂方法入口main

public class CarNonStaticFactoryMain {public static void main(String[] args) {ApplicationContext container = new ClassPathXmlApplicationContext("beans0403factorymethod.xml");ICar car = container.getBean("petrolCar", ICar.class);ICar car2 = container.getBean("petrolCar", ICar.class);ICar car3 = container.getBean("petrolCar", ICar.class);car.drive();car2.drive();car3.drive();}
}

【beans0403factorymethod.xml】

<!-- 02 非静态工厂实例化bean  -->
<bean id="carNonStaticFactory" class="com.tom.springnote.chapter04.t0403xmlfactorymethod.CarNonStaticFactoryImpl" />
<bean id="petrolCar" factory-bean="carNonStaticFactory" factory-method="getInstance" scope="prototype" />

【CarNonStaticFactoryImpl】非静态工厂，具体工厂

public class CarNonStaticFactoryImpl implements ICarFactory {private static final AtomicInteger INCREMENTOR = new AtomicInteger(0);@Overridepublic ICar getInstance() {return new PetrolCar("奔驰汽车" + INCREMENTOR.getAndIncrement());}
}

【PetrolCar】继承ICar抽象类，具体产品

public class PetrolCar extends ICar {public PetrolCar(String name) {super(name);}@Overridepublic void drive() {System.out.println("name=" + getName() + ", 汽油驱动，人工驾驶");}
}

【打印日志】

name=奔驰汽车0, 汽油驱动，人工驾驶
name=奔驰汽车1, 汽油驱动，人工驾驶
name=奔驰汽车2, 汽油驱动，人工驾驶

【4.3】FactoryBean接口

factoryBean是一个接口， Spring容器提供的一种可以扩展容器对象实例化逻辑的接口； 定义如下：

【FactoryBean接口】

public interface FactoryBean<T> {String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";@NullableT getObject() throws Exception;@NullableClass<?> getObjectType();default boolean isSingleton() {return true;}
}

spring容器内部很多地方使用到了FactoryBean接口实例化bean ；

• JndiObjectFactoryBean
• LocalSessionFactoryBean
• SqlMapClientFactoryBean
• ProxyFactoryBean

使用FactoryBean创建bean代码示例：

【CarFactoryBeanImplMain】FactoryBean入口main

public class CarFactoryBeanImplMain {public static void main(String[] args) {ApplicationContext container = new ClassPathXmlApplicationContext("beans0403factorymethod.xml");ICar car = container.getBean("electricCarFactoryBean", ICar.class);ICar car2 = container.getBean("electricCarFactoryBean", ICar.class);ICar car3 = container.getBean("electricCarFactoryBean", ICar.class);car.drive();car2.drive();car3.drive();}
}

【beans0403factorymethod.xml】

<!-- 03 实现factorybean接口实例化bean  --><bean id="electricCarFactoryBean" class="com.tom.springnote.chapter04.t0403xmlfactorymethod.CarFactoryBeanImpl"scope="prototype" />

【CarFactoryBeanImpl】 FactoryBean接口实现类

public class CarFactoryBeanImpl implements FactoryBean<ICar> {private static final AtomicInteger start = new AtomicInteger(0);@Overridepublic ICar getObject() throws Exception {return new ElectricCar("FactoryBean特斯拉" + start.getAndIncrement());}@Overridepublic Class<?> getObjectType() {return ICar.class;}@Overridepublic boolean isSingleton() {return false;}
}

【打印日志】

name=FactoryBean特斯拉0, 电池驱动， 自动驾驶
name=FactoryBean特斯拉1, 电池驱动， 自动驾驶
name=FactoryBean特斯拉2, 电池驱动， 自动驾驶